SEÑALIZACIÓN INTRACELULAR

COMUNICACIÓN CELULAR

COMUNICACIÓN CELULAR: capacidad de todas las células de intercambiar información con el medio ambiente y con otras células.

FUNCION: adaptarse a los cambios y sobrevivir.

SISTEMAS DE COMUNICACIÓN: las células poseen sistemas de generación, transmisión, recepción y respuesta de señales.

Estas señales son Mensajeros Químicos que se unen a receptores de membrana para producir efectos fisiológicos.

Comunicación celular: Visión Profunda

75 trillones de células

Célula emisora del Mensaje►Señales son Químicas o Eléctricas►

Célula receptora (blanco o diana)

Donde se encuentra la Célula que recibe la señal?Que distancia debe recorrer el mensajero?

-1 Transferencia citoplásmica Directa: Gap-junctions

-2 A distancias cortas (local):autocrino/paracrino/yuxtacríno

-3 A distancias largas:

Via Hemática: Hormonas/NeurohormonasVia Nerviosa: Impulso Nervioso

(yuxtacrina)

Tipos de Comunicación: Comunicación local

yuxtacrinas

COMUNICACIÓN CELULAR Cortas Distancias

Paracrina: entre células cercanas sin sinapsis por acción de mensajeros químicos peptídicos (citoquinas, prostaglandinas, etc.).

Autocrina: célula consigo misma. Ej. Neurona presinaptica.

Yuxtacrina: por CONTACTO con otras células o con la matriz extracelular para inducir crecimiento o proliferación celular. Ej.: células de sistema inmunológico.

Inducción vía uniones gap

Inducción Paracrina

3. UNIONES COMUNICANTES

Llamadas uniones de intersticios , nexos o gap junction

Son regiones de comunicación intercelular

Están diseminadas en tejidos epiteliales y en todo el cuerpo, músculo cardíaco, liso y neuronas

Permiten el paso de sustancias entre células adyacentes

Están formadas por seis proteínas transmembranales: conexinas, agrupadas densamente formando los conexones: poros acuosos que se extienden hacia el espacio intercelular

Canales Citoplasmáticos

* Proteínas membranales

que conectan citoplasmas

entre células vecinas

Plasmodesmos

LIGANDOS

EN LECRECEPTORES

CELULARES

LIBERACION DE

MEDIADORES

INTRACELULARES

CAMBIOS EN

FUNCION CELULAR

Primeros

Mensajeros

Segundos

Mensajeros

Enzimas metabólicas

Proteínas motoras (contracción muscular)

Activación de genes

Proteínas de membrana

COMUNICACIÓN CELULAR

Activación del enzima que sintetiza el segundo mensajero

Segundo mensajero

Ligando (1er M)+Receptor L+R

▼

L+R ► Activa Enzima

(Síntesis de 2do Mensajero)

▼

Acción Biológica

Vías de Señalizaciónutilizadas por MENSAJEROS o LIGANDOS

1. Señales Autocrinas y Paracrinas

Difusión del mensajero localmente a células específicas,

Inmediatamente inactivado (Ej: Citocinas:Histamina, Prostalglandinas)

2. Hormonas:

El mensajero viaja por vía hematógena a larga distancia hasta

células especificas, para amplificación de la señal

Vías de Señalizaciónutilizadas por MENSAJEROS o LIGANDOS

3. Neurotransmisores:

neurotransmisor inactivado Inmediatamente

en la Hendidura Sinaptica (Ej: adrenalina)

4. Neurohormonas:

hormonas secretadas

por neuronas.

Ej: neuronas hipotalamicas

La misma señal química puede inducir

diferentes respuestas en diferentes células blanco

COMUNICACIÓN CELULAR: Receptores MEDIADORES QUIMICOS:

Con o sin unión a Receptor-Aminoácidos, Polipéptidos, Glicoproteínas, Lípidos

RECEPTORES:

-Proteínas celulares (membrana, citoplasma, núcleo).

Ionotropicos: abren o cierran canales iónicos.

Metabotropicos: Liberan mensajeros intracelulares. Segundos mensajeros Ej.: AMPc.

Características de un receptor Transductor biológico

Especificidad

Saturabilidad

Regulación:

En alta (UP Regulation)

Disminución del estimulo (Homona o NT)►Aumento del Nº de

receptores (Endocitocis) o su Sensibilidad

En baja (DOWN Regulatión):

Aumento del estimulo (Homona o NT) ►Disminución del Nº de

receptores (Exocitosis) o Tolerancia (Desensiblibilización)

Características de solubilidad de los Ligandos---uso de Receptores Intracelulares o Intranucleares

LigandosLipofílicos

Ligando Lipofóbico

Ej. Aminas

Proteínas

Péptidos

Glucopeptidos

Receptor nuclear

H. Tiroideas

Receptor Intracitoplasmático: H. esteroideas

Receptores de la célula blanco

Receptores de membrana

Transducción

• Inician las respuestas más rápidas.

• Actúan simultáneamente como receptor y canal.

• Convierten las señales químicas en eléctricas.

Receptores canales

Tipos de Canales

Receptores enzimas o relacionados con enzimas:

a) Receptores asociados a quinasas de tirosina:

No poseen dominio citosólico catalítico, al unirse con sus ligandos, activan quinasas membranosas asociadas.

b) Receptores quinasas de tirosina:

Forman agregados diméricos al unirse al ligando, lo que permite que se fosforilen mutuamente.

c) Receptores quinasas de serina/treonina:

Fosforilan residuos de Ser/Tre de péptidos citosólicos.

d) Receptores fosfatasas:

Remueve fosfatos de residuos de tirosina de proteínas citosólicas.

e) Receptores guanilato ciclasas:

Producen GMPc como segundo mensajero quien activa PCG

f) Receptores guanilato ciclasas:

Producen AMPc como segundo mensajero

Receptor con actividad enzimática: Tirocinocinasa

Dominio citosólico

con actividad enzimática

Algunos receptores se acoplan a PROTEINAS G

Son una familia de proteínas reguladoras con nucleótidos que se unen al GTP (Guanosintrifosfato).

Pueden ser: monomericas y heterotrimericas.

Monomericas: Ras-like, Rho-like, transporte vesicular, crecimiento y proliferacion celular.

Heterotrímericas: poseen tres subunidades (α, β y gamma).

GTP

Proteína G estimuladora (Gs)

ADENILCICLASA

MECANISMOS DE ACCION DE MENSAJEROS QUIMICOS

A través de Activación de Enzimas►producción de Segundos Mensajeros►Activación Proteincinasas

Activación de Fosfolipasa C: Proteínas Gq ►FOSFOLIPASA C► IP3 y DAG► Proteincinasa C

Fosfolipasa C ► Hidroliza el PIP2 (fosfatidilinositoldifosfato) ► IP3 y DAG

El IP3 aumenta la concentración intracelular de Ca++.(contracción)

El DAG activa la Proteincinasa C que estimula (proliferación celular).

Aumento o Disminución de AMPc: (Proteína Gs o Gi ► Adenilatociclasa ►AMPc)

ATP-- (activación de adenilciclasa)--► AMPc ► Proteincinasa A (Fosforilación)

Ligando + Receptor estimulador ► act. Gs = activación. Adenil

Ej: toxina del cólera, adrenalina, noradrenalina.

Ligando + Receptor inhibidor ► act. Gi = Inhibición Adenil

Ej: toxina pertussis, adenosina.

Aumento de GMPc: (Guanilatociclasa►GMPc ► Proteincinasa G)

Ej. Luz ► Rodopsina ► GMPc

Regula canales iónicos (oxido nitríco)

Activación de cinasa dependiente GMPc.

Receptor Acoplado a Proteína G

Proteina G Heterotrímetrica: ά, β, γ

1) Receptor acoplado a Proteína G inactiva + Ligando,

1) Subunidad (α) intercambia GDP por GTP y la Proteína G se activa.

3) Se separa subunidad alfa (α) de (β, γ) e induce efectos en la célula.

El dimero beta-gamma (β, γ) mantiene a la proteína G unida a la membrana.

Funciones:

-Síntesis o inhibición de la formación de AMPc (Segundo Mensajero)

-Regulan canales:

Ej. corazón:Adrenalina ►receptor B1►abre canal Ca++ ►taquicardia

Acetilcolina►receptores muscarinicos ►canal de K+►bradicardia

Adenilatociclasa

Proteínas GHeterotriméricas

ProteínasGs

Estimuladorasde la

Adenilciclasa

ProteínasGi

Inhibidorasde la

Adenilciclasa

ProteínasGq

Activa laFosfolipasa C

Receptor Acoplado a Proteína G

Existen varias subfamilias de las subunidades (α) de Proteínas G:

Gs (estimuladora adenilatociclasa), Ligando—Receptor acoplado a Proteína Gs-Activación de Adenilciclasa

PTH, h. tiroestimulante, vasopresina

Catecolaminas, prostalglandina E2

Gi (inhibitoria adenilatociclasa)Ligando– Receptor acoplado a Proteína Gi (subunidad α)-Inhibición de Adenilciclasa

Angiotensina II, Calcitonina, Somatostatina

Go (Activa canales iónicos)

Gq (G activa a Fosfolipasa C) Angiotensina II, calcitonina, Somatostatina,

PTH, h. tiroestimulante, vasopresina

Oxitocina, Calcio

Las Proteínas G están unidas a receptores en serpentina.

Ligando—Receptor acoplado a Proteína Gs

Fosfolipasa C

(Evaluación Continua)

Receptor acoplado a Prot. G:

regulando un canal iónico

EJ. Receptor Muscarinico Acetil-Colina(Ach)

Activación de la proteinaquinasa A

dependiente de AMPc

Amplificación

PROTEINCINASAS DEPENDIENTES DE

CALMODULINA

• Calmodulina: proteina fijadora de Ca++. Tiene 4 sitios de union al Ca++.

• Complejo Calcio-Calmodulina:

Activa a 5 proteincinasas dependientes de Calmodulina:

– Cinasa de cadena liviana de miosina: fosforila la miosina (contracción muscular).

– Fosforilasa-cinasa: activa la fosforilasa.

– Calmodulina-cinasa I y II: activan función sináptica.

– Calmodulina-cinasa III: interviene en síntesis proteica.

PROTEINCINASAS

1.- Fosforilan residuos de serina o treonina o ambas:

• Dependientes de Calmodulina:

– Cinasa de cadena liviana de miosina.

– Fosforilasa cinasa.

– Ca++/Calmodulina cinasa I

– Ca++/Calmodulina cinasa II.

– Ca++/Calmodulina cinasa III.

• Dependientes de Calcio-fosfolipidos:

– Proteincinasa C.

• Dependientes de Nucleótidos cíclicos:

– Cinasa dependiente de AMPc (Proteincinasa A).

– Cinasa dependiente de GMPc.

2.- Fosforilan Residuos de Tirosina:

• Receptores de insulina, FCE, M-CS con actividad de tirosincinasa.

Ca++

Ca++ 2H+

Ca++

CBP

[Ca++]i

10-7 M

Ca++

3Na+

Ca++

2H+

[Ca++]e

10-3 M

• Exocitosis

• Vesícula Intracelular fusionada con

membrana

• Requiere energía y Ca2+

• Ejemplos: secreción de moléculas

grandes lipofóbicas: Insulina

inserción receptor; deshechos

• AGRANDA LA MEMBRANA

Proteínas fijadoras de calcio:

Calmodulina t

Calpaina t

Troponina C t

Calcineurina b/t

Calbindina b

Parvalbúmina b

Calretinina b

T= disparadora de eventos

b= fijadora de calcio

MECANISMOS DE REGULACION

Se realiza por cambio en el número de receptores.

Regulación Decreciente: el aumento del ligando (neurotransmisores y hormonas) produce desensibilizacion con posterior disminución del numero de receptores. Ej.: endocitosis y reciclaje de receptores.

Regulación Creciente: la disminución de los mensajeros produce un aumento de los receptores.

Ej.: hipersensibilidad por denervacion.

HOMEOSTASIS

Es el conjunto de mecanismos fisiológicos y bioquímicos que tienen como objetivo restaurar el estado normal del medio interno una vez que se trastorna.

HOMEOSTASIS

Es el conjunto de mecanismos fisiológicos y bioquímicas que tienen como objetivo restaurar el estado normal del medio interno una vez que se trastorna.

SISTEMAS DE RETROALIMENTACION:

Negativos: Se activan para restablecer condiciones de equilibrio, una vez

reestablecido, los mecanismos de control se detienen. Son reversibles. Ej.: regulación de presión arterial, glicemia.

Positivos: Son irreversibles, progresivos y se autoperpetúan y autoamplían.

Son procesos en un solo sentido. Ej.: micción, parto.

Ritmos Biológicos

Es la recurrencia de cualquier fenómeno dentro de un sistema biológico a intervalos más o menos regulares.

Ejm:

Ritmos circadianos: aprox. 24 h

Ritmos circalunares: c/28 días

Ritmos ultradianos: >30m y <6h

En el hombre existen ritmos intrínsecos, autónomos. Ej.: latido cardiaco, respiración.

Si buscas resultados distintos, no hagas siempre lo mismo.

A. Einstein