Comunicación Intercelular: Tipos de Señalización y Receptores Metabotrópicos

Comisión 11

Comisionista 1: Francisco Javier De León Yanes Comisionista 2: Mélani Chávez González Docente: Jonay García Luis 19/02/2025 Correctora: Sara Ferrero Pérez Fisiología Humana I

Comunicación Intercelular

Introducción a la Comunicación Celular

• En organismos pluricelulares, las células deben coordinarse para mantener la homeostasis y responder a estímulos.
• Se comunican mediante la secreción de moléculas al medio extracelular o bien mediante contactos directos entre sí. En todos los tipos de señalización, la molécula señal es reconocida por receptores específicos en la célula diana, lo que desencadena una respuesta celular.

Tipos de Señalización Celular

Señalización Endocrina

• Distancia de acción: Larga distancia
• Mecanismo: Las células secretan hormonas que viajan por la sangre hasta las células diana en órganos distantes.
• Ejemplo: La insulina liberada por el páncreas actúa en el hígado y los músculos.

Señalización Neuroendocrina (subtipo de endocrina)

• Distancia de acción: Larga distancia
• Mecanismo: Las neuronas secretan moléculas al torrente sanguíneo para actuar en órganos distantes.
• Ejemplo: La neurohipófisis libera la hormona antidiurética (ADH) que actúa en los riñones.

Endocrine Endocrine cell Target cell Blood- stream Neuroendocrine Target cell Blood- stream

Señalización Paracrina

• Distancia de acción: Corta distancia (local)
• Mecanismo: Las células liberan señales químicas que afectan a células vecinas sin entrar en la sangre.
• Ejemplo: Los factores de crecimiento son liberados por células dentro de un tejido y actúan sobre las células del propio tejido.

Paracrine 5

Transmisión Sináptica (subtipo de paracrina)

• Distancia de acción: Corta distancia
• Mecanismo: Una neurona libera neurotransmisores en la sinapsis para comunicarse con otra célula (neurona, músculo o glándula).
• Ejemplo: La acetilcolina en la sinapsis neuromuscular.

Nervous Target cell Neuron Synapse 1Comisión 11 Comisionista 1: Francisco Javier De León Yanes Comisionista 2: Mélani Chávez González Docente: Jonay García Luis 19/02/2025 Correctora: Sara Ferrero Pérez Fisiología Humana I

Señalización Autocrina

• Distancia de acción: Sobre la propia célula
• Mecanismo: La célula libera señales químicas que actúan sobre ella misma.
• Ejemplo: Los linfocitos T secretan interleucinas para autorregularse.

Señalización Yuxtacrina

• Distancia de acción: Contacto directo. El profe mencionó que a veces las células involucradas se consideran una sola célula plurinucleada debido a su estrecha comunicación.
• Mecanismo: Se produce mediante uniones GAP, que permiten el paso de iones y moléculas pequeñas o moléculas de adhesión (CAMs) que facilitan la interacción celular.
• Ejemplo: Las células del músculo cardiaco se comunican entre sí por GAP, lo que permite la transmisión eléctrica (que ocurre por movimiento de iones) sin necesidad de liberar moléculas al exterior.

Receptor Yuxtacrina

Tabla Resumen de Tipos de Señalización

Tipo de señalización Distancia de acción Mecanismo Ejemplo Endocrina Larga Hormonas que viajan por la sangre hasta órganos distantes. Insulina (páncreas -> hígado y los músculos) Neuroendocrina (subtipo de endocrina) Larga Neuronas que secretan moléculas a la sangre para actuar en órganos distantes. ADH (Neurohipófisis -> riñones) Paracrina Corta Señales químicas que afectan a células Factores de crecimiento sobre las células vecinas. del propio tejido Transmisión sináptica (subtipo de paracrina) Corta Neurona que libera neurotransmisores en la sinapsis para comunicarse con otra Acetilcolina en la sinapsis neuromuscular célula. Autocrina Sobre la propia célula La célula libera señales químicas que actúan sobre ella misma. Interleucinas secretadas por linfocitos T para autorregularse Yuxtacrina Contacto directo GAP o moléculas de adhesión (CAMs) Células musculares cardiacas que por unión GAP permiten la transmisión eléctrica

Aclaración sobre Factores de Crecimiento e Interleucinas

Aclaración: En clase se mencionaron como ejemplos la secreción de factores de crecimiento y de interleucinas sobre los linfocitos. Ambos pueden actuar mediante señalización paracrina o autocrina, dependiendo del contexto. (Esto no se explicó en clase, pero lo aclaro con ejemplos para evitar confusiones más adelante).

Factores de Crecimiento en la Proliferación Celular

• Paracrina: Los fibroblastos estimulan la proliferación de células epiteliales para reparar tejidos lesionados.
• Autocrina: Frecuente en células cancerosas, donde estimulan su propia proliferación celular autosecretando factores de crecimiento lo que contribuye a la expansión tumoral.

Autocrine 2Comisión 11 Comisionista 1: Francisco Javier De León Yanes Comisionista 2: Mélani Chávez González Docente: Jonay García Luis 19/02/2025 Correctora: Sara Ferrero Pérez Fisiología Humana I

Acción de las Interleucinas en la Activación de Linfocitos

• Paracrina: Un linfocito T colaborador (CD4+) secreta IL-2, que estimula la proliferación y diferenciación de otros linfocitos T y B en su entorno.
• Autocrina: Un linfocito T puede producir también IL-2 y responder a su propia señal, promoviendo su expansión clonal (linfocito activado prolifera y genera muchos clones de sí mismo en respuesta a un estímulo).

Ejemplo de Secreción Endocrina: La Adrenalina

La adrenalina es una hormona endocrina secretada por la médula suprarrenal, su liberación al torrente sanguíneo permite coordinar múltiples respuestas en diferentes tejidos, todas dirigidas a facilitar una reacción de huida.

1 Movilización de glucosa + 4 2 Vasoconstricción en la piel + adrenalina Vasodilatación en músculo esquelético Aumento de frecuencia cardiaca 3

Efecto de la Adrenalina en el Hígado

• Receptores: Adrenérgicos beta-2.
• Respuesta: Degradación del glucógeno (el glucógeno es un polímero que se utiliza para almacenar la glucosa).
• Propósito: Liberar glucosa al torrente sanguíneo para su uso por la musculatura esquelética.

Efecto de la Adrenalina en los Vasos Sanguíneos de la Piel

• Receptores: Adrenérgicos alfa-1.
• Respuesta: Vasoconstricción.
• Propósito:
  • Reducir la pérdida de sangre en caso de lesión.
  • Redistribuir la sangre hacia los músculos, que tienen mayor demanda de oxígeno y energía.

Efecto de la Adrenalina en el Corazón

• Respuesta: Aumento de la frecuencia cardíaca.
• Propósito: Bombear más sangre para garantizar el aporte de oxígeno y nutrientes a los músculos.

Efecto de la Adrenalina en la Musculatura Esquelética

• Respuesta: Vasodilatación en los capilares musculares.
• Propósito: Mejorar la llegada de oxígeno y glucosa a los músculos, optimizando su rendimiento en la respuesta de huida.

3Comisión 11 Comisionista 1: Francisco Javier De León Yanes Comisionista 2: Mélani Chávez González Docente: Jonay García Luis 19/02/2025 Correctora: Sara Ferrero Pérez Fisiología Humana I

Naturaleza de los Primeros Mensajeros

La molécula secretada por una célula que lleva la señal a otras células se denomina primer mensajero o ligando. Pueden ser:

• Aminas: Derivadas de aminoácidos. Ejemplo: Adrenalina.
• Polipéptidos: Cadenas cortas de aminoácidos. Ejemplo: Insulina.
• Esteroides: Derivados del colesterol. Ejemplo: Hormonas sexuales.
• Moléculas pequeñas: Nucleótidos o gases. Ejemplo: Adenosina y Óxido nítrico.

Limitaciones de los Primeros Mensajeros

Los primeros mensajeros, como la adrenalina, no pueden permanecer en la sangre de manera indefinida. Por ello presentan los siguientes límites:

• Límite temporal: Tienen una vida media corta. Son degradados o eliminados (riñón, hígado).
• Límite espacial: Sólo pueden actuar en células que expresan los receptores específicos para ese mensajero. Por lo que, aunque circulan por la sangre, no afectan a todas las células, sino sólo a aquellas que poseen los receptores.

Tipos de Ligandos que Interaccionan con un Receptor

Ligando Fisiológico

• Es el primer mensajero que activa el receptor.
• Ejemplo: La adrenalina en receptores adrenérgicos.

Agonista

• Es otro ligando (puede ser natural o sintético) que se une al mismo receptor y genera la misma respuesta celular. Es como un "suplente" que puede hacer la misma función del ligando fisiológico.
• Ejemplo: El salbutamol, un fármaco que activa los receptores beta-2 en los bronquios para dilatarlos, igual que lo haría la adrenalina.

Antagonista

• Se une al receptor pero bloquea su activación, impidiendo la respuesta celular.
• Ejemplo: Propranolol, que bloquea los receptores beta-adrenérgicos, reduciendo la frecuencia cardíaca.

Antes del fármaco Fármaco agonista Fármaco antagonista Sustancia natural Fármaco agonista Fármaco antagonista Sitio receptor Membrana celular Actividad celular normal Actividad celular potenciada Actividad celular bloqueada Antes de tomar el medicamento Fármaco agonista Fármaco antagonista Sustancia química Sustancia química Sustancia química Fármaco agonista Fármaco antagonista .Receptor Receptor Receptor Incremento de la actividad celular Actividad celular normal Inhibición de la actividad celular 4Comisión 11 Comisionista 1: Francisco Javier De León Yanes Comisionista 2: Mélani Chávez González Docente: Jonay García Luis 19/02/2025 Correctora: Sara Ferrero Pérez Fisiología Humana I

Fases de la Comunicación Química

Una vez activado el receptor, se inicia una transducción de señal, que implica:

1. Reconocimiento: Unión ligando-receptor. Tiene dos características clave:
   • Es reversible: el mensajero puede unirse y desprenderse del receptor.
   • Es saturable: hay un límite en la cantidad de señal que puede recibir la célula, determinado por el número de receptores disponibles. Esto significa que a concentraciones muy altas, se alcanza la saturación, y agregar más mensajero no aumentará la respuesta.
2. Activación: Cambio conformacional del receptor. Esto activa el receptor e inicia la señal dentro de la célula.
3. Transducción y Amplificación: Esta señal puede ser:
   • Química: Producción de un segundo mensajero (como AMPc o Ca2+).
   • Eléctrica: Apertura o cierre de canales iónicos.
   La transducción implica amplificación (pocas moléculas de primer mensajero generan señales intracelulares potentes).
4. Transmisión: del segundo mensajero a proteínas efectoras. Las proteínas efectoras pueden ser: enzimas (modifican reacciones químicas), canales iónicos (regulan el flujo de iones), factores de transcripción (controlan la expresión de genes) ...
5. Respuesta Celular.
6. Finalización de la Respuesta: La respuesta se detiene mediante mecanismos de retroalimentación, evitando que la célula siga activada de forma indefinida.

Moléculas de primer mensajero Receptores Transducción y amplificación Respuesta

Cascadas de Señalización Intracelular

En muchos casos, la activación del receptor y la posterior generación de segundos mensajeros activa una proteína efectora, que a su vez modula a otras proteínas efectoras. Se establecen así cascadas de señalizacion intracelular, tambien llamadas cascadas de transducción de señales. Comúnmente implican procesos de fosforilación/defosforilación.

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