Comunicacion Celular

La comunicación celular

1. Comunicación celular

2. Comunicación Celular
La supervivencia de los organismos pluricelulares
depende de que sus células actúen sincrónicamente
en los tejidos y que éstos cumplan las funciones
específicas.
Los órganos y los sistemas de órganos deben
funcionar organizadamente para mantener las condiciones
fisiológicas adecuadas para la
vida del individuo.

3. Comunicación Celular
Se define como un proceso por el cual las células
transmiten información para promover o modificar
respuestas celulares en otras células.
Las respuestas pueden ser:
excitatorias ( contracción muscular, inflamación)
inhibitorias
moduladoras (funciones de aprendizaje y memoria)

4. Fases de la comunicación celular
1.- Fase intercelular: liberación de una sustancia
portadora de un mensaje a partir de la célula efectora
hasta la llegada de éste al interior de la célula que va a
dar respuesta al mensaje, célula diana.
2.- Fase intracelular: todos los procesos y las
substancias implicadas en la producción de la
respuesta celular ( segundos mensajeros, enzimas, proteínas
estructurales, genes y otras.)

5. Fases de la comunicación celular
Conceptos:
Mensajero: primer mensajero o mensajero extracelular.

Receptor: molécula específica para el mensajero se
encuentran en la membrana de la célula receptora y la
información llega al interior de la célula o en otros
casos difunde por la membrana o es transportado por
algún componente celular hasta llegar al sitio de
recepción celular: núcleo u otro organelo.

6. Se une a sitios específicos de un receptor de la membrana plasmática.


Es capaz de disparar una serie de procesos complejos, a veces en
cascada que conducen a una respuesta.
Ligando
Molécula señal, específica para cada tipo de célula.

7. Comunicación celular
El proceso de transmisión de señal afecta a una secuencia
de reacciones bioquímicas dentro de la célula que se lleva
a cabo a través de enzimas unidas a otras sustancias
llamadas segundo mensajero.
Cada proceso se realiza en intervalos de tiempo muy
pequeños, como milisegundos, o en periodos más largos
como algunos segundos.

8. 1.- Un teléfono convierte una señal
eléctrica en una señal sonora.
2.- Una célula blanco convierte una
señal extracelular (molécula A) en
una señal intracelular (molécula B).
La Transducción de Señales

9. En muchos procesos de transducción de señales se
implican cada vez más en el evento un número creciente de
enzimas y sustancias desde el inicio del estímulo.
Parte desde la adhesión de un ligando al receptor de
membrana, hasta la activación en el receptor, que convierte
el estímulo en respuesta.
Dentro de la célula, provoca una cadena de pasos (cascada
de señalización o ruta del segundo mensajero) cuyo
resultado es la amplificación de la señal, (una gran
respuesta celular).
Respuesta celular

10. Los receptores celulares presentan en su estructura dos
regiones o dominios funcionales bien diferenciados.
Uno de reconocimiento o detección de los estímulos,
que presenta una diversidad paralela a la de los
estímulos, y otro dominio efector que pertenece a unos
pocos tipos fundamentales, por lo que la secuencia de
eventos que son capaces de iniciar son limitados.
La detección de estímulos y la respuesta a los
mismos en todas los seres vivos, depende dentro de
las células de las señales de transducción.
Respuesta celular

11. Las señales externas a la célula de diferente naturaleza
físico-química producen una regulación de determinados
genes en su núcleo celular, por medio de un conjunto de
mecanismos que comprenden:
1.- La captación de las señales externas en la superficie
celular mediante los receptores celulares.
2.- La generación y la transmisión intracelular de las
señales por medio de interacciones proteína - proteína.
3.- La ejecución de la respuesta a través de una
modificación de la actividad de los genes.
Etapas de la respuesta celular

12. Respuestas Celulares
Las respuestas desencadenadas por las señales de
transducción incluyen la regulación de la expresión genética
como la activación de genes, la regulación de una vía
metabólica como la producción de energía por medio del
metabolismo, la locomoción celular por medio de cambios en
el citoesqueleto.
La activación de genes provoca muchos efectos, desde la
expresión de genes en proteínas ( enzimas, factores de
transcripción reguladoras de la actividad metabólica).
.

13. Respuestas Celulares
Los factores de transcripción pueden activar aún más genes,
un estímulo inicial puede activar a través de la transducción
de señales, la expresión de una gama entera de genes y una
gran diversidad de eventos fisiológicos.
El conjunto de activación mencionado se denomina
programa genético.
Un ejemplo de programa genético es la secuencia de
eventos que tiene lugar cuando el óvulo es fecundado por un
espermatozoide.

14. Diversidad de señales
Existen distintos receptores en una
misma célula.
Las células son sensibles en forma
simultánea a muchas señales
extracelulares.
Las señales al actuar en conjunto,
pueden sumarse e inducir a
respuestas mayores.
La presencia de una señal puede
modificar las respuestas a otras
señales.
En ausencia de señales la mayoría
de las células están programadas
para autodestruirse.

15. La misma señal química puede inducir
diferentes respuestas en diferentes células blanco

16. Mensajeros:
• Hormonas
• Neurotransmisores
• Citoquinas (factores de crecimientos que regulan la formación de células sanguíneas)
• Factores de crecimiento
• Moléculas de adhesión
• Componentes de la matriz extracelular
Receptor = cerradura
Ligando = llave
Receptores: se unen específicamente moléculas señalizadoras

17. Señales intercelulares
Endocrinas: Las hormonas son producidas por células del sistema
endocrino y circulan por el torrente sanguíneo hasta alcanzar todos los
lugares del cuerpo.
Paracrinas: Sólo actúan sobre células diana que se encuentran en la
vecindad de las células emisoras, como por ejemplo los neurotransmisores.
Autocrinas: Afectan sólo a las células que son del mismo tipo celular como
las células emisoras. Un ejemplo de señales autocrinas se encuentra en las
células del sistema inmune.
Yuxtacrinas: Son transmitidas a lo largo de la membrana celular a través de
proteínas o lípidos que integran la membrana celular y son capaces de
afectar tanto a la célula emisora como a las células inmediatamente
adyacentes.

18. 1.-Síntesis celular del mensajero químico.
2.-Secreción del mensajero por la célula emisora.
3.-Transporte del mensajero hasta la célula blanco.
4.-Detección / recepción del mensajero (señal) por un
receptor celular (proteína)
5.-Transmisión intracelular de la señal (transducción de
señal) y cambio en el status celular (metabolismo,
expresión génica, etc.)
6.-Eliminación (degradación) de la señal (interrupción
del proceso).
Etapas de la señalización celular

19. Tipos de Comunicación: Comunicación local
yuxtacrinas

20. Tipos de Comunicación: Comunicación a distancia
Endocrina
Nerviosa.

21. Membrana plasmática
Señal no unida al receptor
Receptor de superficie inactivo
Extracelular
Intracelular
Señales y receptores

22. Respuesta celular
Señal unida al receptor
Receptor de superficie activo
Membrana plasmática
Extracelular
Intracelular
Señales y receptores

23. 1. Endocrina u hormonal
Célula endocrina
Receptor
Torrente sanguíneo
Célula blanco
Hormona

24. 2. Neurotransmisión
neurona
sinapsis
célula blanco
neurotransmisor

25. 3. Secreción neuroendocrina
Célula
neurosecretora
Célula blanco
distante

26. 4. Comunicación paracrina
Mediador
local
Célula
emisora
Células
blanco

27. 5. Comunicación yuxtacrina o dependiente de
contacto
Célula emisora Células blanco
Molécula
señal unida a
membrana

28. Sitios blanco en la misma célula
6. Autocomunicación o comunicación
autocrina

29. Ejemplos de comunicación celular
Tipo de
comunicación

30. Señales y receptores
Las moléculas señalizadoras son
hidrofílicas y no tienen la habilidad
de difundir a través de la MP.
Necesitan de un receptor de
superficie celular que genera una
señal intracelular en la célula diana.
Algunas moléculas señalizadoras
hidrofóbica (hormonas) pueden
difundir a través de la MP y unirse
a receptores intracelulares
localizados en el núcleo o en el
citoplasma de la célula diana.
I
II

31. I.- Receptores transmembrana
Son proteínas que se extienden por todo el espesor de
la membrana plasmática de la célula, con un extremo
del receptor fuera de la célula (dominio extracelular) y
otro extremo del receptor dentro (dominio intracelular).
Cuando el dominio extracelular reconoce a una
hormona, la totalidad del receptor sufre un cambio en
su conformación estructural que afecta a dominio
intracelular, confiriéndole una nueva acción.
En este caso, la hormona no atraviesa ella misma la
membrana plasmática para penetrar en la célula.

32. II.- Receptores citoplasmáticos y nucleares
Son proteínas solubles localizadas en el citoplasma o en
el núcleo celular. La hormona que pasa a través de la
membrana plasmática, normalmente por difusión pasiva,
alcanza el receptor e inicia la cascada de señales.
Los receptores nucleares son activadores de la
transcripción activados por ligandos, que se transportan
con el ligando u hormona, que pasan a través de la
membrana nuclear al interior del núcleo celular y activan
la transcripción de ciertos genes y por lo tanto la
producción de una proteína.

33. Los ligandos de los receptores nucleares son hormonas
lipofílicas como las hormonas esteroideas, por ejemplo la
testosterona, la progesterona y el cortisol, derivados de
la vitamina A y vitamina D.
II.- Receptores citoplasmáticos y nucleares

34. Regulación de la fuerza de la señal
1.- Biosíntesis y secreción de hormonas por los órganos
endocrinos: Por ejemplo el hipotálamo (factores
liberadores de hormonas) que actúan sobre la hipófisis y
activa la producción de hormonas hipofisiarias, las cuales
activan los órganos endocrinos que finalmente producen las
hormonas para los tejidos diana.
Este sistema jerarquizado permite la amplificación de la
señal original que procede del hipotálamo.
La liberación de hormonas enlentece la producción de
estas hormonas por medio de una inhibición reactiva
(feedback), para evitar una producción aumentada.

35. Modelo propuesto de la activación del
receptor de GnRH
GnRH
Proteína G
Fosfolipasa C
Proteinquinasa C
Diacilglicerol
Inositol trifosfato
Binding Proteín
LIBERACION DE
GONADOTROFINAS
SINTESIS DE
GONADOTROFINAS
Ac. Araquidónico
Calcio

36. 2.- Disponibilidad de la hormona en el citoplasma: Muchas
hormonas pueden ser convertidas en formas de depósito
por la célula diana para su posterior uso. Este reduce la
cantidad de hormona disponible.
3.- Modificación de las hormonas en el tejido diana:
Algunas hormonas pueden ser modificadas por la célula
diana, de modo que no activan el receptor hormonal y así
reducen la cantidad de hormonas disponibles.
Regulación de la fuerza de la señal

37. 1.- Liposolubles con receptores de superficie celular.
2.- Hidrosolubles con receptores de superficie celular

(polipéptidos y las aminas).
3- Liposolubles con receptores intracelulares (esteroides
tiroxina y ácido retinoico).
4.- Gases, como el óxido nítrico (NO) y el monóxido
de carbono (CO).
Mensajeros químicos

38. Mensajeros hidrosolubles que unen receptores
de superficie celular
I.- Péptidos y proteínas:
•Insulina
•Glucagón
•Hormona antidiurética
•Oxitocina
•Angiotensina
•Factores de liberación de las
hormonas hipofisiarias
•Endorfinas
•Factores de crecimiento y de
transformación
Factor de crecimiento epidérmico (EGF)

39. B.
Mensajeros hidrosolubles que
unen receptores de superficie
celular
Aminas

40. Mensajeros hidrosolubles que unen receptores
de superficie celular

41. Receptores-canales o receptores
ionotrópicos o canales iónicos
regulados por un ligando.

42. I.- Esteroides:
1.-hormonas sexuales masculinas y femeninas
2.- hormonas de corteza de las glándulas
suprarrenales (cortisol, cortisona, aldosterona)

3.- Vitamina D
Primeros mensajeros liposolubles con
receptores intracelulares.

43. C
B
Primeros mensajeros liposolubles con
receptores intracelulares.
Tiroxina, T
4
(Tetrayodotironina)
T
3 Triyodotironina
Retinoides

44. • Receptores con actividad
tirosina quinasa
• Receptores acoplados a
proteína G
Sistema adenilato ciclasa-
AMPc
Sistema fosfolípidos de
membrana
Sistema del calcio
• Los mensajeros hidrosolubles
interaccionan con receptores de la
superficie de las células diana.
• El acoplamiento ligando-receptor
desencadena una señal intracelular
mediada por SEGUNDOS
MENSAJEROS. TIPOS :
Primeros mensajeros liposolubles con
receptores intracelulares.

45. Vías de señalización intracelular

46. Moléculas de señalización intracelular
(en células eucariontes)
a.- Proteínas G heterotriméricas
b.- GTP-asas

c.- Nucleótidos cíclicos (AMPc) (GMPc)
d.- Ca
++

e.- Derivados fosfoinositoles: fosfatidil inosiltol trifosfato
diacilglicerol
inositoltrifosfato
f.- Proteínas quinasas y fosfatasas.

49. Proteínas G
Heterotriméricas
Proteínas
Gs
Proteínas
Gi
Proteínas
Gq
Estimuladoras
de la
Adenilciclasa
Inhibidoras
de la
Adenilciclasa
Activa la
Fosfolipasa C

52. A B
Receptores acoplados a proteínas G

53. Receptores con actividad enzimática intrínseca.
Receptor del factor de
crecimiento de
fibroblástos (FGF),
C
-S-S-
-S-S-
-S-S-
C
N
C
N
N
C
N
C
Receptor de insulina,
Receptor del factor de
crecimiento tipo
insulínico 1 (IGF-1)
Receptor del factor
de crecimiento
epidérmico (EGF)
C
N
C
N
Receptor del factor de
crecimiento derivado de
plaquetas (PDGF),
Receptor de factor
estimulante de colonias
1 (CSF-1)
N
Cadenas a
Cadena b
Membrana
Citoplasma
Espacio
extracelular

55. Amplificación

56. CASCADA DE SEÑALIZACIÓN

57. TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES

58. EJEMPLOS DE PROCESOS FISIOLÓGICOS
NEUROMUSCULARCANAL DE
POTASIO
MUSCARÍNICOACETILCOLINA
EXCITACIÓN VISUALFOSFODIESTERAS
A GMPc
RODOPSINALUZ
SENSIBILIZACIÓN Y
APRENDIZAJE
ADENILIL-
CICLASA
R. SEROTONINASEROTONINA
DESDOBLA
GLUCÓGENO
ADENILIL-
CICLASA
b-ADRENÉRGICOEPINEFRINA
RESPUESTAEFECTORRECEPTORESTÍMULO

59. Activación de la proteinaquinasa A
dependiente de AMPc

60. Efecto de la proteinquinasa A
en la gluconeogénesis