Señales Quimicas Entre Celulas

LA COMUNICACIÓN DE LAS CÉLULAS

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Todos los seres vivos tenemos la capacidad de realizar muchas funciones fundamentales como es el percibir, escuchar, sentir, también suele suceder con las células por la cual estamos formados tienen la habilidad de realizar estas mismas funciones y esto se debe a que las células reciben estímulos de otras células, que para poder coordinar todas estas diversas funciones deben existir mecanismos de comunicación intercelular y extracelular como lo es el sistema hormonal o endocrino y nervioso entre otros , el éxito de estos mecanismos asegura que el organismo sobreviva a sus cambiantes circunstancias ambientales por eso cuando una célula recibe un estímulo puede responder con alguno de los siguientes cambios, dependiendo de las características del estímulo y el tipo de célula receptora del mismo; por ejemplo, se puede diferenciar, reproducir, incorporar o degradar nutrientes, sintetizar, secretar o almacenar distintas sustancias, contraerse, propagar señales o morir, la comunicación que seda a través de mensajeros químicos consiste en la secreción de moléculas que deben ser reconocidas específicamente por receptores en las células blanco. Las señales puramente químicas deben difundirse, o aún viajar por el torrente sanguíneo, hasta encontrar su célula blanca. Esto ocasiona que, en general, las respuestas a las señales químicas sean lentas y de mayor duración que las evocadas por señales eléctricas y químico-eléctricas.

Las respuestas evocadas por una señal pueden ocasionar respuestas inmediatas y respuesta tardías que modifican la expresión génica de la célula blanco. La comunicación celular puede establecerse de distintas formas, que incluyen la comunicación paracrina: la señal actúa sobre células vecinas endocrina: la señal viaja por el torrente sanguíneo y alcanza células lejanas autocrina: la señal llega a la misma célula de la cual salió; neurotransmisión: la señal es liberada por la célula emisora al espacio sináptico, donde es captada por la célula receptora; contactos célula-célula: la señal permanece anclada a la membrana de la célula emisora mientras interactúa con la célula receptora . Dentro de la gran cantidad de moléculas que actúan como mensajeros o señales en los organismos tenemos: péptidos, aminoácidos, esteroides, Son moléculas diferentes en tamaño y solubilidad. Normalmente, son secretadas por las células pero en ocasiones se mantienen fuertemente unidas a la superficie celular y modifican el comportamiento de otras células por contacto directo independiente de la naturaleza de la señal, las células blanco responden por medio de receptores. Estos son proteínas que se unen específicamente y con gran afinidad a la señal molecular (ligando) e inicia la respuesta celular. En la mayoría de los casos los receptores son proteínas transmembrana que al unirse al ligando activan una cascada de eventos que alteran el comportamiento celular, la respuesta se presenta en milésimas de segundo a minutos. En otros casos el receptor específico se encuentra localizado intracelularmente, y se activa por señales hidrofóbicas capaces de entrar a la célula y que al unirse al receptor desencadenan una respuesta más tardía ya que actúan a nivel de los cromosomas regulando la expresión genética. Los receptores ubicados en la membrana celular sonde dos tipos básicos de "oídos celulares": los internos y los externos.

Los receptores externos tienen una cara hacia el exterior de la célula, una parte de su estructura embebida en la membrana plasmática y otra porción o cara mirando hacia el interior de la célula. La cara exterior contiene el sitio de reconocimiento para el mensajero; el resto del receptor sirve para procesar y transmitir la información a la célula. La presencia del receptor en la cara externa de la membrana plasmática hace innecesario que la hormona o neurotransmisor tenga que penetrar al interior de la célula para producir el efecto, ya que como hemos visto puede hacerlo desde fuera, los receptores internos, como su nombre lo indica, estos receptores se localizan en el interior de la célula. Contrariamente a lo que pudiera pensarse, no se encuentran unidos a las membranas, sino libres, en la parte soluble del citoplasma de la célula, el citosol. Es aquí donde la interacción con la hormona tiene lugar. El receptor intracelular, al igual que el de membrana plasmática, está sujeto a modificaciones químicas por diversas enzimas. En los últimos años se han descrito fosforilaciones y otras modificaciones covalentes. Aún no se sabe con precisión para qué ocurren dichos cambios, pero es posible pensar que estas reacciones, de alguna forma, sean señales para el procesamiento de la información que lleva el mensajero. Los receptores que se encuentran en la membrana plasmática tienen diferentes características tanto estructurales como funcionales, lo que ha permitido dividirlos en varios grupos. Mencionaremos ahora los grupos principales para ir explicando cada uno de ellos, poco a poco, en los siguientes capítulos. Estos son: 1) Los receptores acoplados a proteínas G, 2) los receptores con actividad enzimática, 3) Los receptores que carecen do actividad enzimática pero que se acoplan a enzimas itinerantes, y 4) los receptores canal.

RECEPTORES, PROTEÍNAS G Y SEGUNDOS MENSAJEROS

 RECEPTORES QUE SE ACOPLAN A PROTEÍNAS G:

Este tipo de receptores consiste en un polipéptido que atraviesa la membrana plasmática siete veces. Una señal interactúa con el receptor que se activa y cambia de forma. La proteína G inactiva se une al receptor y se activa. Luego se desplaza hacia otra proteína de membrana que se encuentra en estado inactivo. Cuando la proteína G se une a esta proteína, altera su actividad. Esto conduce a una respuesta.

 EL SISTEMA DE LA ADENILIL CICLASA:

La enzima amplificadora adenilato ciclasa convierte el ATP en AMPc (segundo mensajero)

 PROTEÍNA G:

Hay variedades de proteínas G: unas que actúan sobre la enzima en forma activadora, llamadas Gs ("s" por stimutation = estimulación), unida a GTP activa a la AC (adenilato ciclasa) aumentando la cantidad de AMPc en el interior celular, La proteína Gi (i, inhibitory G protein) unida a GTP inactiva a la adenilato ciclasa, disminuyendo indirectamente la cantidad de AMPc intracelular y La proteína Gq unida a GTP activa a la fosfolipasa C, aumentando la cantidad de DAG, IP3 y Ca++ intracelular.

 EL SISTEMA FOSFOINOSÍTIDOS-CALCIO:

La hidrólisis del fosfatidilinositol difosfato libera por un lado el inositol trifosfato (IP3) y por el otro diacilglicerol (DAG). La fosfolipasa C es la enzima que cataliza esta reacción. Esta enzima puede ser activada por proteínas Gq como se muestra en el esquema o mediante la interacción con receptores. El IP3 liberado al citoplasma interactúa con receptores localizados en los depósitos de Ca2+ del retículo endoplasmático y estimula la liberación de este ion al citoplasma. Sobre el margen superior izquierdo del esquema se observa la estructura del fosfatidilinositol difosfato.

RECEPTORES CON ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

Estos receptores se dividen en varios subgrupos: a) los receptores fosforiladores, es decir que tienen actividad de proteína cinasa; b) los receptores que tienen actividad de proteína fosfatasa, y c) los que tienen actividad de guanilil ciclasa.

 RECEPTORES FOSFORILADORES:

Las proteínas cinasa tienen la capacidad de fosforilar a otras proteínas y aun a sí mismos. Aunque la evidencia es incompleta, es muy posible que esta actividad de fosforilación sea fundamental para la propagación intracelular de la señal. Las hormonas, al activar al receptor, aumentan su actividad enzimática de proteína cinasa causando, en muchos casos, la fosforilación del mismo receptor (autofosforilación).

 RECEPTORES CON ACTIVIDAD DE PROTEÍNA FOSFATASA:

Las fosfatasas de proteína son las enzimas encargadas de quitar el fosfato que colocaron las proteínas cinasas en las proteínas. Las fosfatasas también se han especializado, y existen fosfatasas que quitan el fosfato en residuos de serina y treonina y otras que lo hacen en residuos de tirosina. Nos interesan particularmente estas últimas, existen fosfatasas de tirosina solubles y otras que se encuentran ancladas a la membrana.

 RECEPTORES CON ACTIVIDAD DE GUANILIL CICLASA Y EL SISTEMA DEL ÓXIDO NÍTRICO (NO):

Los receptores guanilil ciclasa tienen un solo segmento de transmenbrana y catalizan la formación de GMP cíclico a partir de un GTP por acción de la enzima adenilato ciclasa. Usan GMPc como mediador, en forma similar a AMPc, para regular numerosas fuciones celulares activando, o alterar la concentración de GMPc intracelular a través de la regulación de fosfodiestersas.

RECEPTORES CANAL:

Estos receptores son proteínas integrales de membrana y están formados por varias subunidades. Son proteínas que funcionan como canal permitiendo el paso de iones a través de la membrana plasmática. Esta dualidad de funciones, receptor y canal, hace que, si los estudia un electrofisiólogo, los denominados canales activados por ligando y si los estudia un farmacólogo molecular o bioquímico diga que se trata de receptores canal.

Los receptores intracelulares reconocen a la hormona, la fijan, y pasan a su configuración activa. Se ha demostrado que muchos de los receptores de este grupo, forman, en ausencia de la hormona, un gran complejo con algunas proteínas que facilitan el doblaje adecuado de las proteínas y que reciben el nombre de chaperoninas; algunas de ellas forman parte de las llamadas proteínas

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