Señalizacion Quimica

Señalización química

Resumen

En organismos multicelulares, las células que conforman tejidos especializados funcionan de forma armónica y coordinada por medio de mecanismos finamente regulados. Muchas de estos mecanismos dependen de la comunicación entre células. Esta comunicación se produce cuando ciertas células emiten un mensaje a través de señales químicas que ejercen su efecto en otras células y éstas, como consecuencia inician una respuesta biológica

Los mecanismos de señalamiento pueden resumirse en unos cuantos pasos fundamentales: una célula genera un mensaje o señal, el cual es recibido por la célula blanco apropiada y el mensaje es interpretado como una instrucción para modificar algún aspecto funcional de la célula blanco.

Introducción:

La evolución ha provisto a las células de todos los organismos vivos de mecanismos de ´´señalamiento´´ que les permiten percibir estímulos ambientales y responder adecuadamente a ellos. El éxito de estos mecanismos asegura que el organismo sobreviva a sus cambiantes circunstancias ambientales.

En los organismos multicelulares estos mecanismos forman redes de comunicación más complejas, que garantizan que cada célula funcione y responda a una diversidad aún mayor de estímulos. Es gracias a esta comunicación entre células que el organismo mantiene una funcionalidad como entidad unitaria.

Estas comunicaciones se producen cuando ciertas células emiten un mensaje a través de señales químicas que ejercen su efecto en otras células, y estas, como consecuencia inician una respuesta biológica. De esta red de comunicación dependen funciones tan importantes como el desarrollo embrionario, la proliferación y diferenciación celular, las respuestas al estrés, la percepción sensorial, el movimiento, la respuesta inmune, la regulación metabólica, entre otras.

Las señales y las respuestas mediadoras de la comunicación entre células pueden ser de naturaleza química, eléctrica y químico-eléctrica. El señalamiento a través de mensajeros químicos consiste en la secreción de moléculas que deben ser reconocidas específicamente por receptores en las células blanco. Las señales puramente químicas deben difundirse, o aún viajar por el torrente sanguíneo, hasta encontrar su célula blanco. Esto ocasiona que, en general, las respuestas a las señales químicas sean lentas y de mayor duración que las evocadas por señales eléctricas y químico-eléctricas.

Las respuestas evocadas por una señal pueden ocasionar respuestas inmediatas y respuesta tardías que modifican la expresión génica de la célula blanco. Estos cambios en la expresión genética usualmente incluyen la producción de otras señales que a su su vez modificarán la actividad de otras células.

Mensajeros químicos:

Los mensajeros químicos son moléculas con características químicas muy diversas: hay péptidos, proteínas, complejos proteicos, moléculas pequeñas derivadas de aminoácidos, compuestos lípidicos derivados del ácido arquidónico y compuestos esteroideos derivados del colesterol. Según sus propiedades de solubilidad y la localización de sus receptores, las moléculas mensajeras se clasifican en:

Moléculas lipofílicas: son aquellas capaces de difundirse a través de la membrana plasmática e interaccionar con receptores del citosol o del núcleo; por ejemplo las hormonas esteroideas. Después de atravesar la membrana plasmática, estas hormonas interactúan con receptores intracelulares, formando complejos capaces de incrementar o disminuir la transcripción de genes específicos.

Moléculas hidrofílicas: son aquellas que no pueden difundirse a través de la membrana plasmática e interaccionan con receptores localizados en la superficie celular; por ejemplo péptidos como la insulina y pequeñas moléculas cargadas como la acetilcolina. Muchas de estas moléculas modifican la actividad de una o más enzimas ya presentes en las células.

Moléculas lipofílicas con receptores de superficie: los ejemplos de este grupo son las prostaglandinas, moléculas derivas del ácido arquidónico. Varias prostaglandinas actúan como mediadores locales. Ciertos miembros de este grupo provocan la agregación plaquetaria y desempeña un papel importante en el fenómeno de coagulación, por lo que interviene en el curso de enfermedades vasculares y reparación de heridas.

Receptores

Los receptores son proteínas o glucoproteínas grandes que se unen a moléculas de señalización.

La respuesta celular a una molécula mensajera, designada en forma general como ligando (hormona, citosina, factor trófico o neurotransmisor), depende de su enlace o interacción con un receptor específico para ese ligando. Generalmente el receptor es una proteína que puede estar localizada en la superficie de la célula blanco, el citosol o su núcleo. Las interacciones o uniones ligando-receptor son de alta afinidad, no covalente, y ocasionan un cambio conformacional en el receptor, el cual inicia una serie de reacciones que conducen a un cambio en la función celular.

Uno de los efectos más comunes de la unión de ligandos a muchos tipos de receptores de superficie es el aumento o disminución generalmente de poca duración en la concentración de segundos mensajeros.

La respuesta de una célula o tejido a mensajeros específicos está determinada por los receptores que posee y por el estado metabólico o de diferenciación celular.

Las células se comunican mediante señalización que supone:

1.- Síntesis, liberación y transporte de moléculas de señalización que pueden ser neurotransmisores, hormonas y otras moléculas de reguladoras.

2.- Recepción de la información por las células diana.

3.- Transducción de la señal, proceso en el cual un receptor convierte una señal extracelular en otra señal extracelular que origina algún cambio en la célula

4.- Respuesta por parte de la célula.

Envió de señales

Las células sintetizan muchos tipos diferentes de señales que se liberan de diversas maneras. Algunos tipos de células transmiten señales unas a otras mediante contacto directo. Otras tienen reguladores locales que afectan sólo a células próximas a las que emite señal.

Un regulador locales una molécula señalización que difunde a través del líquido intersticial y actúa sobre células vecinas. Esta se denomina regulación parácrina. Los reguladores locales incluyen mediadores químicos locales como factores de crecimiento, la histamina, un grupo de sustancias llamadas prostaglandinas y el óxido nítrico. Hay más de 50 factores de crecimiento, normalmente péptidos, que estimulan la división celular. Determinadas células del

...