Unión y Comunicación Celular Marcela Fernández Montes Profesora de Biología

Membrana Plasmática

Tipos de transporte Transporte pasivo: Transporte Activo: Difusión simple Difusión Facilitada Osmosis Transporte Activo: Por proteínas Por vesículas: Exocitosis Endocitosis: Fagocitosis Pinocitosis Mediada por receptores

Tipos de transporte

Endocitosis

Exocitosis

Uniones celulares Las uniones celulares son puntos de contacto entre las membranas plasmáticas de las células o entre célula y matriz extracelular. La mayoría de las células epiteliales y algunas células musculares y nerviosas están estrechamente asociadas en unidades funcionales

Estructuras que permiten la unión celular

Complejos de unión Existen uniones entre células que forman estructuras macromoleculares denominados complejos de unión. 1. Uniones estrechas. Forman asociaciones muy fuertes entre células, obliteran el espacio intercelular, en todo el perímetro celular. 2. Uniones adherentes. Aparecen en las células epiteliales, en todo el perímetro celular, importantes durante la morfogénesis. 3. Desmosomas. Forman uniones puntuales a modo de remaches. Aparecen en numerosos tejidos. 4. Uniones comunicantes: Proteínas transmembranas que permiten la comunicación entre una célula y otra 5. Hemidesmosomas. Forman uniones puntuales entre la membrana basal de las células epiteliales y la lámina basal. Uniones focales. Concentraciones de moléculas en zonas de la membrana plasmática que forman uniones con la matriz extracelular

1.Uniones estrechas o zonula occludens Se encuentran en las partes apicales de los epitelios y en el tejido muscular cardiaco. Establecen uniones tan fuertes y estrechas entre las células contiguas que prácticamente no dejan espacio intercelular entre sus membranas plasmáticas, limitando la difusión de sustancia solubles extracelulares. En los epitelios, por ejemplo en el epitelio digestivo, impiden la difusión intercelular evitando que las sustancias del interior del tubo digestivo penetren en el organismo por los espacios intercelulares. Las uniones estrechas están formadas por la ocludina y por una familia de moléculas denominadas claudinas, que son las proteínas transmembrana encargadas de establecer los contactos célula-célula

Uniones estrechas u oclusivas

2. Uniones adherentes o zonula adherens Son un sitio de enlaces fuertes ubicados por debajo de las uniones estrechas, proporcionan gran resistencia a la tracción mecánica. Esto se logra ya que estas pequeñas uniones conectan filamentos de actina de células adyacentes. Estrán compuestas principalmente por cadherinas.

Uniones Adherentes

3. Desmosomas o macula adherens Pueden localizarse por debajo de las uniones adherentes, aunque también se observan en cualquier sitio de la membrana plasmática lateral. Ocurren en sitios discretos y pequeños. Forman parte de las uniones de anclaje, o sea mantienen unidas a las células. Las células se unen por medio de proteínas transmembrana (desmogleinas) las que se relacionan con los filamentos intermedios del citoesqueleto a través de proteínas que forman placas (desmoplaquinas).

Desmosomas

Observe en el siguiente esquema que ocurre cuando faltan los desmosomas en un epitelio que se somete a estiramiento

4. Uniones comunicantes También llamadas nexo, gap junction, unión en hendidura Ocurren en lugares pequeños y discretos de la membrana plasmática lateral. Presentan una serie de proteínas (conexones) formadas por 6 subunidades, que forman un poro por donde pueden pasar moléculas de un peso menor a los 800 daltons (iones) de una célula a otra.

Uniones comunicantes

5. Hemidesmosomas y las uniones focales Establecen uniones fuertes entre las células y la matriz extracelular. En ambos casos las uniones se establecen por integrinas. Los hemidesmosomas unen las células epiteliales a la lámina basal gracias al dominio extracelular de la integrina, mientras que el dominio intracelular contacta con los filamentos intermedios citosólicos. Las uniones focales unen a las células con diversos tipos de matrices extracelulares gracias a otro tipo de integrinas que en su dominio intracelular contacta con los filamentos de actina.

Hemidesmosomas

Comunicación celular En los organismos pluricelulares es fundamental que las células individuales se puedan comunicar con otras para crear tejidos y órganos. En el curso del desarrollo, las células embrionarias ejercen influencia sobre la diferenciación, todas estas comunicaciones se cumplen a través de señales químicas o por medio de sustancias químicas. (impulsos nerviosos, hormonas, neurotransmisores)

La comunicación celular es la capacidad que tienen todas, las células, de intercambiar información fisicoquímica con el medio ambiente y con otras células. La comunicación celular es un mecanismo homeostático, porque tiene como objetivo mantener las condiciones fisicoquímicas internas adecuadas para la vida frente a los cambios externos

En organismos unicelulares Los organismos unicelulares producen sustancias parecidas a las hormonas, que son captadas por individuos de su misma especie mediante receptores celulares de membrana específicos. Este intercambio de información les sirve para el intercambio genético como es la conjugación bacteriana.

En organismos pluricelulares Las células poseen en la membrana plasmática un tipo de proteínas específicas llamadas receptores celulares encargadas de recibir señales fisicoquímicas del exterior celular. Las señales extracelulares suelen ser ligandos que se unen a los receptores celulares.

Estas son las cuatro formas más comunes en que las células humanas se comunican: Contacto de Célula a Célula Proteínas Hormonas Señales Eléctricas y Quimicas

Por contacto directo Estas interacciones generalmente ocurren por medio de las glicoproteinas en la superficie de las membranas de las células. Por medio del contacto, las células pueden recibir señales estructurales y funcionales.

Por proteínas Las proteínas se secretan de una célula, viajan una distancia muy corta (normalmente a una célula vecina) donde son reconocidas e interpretadas. Estas señales pueden decirle a una célula que se convierta en célula de la piel y a otra célula cercana que se convierta en célula del cabello

Por hormonas Las hormonas son consideradas señales de largo alcance, creadas por glándulas del sistema endocrino y secretadas en el torrente sanguíneo y distribuidas los órganos indicados.

Señales eléctricas Las señales eléctricas y químicas son responsables de comunicar mensajes extremadamente complejos entre neuronas o entre neuronas y células musculares. El punto de contacto entre una neurona y otra células se llama sinapsis y es donde las señales eléctricas se convierten en una señal química y de nuevo a una señal eléctrica en la otra célula.

Tipos de Inducción Endocrina: Acción hormonal Paracrina: Entre células vecinasse realiza por determinados mensajeros químicos peptídicos como citocinas, factores de crecimiento, neurotrofinas o derivados del ácido araquidónico como prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos. También por histamina y otros aminoácidos. Autocrina: La célula consigo misma. Este tipo de comunicación es la que establece la neurona presináptica al captar ella misma en sus receptores celulares, los neurotrasmisores que ha vertido en la sinapsis, para así dejar de secretarlos o recaptarlos para reutilizarlos Yuxtacrina: Mediante moléculas de adhesión celular como uniones gap Nerviosa: Entre células nerviosas Por Moléculas gaseosas: Como el monóxido de carbono o el óxido nítrico

La acción de las hormonas, puede darse básicamente de acuerdo a uno de estos cinco tipos de inducción: 1.        Endocrina: una glándula libera hormonas (inductor) que pueden actuar sobre células u órganos situados en cualquier lugar del cuerpo (células blanco). las células o tejidos blanco poseen receptores que reconocen exclusivamente los diferentes tipos de moléculas hormonales. Así un receptor reconoce exclusivamente una hormona. Una célula puede tener distintos tipos de receptores, y así reconocer diferentes hormonas. Ej. Insulina, glucagón, hormonas adenohipofisiarias, etc. 2.       Paracrina: Una célula o un grupo de ellas liberan una hormona que actúa sobre las células adyacente que presenten el receptor adecuado. De esta forma la célula inductora e inducida se encuentran próximas. Ej. Prostaglandinas 3.       Autocrina: Una célula libera una hormona que actúa sobre la misma célula. Ej. Prostaglandinas

4.       Neuroendocrina: Una neurona libera su neurosecreción al torrente sanguíneo. Ej. Oxitocina, ADH, hormonas liberadoras e inhibidoras hipotalámicas 5.       Por contacto directo: La hormona o molécula inductora es retenida en la membrana plasmática de la célula inductora, por lo tanto no se secreta. Las células deben ponerse en contacto, para que la sustancia inductora tome contacto con el receptor localizado en la membrana plasmática de la célula inducida. Ejemplo de este tipo de comunicación tienen lugar en algunas respuestas inmunológicas. 6.       Yuxtacrina ( a través de uniones comunicantes, nexus o gap: Las células conectadas a través del establecimiento de este tipo de uniones firmes, puede responder de forma coordinada ante un inductor que se une a alguna de las células que están comunicadas. A través de estas uniones pasan pequeñas moléculas como los segundos mensajeros.