COMUNICACIÓN CELULAR Judith García de Rodas Salón 207, revisión 2017

IMPORTANCIA DE LA COMUNICACIÓN ENTRE LAS CÉLULAS Los organismos multicelulares necesitan de la comunicación armónica entre sus células, para que los tejidos, cumplan con sus funciones específicas. Los órganos y sistemas deben relacionarse para trabajar sincrónicamente La comunicación celular es un proceso por el cual las células se comunican para transmitir o intercambiar información. Las respuestas pueden ser excitatorias, inhibitorias, o moduladoras.

Por ejemplo: Miocitos Neuronas Inflamación Hormonas Coagulación Dra. Judith de Rodas Paracrina y autócrina Comunicante Sinapsis Endocrina Transmisión del mensaje Circulación corporal Directa célula a célula A través de sinapsis Difusión en el fluido intersticial Forma de difusión Local Local Local General Dependencia específica Localización anatómica Receptores Localización y receptores Receptores Por ejemplo: Miocitos Neuronas Inflamación Hormonas Coagulación Las uniones en abertura cumplen una función importantísima en la comunicación entre célula a célula porque conectan citoplasma a citoplasma.

Receptores membranales e intracelulares Dra. Judith de Rodas COMUNICACIÓN CELULAR Ligando, señal química, estímulo, Hormona Molécula mensajera neurotransmisor Receptores membranales e intracelulares Células secretoras Liberadoras de señales quimicas o ligandos R R Célula receptora (blanco, diana u objetivo) R Mensaje R R RECEPTOR R Glándulas R R R R Ligando: molécula que es reconocida por otra, provocando una respuesta biológica Receptor: molécula protéica que puede localizarse en la superficie o en el interior de la célula

Fases de la comunicación celular Primer mensajero ó mensajero extracelular (ligando) Receptor: proteína específica que recibe el mensaje del mensajero extracelular, se localiza en la membrana, en el citosol o en el núcleo celular. L Segundo memsajero: molécula no protéica que se activa a partir de la interacción del primer mensajero hidrofílioco, con su receptor específico de superficie. Acoplados a proteína G Tipos de receptores De apertura de canal ionico Ligado a enzimas . Señal Célula emisora Célula receptora Judith de Rodas

Receptores asociados a tirosina quinasass

Naturaleza química de Las señales : HIDROFÍLICAS: de naturaleza protéica Son moléculas pequeñas de acción rápida, con receptores de superficie (extracelulares - en la membrana) Poliéptidos (insulina, glucagón= hormonas) Pequeños péptidos: adrenalina, histamina acetil colina, serotonina (neurotransmisores). HIDROFOBICAS: lípidos o sustancias lipofílicas Son moléculas grandes de acción lenta, Con receptores intracelulares: Esteroideas, acido retinoico, tiroxina. b. Con receptores de superficie: Prostaglandinas, leucotrienos y tromboxanos, etc.

SECUENCIA DE EVENTOS EN LA COMUNICACIÓN ENTRE CÉLULAS Síntesis de la señal química por la célula secretora (glándula emisora de la señal), Exocitosis de la señal, Transporte de la señal hacia la célula blanco o diana (célula receptora), Recepción del mensaje por proteínas receptoras específicas en las células objetivo, Cambios del metabolismo en célula receptora, Finalmente eliminación de la señal. Judith de Rodas

Respuestas celulares a actividad de las señales químicas Modificación de la actividad enzimática: activándo o inhibiéndo procesos Cambios de la organización del citoesqueleto: según las necesidades orgánicas, •Cambios en la permeabilidad al paso de iones por acción de neurotransmisores, Activación de la síntesis de ADN y ARN (activación o represión de los genes) Judith de Rodas

El reconocimiento de la señal Los ligandos proteicos o esteroideos, forman complejos con receptores específicos extra o intracelulares. Las células que responden a las señales son llamadas objetivo (blanco, diana) o receptora de la señal. El complejo ligando-receptor transmite el mensaje al interior de la célula para obtener una respuesta biológica específica (transducción de la señal).

Complejo ligando-receptor Ligandos lípidos Receptor citosólico R R Receptor nuclear R R R Ligando hidro- fílico R R R Receptor membranal Ligando hidrofóbico

Complejo ligando-receptor de superficie Señal lipofilica: el ligando entra directamente al receptor citosólico o nuclear. Señal hidrofílica Espacio Extracelular Receptor extra celular Receptor intracelular Citoplasma Activación de segundos mensajeros para la amplificación de la señal, AMPc, GMPc, Calcio, IP3, DAG, Oxido nítrico.

Tipos de receptores

Receptores acoplados a proteína G o a Tirosina kinasa Factor de crecimiento Factor de crecimiento Proteina G unida al receptor Receeptorr MAPK señalizando hacia el núcleo Las MAP kinasas (proteinas mitógenas activadas) son enzimas que fosforilan residuos de treonina y serina y aceleran la reproducción celular)

LIGANDOS HIDROFILICOS Interactúan con receptores de superficie, La señal no entra a la célula, Utilizan 2dos. mensajeros: (AMPc, GMPc, Ca++,IP3, Diacil glicerol Señal protéica Complejo ligando receptor membralal Receptor de superficie Baja concentración de 2dos. mensajeros Alta concentración de 2dos. mensajeros

Receptores de ligandos hidrofóbicos Son protéicos Su localización es citosólica o intranuclear, La interacción hormona-receptor desencadena eventos de acción lenta. Ligando esteroideo R R R R R R R Receptores intracelulares

Receptores acoplados a proteína G Llamados de superficie ó membranales Pueden estar apagados o encendidos Comunican con el citoplasma estimulando proteínas G, Proteínas G por efecto del ligando unido al receptor, se auto activan o desactivan. Proteína G, activada envía señales a enzimas adenil ó guanil ciclasas que actúan sobre ATP ó GTP AMPc ó GMPc (2do. mensajero o mensajero intracelular)

Transdución de señal hidrofílica Receptores Membranales Ligando Medio extracelular Proteína G α R GDP Citosol R γ β GTP Memb rana Fosforilación de glucosa Glucogenólisis Núcleo P-G ATP Adenil ciclasa Kinasas R AMPc AMPc R AMPc R R

Receptores hidrofílicos Forman canales iónicos Receptor de membrana Ligando (1er. Mensajero) Guanilil ciclasa GTP Señal de transducción GMPc = 2do. mensajero

Receptores acoplados a tirosina Kinasa MAP kinasas: son proteínas activadas por mitógenos (inductores de proliferación y diferenciación celular, inflamación, apoptosis, cáncer, Reguladas por señales extracelulares como: insulina, factores de crecimiento, Se activan por receptores acoplados a tirosin cinasas que activan proteínas G o RAS.

Receptores asociados a tirosina cinasa (eritropoyetina, interferones) Fosforilación de treonina o serina

Segundos mensajeros Son moléculas que transmiten señales de ligandos con receptores membranales (extracelulares, de superficie) al interior de la celula. Variedad de segundos mensajeros (o mensajeros intracelulares): AMPC Activa variedad de kinasas IONES CALCIO Necesario para la contracción múscular Inositol fosfato (IP3) Libera calcio Diacil glecerol Activa proteinas kinasas

Fosfolipasa C Familia de enzimas intracelulares y de membrana en eucariotas, participa en la  transducción de señales. Fosfolipasas C participan en el metabolismo del inositol y las vías del calcio, dependientes de señales relacionados con lípidos. Hidroliza al fosfatidil inositol en IP3 y DAG, que tienen funciones propias como el movimiento de calcio dentro del citosol y estimulan la fosforilación de las cadenas ligeras de miosina.

Síntesis de 2dos. mensajeros AMPc: por acción de la adenil ciclasa, a partir de ATP. GMPc: por la guanil ciclasa a partir de GTP. CA++: liberado del retículo endoplásmico o entra al citosol del espacio extra celular al abrirse canales específicos. IP3 y Diacil glicerol: por hidrólisis del fosfatidil inositol, por acción de la fosfolipasa C.

Algunas proteinas G usan como segundos mensajeros Trifosfato de inositol (IP3) Diacil glicerol (DAG)s Obtenidos de la hidrólisis del fasfatidil inositol (fosfolípido de membrana) por la fosfolipasa C. Fosfato de inositol Fosfo lipasa Cb Proteína Gp

El óxido nítrico (NO): Gas hidrofóbico sintetizado en distintas células del organismo por la oxido nitrico sintetasa a partir del aminoácido arginina, Esencial como molécula de señalización celular, actúa como 1ro. Y 2do. Mensajero, Tiene un papel relevante en el cerebro y en el sistema cardiovascular. Implicado en varias enfermedades debido a déficit de producción o biodisponibilidad, Ej: hipercoleresterolemia, diabetes, hipertensión, envejecimiento, tabaquismo, disfunción eréctil e insuficiencia cardiaca

Eliminación de la señal Por difusión hacia el espacio extracelualr Por inactivación enzimática: colinesterasas, monoaminoxidasas (MAO) entre otras. Por recaptación y degradación lisosómica.

Gracias por su atención Dudas??? Para la próxima semana resolver el cuestionario de preguntas adjunto.

TAREA En todos los mecanismos de señalización celular participan: a. Mensajeros químicos protéicos b. Ligandos esteroideos c. Segundos mensajeros d. Receptore intracelulares e. Receptores de superficie y citosólicos A diferencia de los ligandos hidrofílicos, los hidrofóbicos: a. Viajan por vía sanguínea (endócrina) b. Interactúan con receptores protéicos c. Desencadenan respuestas en células blanco d. Las respuestas son de acción rápida e. Requieren de segundos mensajeros.

a. Se comunican citoplasma a citoplasma 3. Las señales parácrinas se diferencian de las Sináptica porque las paracrinas: a. Se comunican citoplasma a citoplasma b. Son de naturaleza protéica c. Poseen su receptores en la superficie d. Interactúan con tirosina cinasas e. Activan segudos mesajeros 4. Los mensajeros químicos con receptores de superficie se caracterizan porque: a. Sus receptores son específicos b. Son hidrofílicos c. Sus segundos mensajeros son proteinas y gases d. Son moléculas pequeñas de accón rápida e. Utilizan la vía endócrina para llegar a la célula blanco

5. De la sinapsis es correcto lo siguiente: a. Ocurre entre células a distancia b. Intervienen hormonas esteroideas c. Es una forma de comunicación autócrina d. Requiere de neurotransmisores e. Toma la vía sanguínea