Transducción de señales

Transducción de señales.

Los mecanismos de transducción de señales son mecanismos sumamente complejos que son el blanco de muchas enfermedades y por otra parte también de los fármacos. A su vez, están relacionadas con la microbiología por procesos que están en íntima relación con la alteración de los mecanismos.

Hay 2 alternativas para la transmisión de señales:

-Rápida: generalmente mediada por neurotransmisores, juega un papel transcendental el receptor nicotínico de acetilcolina.

-Lenta: mediada por hormonas que van a circulación, respuesta celular lenta pero sostenida con el tiempo. Por ejemplo: el crecimiento de la epífisis del hueso, se da aprox en la quinta y sexta semana intrauterina. Esta misma señal finaliza en los hombres al alcanzar los 24-25 años y las mujeres a los 21.

La transducción de señales es el proceso de modificación de una señal con el objetivo de alcanzar una respuesta. Dicha respuesta puede ser de muchos tipos; algunas son respuestas genéricas porque hay muchas vías de transducción que llevan a un mismo objetivo, y otras son respuestas muy específicas, o sea, hay receptores de membrana con una función específica. A esta característica anterior se le puede denominar la pluralidad de los receptores de membrana.

La transducción de señales es una propiedad universal de las células; procariotas y eucariotas requieren de mecanismos de transducción tanto para su subsistencia como para su muerte celular.

Todos los mecanismos de transducción de señales tienen 4 características fundamentales:

-Especificidad: complementariedad molecular, un ligando se va a unir a un receptor en el cual existen ciertas partes específicas que se pueden denominar nido o nicho, donde el ligando puede encajar.

Ej.: Como se puede observar en la figura I, un receptor con una forma particular en su sitio de unión en el cual se unirán moléculas afines con estructura complementaria. Hay fármacos que modifican este tipo de uniones. En la figura II, se representa la respuesta quimiotáctica que es todo el arsenal celular que se desencadena cuando hay un proceso inflamatorio, y en estos procesos es muy importante la complementariedad. Lo más tangible que existe sobre este principio es un fenómeno llamado la cascada del complemento, donde la unión ligando-receptor desencadena una serie de respuestas.

Figura I.

Figura II.

-Sensibilidad: la afinidad que tiene un receptor con su ligando y viceversa. En la sensibilidad hay 2 componentes importantes, la afinidad y el comportamiento de cooperación entre diversos receptores, o sea, que una misma se; al va a activar varios receptores que al final va a desencadenar una respuesta.

El ejemplo más clásico de esto es la piel. La piel de todos los organismos está constituida por dos capas la epidermis (superficial, menos vascularizada) y la dermis (mucha vascularidad). En la dermis se localizan varios tipos de receptores que se encargan de sensar cambios de temperatura, la propiocepción, la presión. Cada receptor es específico a su estímulo, los de frío no transmiten presión, etc. Una mutación en las proteínas que codifican este tipo de receptores pueden causar alodimia (no sienten) o lo contrario, en donde perciben como doloroso estímulos no dolorosos.

-Modulable: se puede controlar la cantidad de respuesta que se genera o cuanta se inhibe. Cuando estos mecanismos se alteran, surgen enfermedades como la esquizofrenia. En los años 80 se describieron 2 fenómenos: la regulación a la alta y la regulación a la baja que se estudiaron en la terminación pre y post sináptica de la hendidura sináptica. Durante el proceso de excitación la membrana post sináptica tiene la capacidad de presentar mayor cantidad de receptores en su membrana para que la respuesta excitatoria avance más rápido (regulación a la alta). Contrariamente, cuando las células están ante un estímulo inhibitorio tiene la capacidad de interiorizar sus receptores para que no se una el ligando y por lo tanto no desencadenar una respuesta (regulación a la baja).

Esto se logra gracias a las proteínas T y V-SNARE y la asociación de las proteínas del cito esqueleto con las señales extracelulares. Existen sensores que le permiten a la célula determinar que hacen falta receptores, entonces forma vesículas y los presenta para poder aumentar la respuesta en la regulación a la alta. En la regulación a la baja, se interiorizan estos receptores para que no haya unión con el ligando. En los pacientes esquizofrénicos, lo que sucede es que tienen persistentemente una regulación a la baja, y esto causa que no tengan receptores en la membrana post-sináptica y entonces los neurotransmisores quedan en la hendidura, sin ninguna unión. Estas mutaciones pueden llevar inclusive a generar cambios en la corteza cerebral.

-Desensibilización: es la capacidad de la célula, tejido, órgano u organismo de inhibir cuando hay un exceso en la transducción de señales. El proceso ocurre cuando viene la señal, se une al receptor, se generan los segundos mensajeros y se genera una respuesta. Cuando la respuesta es suficiente para lograr el objetivo, la célula tiene un mecanismo que le hace parar. Estos procesos de desensibilización son hoy el blanco de las terapias anticancerígenas. Estas no tienen mecanismos de desensibilización, de ahí su capacidad para hacer metástasis.

Un ejemplo clásico es el eje hipotálamo-hipófisis-glándula. El hipotálamo libera una sustancia llamada hormona liberadora de *, que actúa a nivel de la hipófisis, en su parte anterior. Esta parte genera una hormona estimuladora de la tiroides (TCH). La adenohipófisis (parte anterior de la hipófisis) produce el TCH y lo libera en el torrente sanguíneo para que vaya a su órgano blanco, la tiroides. La tiroides produce en respuesta hormonas tiroideas T3 y T4. Cuando la cantidad de esta hormona rebasa las necesidades metabólicas, un mecanismo le indica a la hipófisis que deje de producir TCH y al hipotálamo que deje de producir la hormona liberadora. Cuando estos mecanismos se alteran es cuando viene la enfermedad, en este caso el hipertiroidismo o hipotiroidismo. Estas alteraciones pueden darse por mutaciones o por factores ambientales como por ejemplo la falta de consumo de yodo que causa bocio. Hay ocasiones en las que se ocupa un exceso de respuesta como por ejemplo en el embarazo, un periodo en el cual se ocupa que la madre produzca no solamente sus hormonas, sino también las del bebé.

Tipos de receptores

Tipo serpentina, proteínas G heterotriméricas:

Son proteínas con 3 subunidades diferentes. El receptor de 7 DTM tiene el extremo amino hacia el

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