D.C. Blanca Gpe. Baez Duarte BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA Facultad de Medicina Biología Celular y Molecular

Comunicación Celular Célula, unidad anatómica y funcional de los tejidos y los seres vivos. Vida - fundamento en los tipos y rasgos funcionales de las células. La vida es una continua respuesta y adaptación tanto al medio externo como al medio interno. Se captan señales y se desarrolla una respuesta.

La supervivencia de los seres superiores depende de que sus células se sincronicen y trabajen de manera organizada. Células que emiten señales (rigen funciones) y tejidos que cumple funciones

¿Qué es Comunicación Celular? * Proceso por el cual las células transmiten información a distancias más o menos largas para promover o modificar respuestas celulares en otras. * Puede ser excitadora, inhibidora o moduladora. Autócrina

EFECTOR TRANSDUCTOR SEÑAL (1er Mensajero) RECEPTOR 2° Mensajero 3° Mensajero Efecto Fisiológico

Fases de la Comunicación Celular Primera Fase  Fase Intercelular  Abarca desde la liberación de una sustancia portadora de un mensaje (Primer Mensajero) por parte de una célula efectora hasta que la información ha llegado al interior de la célula que va a responder al mensaje  Elementos clave son: mensajero y receptor específico

Los primeros mensajeros o mensajeros extracelulares (intercelulares) son de muy variados: Clasificación por TIPOS QUÍMICOS - Iones (Na+, K+, Ca2+, Cl,...) - Aminoácidos (glutamato, GABA, aspartato, glicina...) - Aminas biógenas (adrenalina, dopamina, histamina...) - Acetilcolina, Esteroides (andrógenos, estrógenos...) - Polipéptidos/proteínas (péptidos gastrointestinales como secretina, gastrina; factores de crecimiento como BDNF o NGF; factores de necrosis como TNF; bradiquinina; bombesina...) - Glucoconjugados (gangliósidos...)

Clasificación por TIPOS FUNCIONALES - Hormonas sistémicas (insulina, oxitocina, vasopresina, somatostatina...) - Hormonas tisulares (histamina, bradiquinina, interleucinas, TNF...) - Factores de crecimiento (NGF, FGF, BDNF...) - Factores de envejecimiento (TNF...) - Neurotransmisores (acetilcolina; aminas biógenas; neurotransmisores peptidérgicos como oxitocina, bombesina...) - Mediadores de inmunidad (interleucinas...)

Los receptores  Son macromoléculas específicas para cada mensajero  Situados en la membrana celular o en el espacio intracelular  Tienen 3 funciones: a) Reconocimiento específico del mensajero intercelular b) Transducción a la célula efectora de la información c) Puesta en marcha de la respuesta celular

Segunda Fase  Fase Intracelular  Abarca todos los procesos y las sustancias involucradas en la producción de la respuesta celular  Segundos mensajeros, enzimas, proteínas, genes, etc.  Se ponen en funcionamiento determinados procesos y/o estructuras intracitoplasmáticas (enzimas, organelos, proteínas del citoesqueleto, etc.) de manera secuencial para producir la respuesta final (secreción, contracción, conducción de estímulos, hiperpolarización, almacenamiento, etc.)  Como los sucesos ocurren de manera secuencial se habla de “cascada de señalización”

Se producen segundos, terceros y cuartos mensajeros pero todas las sustancias se agrupan genéricamente como “Segundos Mensajeros”

El papel de los segundos mensajeros es trascendental para la vida, sus alteraciones conducen a patologías o muerte celular. Iones (Ca2+, Na+, Cl-,...) Nucleotidos cíclicos (AMP cíclico, GMP cíclico) Proteínas - proteínas asociadas a 2 o mensajeros (calmodulina, calretinina y calbindina que se unen al calcio;...) - Enzimas reguladoras celulares (proteín quinasas, proteín fosfatasas, fosfolipasas,...) - Proteínas estructurales celulares con cambios dinámicos (proteínas de túbulos y filamentos;...) Tipos de Segundos Mensajeros

Inositoles y diacilglicerol (Ip3, Ip4, Ip5, DG) Derivados del ácido araquidónico (eicosanoides) - prostaglandinas (pg; de lostipos: e, f, g,...; y los subtipos: 1, 2,..) - Tromboxanos (tb, de los tipos: a, b,...) - Prostaciclinas (varios tipos) - leucotrienos (lk; tipos: a, b, c,..; subtipos: 1, 2,..) Oxido nítrico (NO) Continuación … tipos de Segundos Mensajeros

Propiedades en Conjunto de la Comunicación Celular Cada tipo de célula se diferencia según sean las condiciones ambientales (glandula, plaqueta, neurona), pero conserva genes operativos susceptibles de ser activados. Cada célula está preparada para: ► emitir señales específicas ► recibir señales ► responder de diferente forma

Esquema general de una Vía de Señalización regulada por Fosforilación

 Las moléculas de señalización extracelular - se reconocen, aunque no siempre, por receptores específicos - superficie de la célula blanco  Los receptores se unen con gran afinidad con sus moléculas de señalización y traducen esta interacción en la superficie externa de la célula en cambios que ocurren dentro de ella.  A continuación se describen los receptores que evolucionaron para mediar la transducción de las señales.

 Enorme familia de receptores que contienen siete hélices α transmembrana.  Traducen la unión de moléculas extracelulares de señalización en la activación de proteínas de unión con GTP (trifosfato de guanosina).  Función en la transmisión de mensajes a lo largo de “circuitos de información celular”.

 La unión de un ligando extracelular específico - activación del dominio proteína cinasa del receptor,- región citoplásmica.  Activan - la enzimas se fosforilan. Respuesta Fisiológica

Receptor de la Insulina

 La unión con el ligando regula de manera directa la capacidad de estas proteínas para conducir un flujo de iones a través de la membrana plasmática.  El flujo iónico – provoca un cambio temporal en el potencial de membrana.

 Los receptores para hormonas esteroideas  Factores de transcripción regulados por un ligando  Las hormonas esteroideas se difunden a través de la membrana  La unión induce un cambio en la conformación  El complejo hormona-receptor se mueve hacia el núcleo y se una con elementos presentes en los promotores o intensificadores de los genes de respuesta hormonal.  Origen a un aumento o descenso en la transcripción de los genes.

Enzimas para la síntesis de lípidos en pulmón

Elevación frecuencia cardiaca Aumento en captura de glucosa Dilatación de vasos sanguíneos Aumento de la carga de oxígeno Aumento de la sudoración EFECTOR TRANSDUCTOR SEÑAL (1er Mensajero) RECEPTOR 2° Mensajero Efecto Fisiológico Noradrenalina Β -adrenergico Proteína s G Adenilatociclasa AMPc

EFECTOR TRANSDUCTOR SEÑAL (1er Mensajero) RECEPTOR 2° Mensajero Efecto Fisiológico Acetilcolina (Ach) Muscarinico Proteína qG Fosfolipasa C (PLC) Diacilglicerol (DAG) Inositol 1, 4, 5 trifosfato (IP3) Calcio intracelular Contracción muscular

EFECTOR TRANSDUCTOR SEÑAL (1er Mensajero) RECEPTOR 2° Mensajero Histamina Receptor de histamina Proteína iG Fosfolipasa A (PLA) Acido araquidónico Lipooxigenasa Ciclooxigenasa Complejo p450

2º mensajero 1º mensajero Efecto fisiológico

Cinasa del receptor unido a proteína G Compite con proteína G Vesículas cubiertas con clatrina