comunicacion celular bcm5

Comunicacin celularDR BRADY BELTRAN GARATE

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Comunicacin Celular

La supervivencia de los organismos pluricelulares depende de que sus clulas acten sincrnicamenteen los tejidos y que stos cumplan las funciones especficas.

Los rganos y los sistemas de rganos deben funcionar organizadamente para mantener las condiciones fisiolgicas adecuadas para la vida del individuo.


Comunicacin Celular

Se define como un proceso por el cual las clulas transmiten informacin para promover o modificar respuestas celulares en otras clulas.

Las respuestas pueden ser:

excitatorias ( contraccin muscular, inflamacin)

inhibitorias

moduladoras (funciones de aprendizaje y memoria)


Fases de la comunicacin celular

1.- Fase intercelular: liberacin de una sustancia portadora de un mensaje a partir de la clula efectora hasta la llegada de ste al interior de la clula que va a dar respuesta al mensaje, clula diana.

2.- Fase intracelular: todos los procesos y las substancias implicadas en la produccin de la respuesta celular ( segundos mensajeros, enzimas, protenas estructurales, genes y otras.)


Fases de la comunicacin celular

Conceptos:Mensajero: primer mensajero o mensajero extracelular.

Receptor: molcula especfica para el mensajero se encuentran en la membrana de la clula receptora y la informacin llega al interior de la clula o en otros casos difunde por la membrana o es transportado por algn componente celular hasta llegar al sitio de recepcin celular: ncleo u otro organelo.


Se une a sitios especficos de un receptor de la membrana plasmtica. Es capaz de disparar una serie de procesos complejos, a veces en cascada que conducen a una respuesta.LigandoMolcula seal, especfica para cada tipo de clula.


1.- Un telfono convierte una seal elctrica en una seal sonora.2.- Una clula blanco convierte una seal extracelular (molcula A) en una seal intracelular (molcula B).La Transduccin de Seales


En muchos procesos de transduccin de seales se implican cada vez ms en el evento un nmero creciente de enzimas y sustancias desde el inicio del estmulo.

Parte desde la adhesin de un ligando al receptor de membrana, hasta la activacin en el receptor, que convierte el estmulo en respuesta.

Dentro de la clula, provoca una cadena de pasos (cascada de sealizacin o ruta del segundo mensajero) cuyo resultado es la amplificacin de la seal, (una gran respuesta celular). Respuesta celular


Los receptores celulares presentan en su estructura dos regiones o dominios funcionales bien diferenciados.

Uno de reconocimiento o deteccin de los estmulos, que presenta una diversidad paralela a la de los estmulos, y otro dominio efector que pertenece a unos pocos tipos fundamentales, por lo que la secuencia de eventos que son capaces de iniciar son limitados. La deteccin de estmulos y la respuesta a los mismos en todas los seres vivos, depende dentro de las clulas de las seales de transduccin. Respuesta celular


Las seales externas a la clula de diferente naturaleza fsico-qumica producen una regulacin de determinados genes en su ncleo celular, por medio de un conjunto de mecanismos que comprenden:

1.- La captacin de las seales externas en la superficie celular mediante los receptores celulares.

2.- La generacin y la transmisin intracelular de las seales por medio de interacciones protena - protena.

3.- La ejecucin de la respuesta a travs de una modificacin de la actividad de los genes.

Etapas de la respuesta celular


Respuestas Celulares

Las respuestas desencadenadas por las seales de transduccin incluyen la regulacin de la expresin gentica como la activacin de genes, la regulacin de una va metablica como la produccin de energa por medio del metabolismo, la locomocin celular por medio de cambios en el citoesqueleto.

La activacin de genes provoca muchos efectos, desde la expresin de genes en protenas ( enzimas, factores de transcripcin reguladoras de la actividad metablica).

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Respuestas CelularesLos factores de transcripcin pueden activar an ms genes, un estmulo inicial puede activar a travs de la transduccin de seales, la expresin de una gama entera de genes y una gran diversidad de eventos fisiolgicos.

El conjunto de activacin mencionado se denomina programa gentico.

Un ejemplo de programa gentico es la secuencia de eventos que tiene lugar cuando el vulo es fecundado por un espermatozoide.


Comunicacin celular

El proceso de transmisin de seal afecta a una secuencia de reacciones bioqumicas dentro de la clula que se lleva a cabo a travs de enzimas unidas a otras sustancias llamadas segundo mensajero.

Cada proceso se realiza en intervalos de tiempo muy pequeos, como milisegundos, o en periodos ms largos como algunos segundos.


Diversidad de sealesExisten distintos receptores en una misma clula.Las clulas son sensibles en forma simultnea a muchas seales extracelulares.Las seales al actuar en conjunto, pueden sumarse e inducir a respuestas mayores.La presencia de una seal puede modificar las respuestas a otras seales.En ausencia de seales la mayora de las clulas estn programadas para autodestruirse.


La misma seal qumica puede inducir diferentes respuestas en diferentes clulas blanco


Mensajeros: Hormonas Neurotransmisores Citoquinas (factores de crecimientos que regulan la formacin de clulas sanguneas) Factores de crecimiento Molculas de adhesin Componentes de la matriz extracelularReceptor = cerraduraLigando = llaveReceptores: se unen especficamente molculas sealizadoras


Seales intercelulares

Endocrinas: Las hormonas son producidas por clulas del sistema endocrino y circulan por el torrente sanguneo hasta alcanzar todos los lugares del cuerpo.

Paracrinas: Slo actan sobre clulas diana que se encuentran en la vecindad de las clulas emisoras, como por ejemplo los neurotransmisores.

Autocrinas: Afectan slo a las clulas que son del mismo tipo celular como las clulas emisoras. Un ejemplo de seales autocrinas se encuentra en las clulas del sistema inmune.

Yuxtacrinas: Son transmitidas a lo largo de la membrana celular a travs de protenas o lpidos que integran la membrana celular y son capaces de afectar tanto a la clula emisora como a las clulas inmediatamente adyacentes.


Tipos de Comunicacin: Comunicacin localyuxtacrinas


Tipos de Comunicacin: Comunicacin a distanciaEndocrinaNerviosa.


Membrana plasmticaSeal no unida al receptorReceptor de superficie inactivoExtracelular Intracelular Seales y receptores


Respuesta celularSeal unida al receptorReceptor de superficie activoMembrana plasmticaExtracelular Intracelular Seales y receptores


1. Endocrina u hormonal


2. Neurotransmisin


3. Secrecin neuroendocrina


4. Comunicacin paracrinaMediador localClula emisoraClulas blanco


5. Comunicacin yuxtacrina o dependiente de contactoClula emisoraClulas blancoMolcula seal unida a membrana


Sitios blanco en la misma clula6. Autocomunicacin o comunicacin autocrina


Ejemplos de comunicacin celularTipo de comunicacin


Seales y receptoresLas molculas sealizadoras sonhidroflicas y no tienen la habilidadde difundir a travs de la MP.Necesitan de un receptor desuperficie celular que genera unaseal intracelular en la clula diana.

Algunas molculas sealizadorashidrofbica (hormonas) puedendifundir a travs de la MP y unirsea receptores intracelulareslocalizados en el ncleo o en elcitoplasma de la clula diana.III


I.- Receptores transmembrana

Son protenas que se extienden por todo el espesor de la membrana plasmtica de la clula, con un extremo del receptor fuera de la clula (dominio extracelular) y otro extremo del receptor dentro (dominio intracelular).

Cuando el dominio extracelular reconoce a una hormona, la totalidad del receptor sufre un cambio en su conformacin estructural que afecta a dominio intracelular, confirindole una nueva accin.

En este caso, la hormona no atraviesa ella misma la membrana plasmtica para penetrar en la clula.


II.- Receptores citoplasmticos y nucleares

Son protenas solubles localizadas en el citoplasma o en el ncleo celular. La hormona que pasa a travs de la membrana plasmtica, normalmente por difusin pasiva, alcanza el receptor e inicia la cascada de seales.

Los receptores nucleares son activadores de la transcripcin activados por ligandos, que se transportan con el ligando u hormona, que pasan a travs de la membrana nuclear al interior del ncleo celular y activan la transcripcin de ciertos genes y por lo tanto la produccin de una protena.


Los ligandos de los receptores nucleares son hormonas lipoflicas como las hormonas esteroideas, por ejemplo la testosterona, la progesterona y el cortisol, derivados de la vitamina A y vitamina D.II.- Receptores citoplasmticos y nucleares


Regulacin de la fuerza de la seal

1.- Biosntesis y secrecin de hormonas por los rganos endocrinos: Por ejemplo el hipotlamo (factores liberadores de hormonas) que actan sobre la hipfisis y activa la produccin de hormonas hipofisiarias, las cuales activan los rganos endocrinos que finalmente producen las hormonas para los tejidos diana.

Este sistema jerarquizado permite la amplificacin de la seal original que procede del hipotlamo.

La liberacin de hormonas enlentece la produccin de estas hormonas por medio de una inhibicin reactiva (feedback), para evitar una produccin aumentada.


Modelo propuesto de la activacin del receptor de GnRHGnRHProtena GFosfolipasa CProteinquinasa CDiacilglicerolInositol trifosfatoBinding ProtenLIBERACION DE GONADOTROFINASSINTESIS DE GONADOTROFINASAc. AraquidnicoCalcio


2.- Disponibilidad de la hormona en el citoplasma: Muchas hormonas pueden ser convertidas en formas de depsito por la clula diana para su posterior uso. Este reduce la cantidad de hormona disponible.

3.- Modificacin de las hormonas en el tejido diana: Algunas hormonas pueden ser modificadas por la clula diana, de modo que no activan el receptor hormonal y as reducen la cantidad de hormonas disponibles.

Regulacin de la fuerza de la seal


1.- Liposolubles con receptores de superficie celular.

2.- Hidrosolubles con receptores de superficie celular (polipptidos y las aminas).

3- Liposolubles con receptores intracelulares (esteroides tiroxina y cido retinoico).

4.- Gases, como el xido ntrico (NO) y el monxido de carbono (CO). Mensajeros qumicos


Mensajeros hidrosolubles que unen receptores de superficie celularI.- Pptidos y protenas:InsulinaGlucagnHormona antidiurticaOxitocinaAngiotensinaFactores de liberacin de las hormonas hipofisiariasEndorfinasFactores de crecimiento y de transformacinFactor de crecimiento epidrmico (EGF)


B.Mensajeros hidrosolubles que unen receptores de superficie celularAminas


Mensajeros hidrosolubles que unen receptores de superficie celular


Receptores-canales o receptores ionotrpicos o canales inicos regulados por un ligando.


I.- Esteroides: 1.-hormonas sexuales masculinas y femeninas 2.- hormonas de corteza de las glndulas suprarrenales (cortisol, cortisona, aldosterona) 3.- Vitamina DPrimeros mensajeros liposolubles con receptores intracelulares.


CBPrimeros mensajeros liposolubles con receptores intracelulares. Tiroxina, T4 (Tetrayodotironina) T3 Triyodotironina Retinoides


Receptores con actividad tirosina quinasa Receptores acoplados a protena G Sistema adenilato ciclasa-AMPcSistema fosfolpidos de membrana Sistema del calcio Los mensajeros hidrosolubles interaccionan con receptores de la superficie de las clulas diana.

El acoplamiento ligando-receptor desencadena una seal intracelular mediada por SEGUNDOS MENSAJEROS. TIPOS:Primeros mensajeros liposolubles con receptores intracelulares.


Vas de sealizacin intracelular


Molculas de sealizacin intracelular(en clulas eucariontes)

a.- Protenas G heterotrimricas

b.- GTP-asas c.- Nucletidos cclicos (AMPc) (GMPc)

d.- Ca++

e.- Derivados fosfoinositoles: fosfatidil inosiltol trifosfato diacilglicerol inositoltrifosfato

f.- Protenas quinasas y fosfatasas.


Receptores acoplados a protenas G


Receptores con actividad enzimtica intrnseca.


Amplificacin


CASCADA DE SEALIZACIN


TRANSDUCCIN DE SEALES


EJEMPLOS DE PROCESOS FISIOLGICOS

ESTMULORECEPTOREFECTORRESPUESTAEPINEFRINAb-ADRENRGICOADENILIL-CICLASADESDOBLA GLUCGENOSEROTONINAR. SEROTONINAADENILIL-CICLASASENSIBILIZACIN Y APRENDIZAJELUZRODOPSINAFOSFODIESTERASA GMPcEXCITACIN VISUALACETILCOLINAMUSCARNICOCANAL DE POTASIONEUROMUSCULAR


Activacin de la proteinaquinasa A dependiente de AMPc


Efecto de la proteinquinasa A en la gluconeognesis


LA COMUNICACIN CELULAR:Los mensajeros Qumicos?Oye t !!!Tienes que proliferarNecesitamos! glucosa!Hey !!! Podras migrar? A quien debo escuchar ?


Comunicacin celular (CC):Clula emisora Clula blanco (diana)informacinseales extracelulares (primeros mensajeros o mensajeros qumicos)distancias variablesmodificar las respuestas en otras clulas (excitadoras, inhibidoras o moduladoras).(Respuestas rpidas o lentas).


1) sntesis celular del mensajero qumico.2) secrecin del mensajero por la clula emisora.3) transporte del mensajero hasta la clula blanco.4) deteccin / recepcin del mensajero (seal) por un receptor celular (protena)5) transmisin intracelular de la seal (transduccin de seal) y cambio en el status celular (metabolismo, expresin gnica, etc.)6) eliminacin (degradacin) de la seal (interrupcin del proceso).Etapas de la comunicacin celular


Los mensajeros extracelulares se pueden unir a receptores de superficie o a receptores intracelulares


(B) Una clula blanco convierte una seal extracelular (molcula A) en una seal intracelular (molcula B).La Transduccin de Seales es el proceso por el que un tipo de seal es convertido en otro.(A) Un telfono convierte una seal elctrica en una seal sonora.


Vas de sealizacin intracelular


1. comunicacin endocrina u hormonal2. neurotransmisin3. comunicacin neuroendocrina4. comunicacin paracrina5. comunicacin yuxtacrina6. comunicacin autocrina. La comunicacin celular opera mediante seis formas principales


1. Comunicacin endocrina u hormonal


2. Neurotransmisin


3. Secrecin neuroendocrina


4. Comunicacin paracrinaMediador localClula emisoraClulas blanco


5. Comunicacin yuxtacrina o dependiente de contactoClula emisoraClulas blancoMolcula seal unida a membrana


Sitios blanco en la misma clula6. Autocomunicacin o comunicacin autocrina


los liposolubles con receptores intracelulares (p.e. esteroides tiroxina y cido retinoico).los liposolubles con receptores de superficie celular. los de naturaleza hidrosoluble con receptores de superficie celular (polipptidos y las aminas).los gases, como el xido ntrico (NO) y el monxido de carbono (CO). Mensajeros qumicos clasificados de acuerdo a su naturaleza qumica


A. Los esteroides: hormonas sexuales masculinas y femeninascorteza de las glndulas suprarrenales (cortisol, cortisona, aldosterona)Vitamina DPrimeros mensajeros liposolubles con receptores intracelulares.


CBPrimeros mensajeros liposolubles con receptores intracelulares.Tiroxina (Tetrayodotironina) y TriyodotironinaLos retinoides


Mensajeros hidrosolubles que unen receptores de superficie celular Pptidos y protenas:InsulinaGlucagnhormona antidiurticaOxitocinaAngiotensinafactores de liberacin de las hormonas hipofisiariaslas endorfinaslos factores de crecimiento y de transformacinFactor de crecimiento epidrmico (EGF)


B.Mensajeros hidrosolubles que unen receptores de superficie celularAminas


Mensajeros hidrosolubles que unen receptores de superficie celular


Receptores-canales o receptores ionotrpicos o canales inicos regulados por un ligando.


2. Receptores ligados a tirosina quinasaMembranaCitoplasmaTirosina quinasaReceptorEspacio extracelular


comunicacion celular bcm5

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