SEÑALIZACIÓN CELULAREduardo L. Suárez Barrientos

Objetivos

1. Repasar conocimientos previos sobre los conceptos básicos de señalización celular.

2. Activar el conocimiento previo para comprender la FISIOPATOLOGÍA y la farmacología.

Metodología

Presentación de información esencial. Formulación de preguntas insertadas de análisis

durante la exposición. Ejercicio de evaluación explorando la memoria a

corto plazo al final del tema. Presentar un resumen final

Bibliografía.

1. Fisiopatología de Porth.2. Introducción a la Biología Celular Alberts.

Concepto esenciales

¿Cómo se comunican las células en los organismos pluricelulares?

Mediante una gran variedad de señales químicas extracelulares.

La comunicación implica la conversión de las señales que trasportan esa información de una forma a otra.

¿Cómo se denomina este proceso de conversión?.

Transducción de señales

¿Cuando ocurre una transducción de señales? cuando una molécula de señalización extracelular

activa un receptor de superficie de la célula. Este receptor altera moléculas intracelulares creando

una respuesta. Hay dos etapas en este proceso:1. Una molécula de señalización activa un receptor

específico en la membrana celular.2. Un segundo mensajero transmite la señal hacia la

célula, provocando una respuesta fisiológica. En cualquiera de las etapas, la señal puede ser

amplificada. Por lo tanto, una molécula de señalización puede causar muchas respuestas.

Concepto esenciales

La señal puede actuar a distancias cortas y distancias largas.

La señal puede ser rápida o lenta Para comprender esto hay que recordar los estilos

básicos de comunicación. ¿CUÁLES SON ESOS ESTILOS?

ESTILOS BÁSICOS DE COMUNICACIÓN

Ejemplos de moléculas señalizadoras Comunicación intercelular dependiente de contacto

Delta. Lugar de origen futuras neuronas y otros tipos celulares en desarrollo; acción inhibe la especialización de células vecinas

Mediador local ON. Lugar de origen : células nerviosas, células endoteliales que revisten los vasos sanguíneos; acción relaja las células del músculo liso, regula la actividad de las células nerviosas

Neurotransmisor. GABA(ácido gamma aminobutírico). Lugar de origen terminaciones nerviosas; acción neurotransmisor excitador en muchas sinapsis neuromusculares y en el SNC.

Hormona adrenalina. Lugar de origen: glándula suprarrenal; acción: aumenta la PA, FC y el metabolismo

¿que esuna celula diana, diana terapeutica o blanco molecular?

Una diana terapeutica o blanco molecular puede definirse como el lugar del organismo donde un fármaco ejerce su acción.

La mayoría de las dianas terapéuticas son del tipo lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

¿que esuna celula diana, diana terapeutica o blanco molecular?

En oncología, los fármacos dirigidos contra las dianas moleculares son distintos a los citotóxicos utilizados en quimioterapia, pertenecientes a familias de sustancias distintas entre sí, obtenidos gracias a los avances logrados en el conocimiento de la biología molecular, en sus variantes genómica y proteómica.

Estos nuevos medicamentos están dirigidos a inhibir el mecanismo de transmisión de señales de las células cancerígenas y así detener el crecimiento tumoral y favorecer la muerte de las células malignas.

Aprendiendo con analogías“El partido de futbol”

Aprendiendo señalización con analogías“El partido de futbol”

Estación de radio.la señal endocrina. Un volante o afiche.señal paracrina localizada.

Aprendiendo con analogías“El partido de futbol” Una llamada tele fónica o

un e-mailseñal neuronal a larga distancia pero personal.Una buena conversación. señal dependiente de

contacto su señalización autocrina usted escribe una nota como recordatorio

¿Cómo llegan las moléculas señalizadoras a su lugar de acción?

IMPORTANTE

Los receptores de superficie o membrana celular están destinados a moléculas grandes e hidrófilas y representan la mas amplia mayoría.

Los receptores intracelulares están dirigidos a moléculas pequeñas hidrófobas ejemplo oxido nítrico, hormonas esteroides y tiroideas

¿Entonces cuales son los mecanismos del juego señalización celular? La activación y desactivación del sistema Los mecanismos de activación celular son :1. Transmisión2. Detección3. Transformación4. Amplificación de la señal.

¿Entonces cuales son los mecanismos del juego señalización celular? Los mecanismos de desactivación celular son :1. Adaptación 2. Integración3. Distribución4. TerminaciónLos efectos de cada señal se ajustan a las condiciones que prevalecen en el interior y en el exterior de la célula.Asegurando en todo momento su activación y desactivación controlada, así como su interconexión con el conjunto de señales que en cada momento recibe cada célula.

¿Que es mas importante la activación o la desactivaciónde las vías de señalización? Ambas. La desactivación de las vías de señalización

es tan importante como su activación. Cada componente activado de una vía de

señalización debe ser desactivado o eliminado después para que la vía vuelva a funcionar mas eficientemente.

¿Cuantas clases de receptores de superficie existen?

Tres: 1. acoplados a canales iónicos. 2. Acoplados a proteína G (GPCR) 3. Acoplados a enzimas

1. RECEPTORES ACOPLADOS A CANALES IÓNICOS.

Importante Transforman las señales químicas en señales eléctricas. Generando un potencial de membrana lo que da lugar al

impulso nervioso Por lo tanto , ¿de que tipo de células son características?a) Sistema nerviosob) Cel. Musculares

1. ACOPLADOS A CANALES IÓNICOS.

2. ACOPLADOS A PROTEÍNA G (GPCR)

Tienen una estructura similar Constituyen una super familia de proteínas

receptoras transmembrana como: Rodopsina Receptores olfativos. Emplean seronina treonina cinasas

2. ACOPLADOS A PROTEÍNA G (GPCR) (G protein-coupled receptors)

Los GPCR activan un tipo de proteínas de unión al GTP triméricas , llamadas Proteínas G.

Las proteínas G actúan como interruptores moleculares, de forma que un elemento externo puede acceder a los receptores , estimulándolos para desencadenar reacciones por parte de la célula.

transmiten la señal por un breve periódico y, luego, se desactivan.

Mecanismo : hidrólisis del GTP a GDP

Algunas proteínas G regulan directamente canales iónicos

Algunas proteínas G activan enzimas unidas a la membrana

Como: 1. Adenilato ciclasa → AMP cíclico → activar enzimas

y genes 2. Fosfolipasa C → Inositol trifosfato diacilglicerol Que en conjunto se conocen como: Pequeños mensajeros o Segundos mensajeros ¿ que función tienen los segundos mensajeros .

amplifican proteínas de señalización intracelular

La vía del Adenilato ciclasa → AMP cíclico puede activar: genes y enzimas

Adenilato ciclasa → AMP → proteincinasa: A) Glucogeno → glucosa → act. muscular B) Cel. Adiposas → triacilgiceroles → acidos

grasos → ATP

1. LA VIA DEL AMP CICLICO PUEDE ACTIVAR GENES Y ENZIMAS

Un ejemplo de integración. Estrés → glándula suprarrenal

→adrenalina → GPCR Adenilato ciclasa → AMP cíclico (PKA)→

proteincinasa: 1. Hígado → Glucógeno →Glucosa →

energía→Contracción muscular 2. Cel. Adiposas → triacilgliceroles

→Ac. Grasos →ATP

¡¡Recuerde este cuadro porque es importante!!

1. LA VIA DEL AMP CICLICO PUEDE ACTIBAR GENES Y ENZIMAS

Un ejemplo de integración. Estrés → glándula suprarrenal

→adrenalina → GPCR Adenilato ciclasa → AMP cíclico (PKA)→

proteincinasa: 1. Hígado → Glucógeno →Glucosa

→Comb. muscular 2. Cel. Adiposas → triacilgliceroles

→Ac. Grasos →ATP

2. LA VIA DEL FOSFOLIPIDO DE INOSITOL DESENCADENA UN AUMENTO DE Ca INTRACELULAR La Fosfolipasa C activa dos vías de señalización: 1. El inosito 1,4,5 trifosfato (Ip3)→ libera Ca 2. El diacilglicerol con el Ca → activa

Proteincinasa C (PKc) → fosforila proteínas intracelulares → propaga mas la señal.

Una señal de Ca desencadena muchos procesos biológicos.

Los efectos de Ca son indirectos porque son mediados por diversas clases de proteínas como la calmodulina.

Ejemplos de respuestas celulares mediadas por Fosfolipasa C

Molécula señalizadora

Vasopresina

Acetilcolina

Acetilcolina

Trombina

Tejido diana y respuesta principal. Hígado – degradación

del glucógeno

Páncreas – secreción de amilasa.

Musculo liso- contracción

Plaquetas - agregación

¿A que se debe la sorprendente velocidad sensibilidad y adaptabilidad de la señalización intracelular?

Al mecanismo de cascada o corriente abajo

1. LA VIA DEL AMP CICLICO PUEDE ACTIBAR GENES Y ENZIMAS

Un ejemplo de integración. Estrés → glándula suprarrenal

→adrenalina → GPCR Adenilato ciclasa → AMP cíclico (PKA)→

proteincinasa: 1. Hígado → Glucógeno →Glucosa

→Comb. muscular 2. Cel. Adiposas → triacilgliceroles

→Ac. Grasos →ATP

3. Receptores acoplados a enzimas Las respuestas pueden ser de dos tipos:1. LENTAS (MAYORIA):a) Crecimientob) Proliferaciónc) Diferenciaciónd) Supervivenciae) Migración celular: CA y anormalidades de

señalización.

3. Receptores acoplados a enzimas Las respuestas pueden ser de dos tipos: 2. RAPIDASa) Cambios de formab) movimiento

3. Receptores acoplados a enzimaspalabras clave

Resumen

Los sistemas de señalización son extraordinariamente complejos, asemejándose a complicadas redes o circuitos con múltiples elementos de intersección y control

Las vías de comunicación celular son sistemas en cascada, con una serie de etapas secuenciales, en las que cabe distinguir un proceso de detección de un mensajero(primer)por un receptor, seguida de un proceso de transducción o de transformación de esa señal extracelular en una intracelular.

Resumen

Por tanto, además de los procesos de: Detección Transformación Amplificación de la señal. Tienen que existir sistemas de: Terminación adaptación Integración Asegurando en todo momento su activación y desactivación

controlada, así como su interconexión con el conjunto de señales que en cada momento recibe cada célula.

Resumen

La diseminación de esas señales intracelulares (también denominadas segundos mensajeros) y su interacción con proteínas efectoras permite regular los procesos celulares básicos y las funciones fisiológicas integradas .

Por tanto, estos sistemas son un poderoso instrumento para modular las funciones del organismo. Estos sistemas, para ser eficaces, tienen que funcionar de forma transitoria y controlada.

Resumen

Cuando estos mecanismos de control sufren alguna alteración o funcionan mal, se producen situaciones patológicas . Por ello, estos sistemas pueden utilizarse también como diana de fármacos que modifiquen las funciones celulares o su comportamiento erróneo.

Desde el punto de vista estructural, los mensajeros pueden ser pequeñas sustancias químicas (adrenalina, glutamato), péptidos o proteínas muy complejas.

Resumen

Los receptores, que muy frecuentemente son proteínas situadas en la membrana de las células, actúan como detectores y ́decodificadores de la señal que porta el mensajero, transformándola en una señalintracelular o segundo mensajero.

Los segundos mensajeros, ya desdedentro de la célula, modifican la actividad, localización o interacciones entre proteínas celulares (controlando así el metabolismo o la función del citoesqueleto, por ejemplo) y también regulan la expresión génica, promoviendo una respuesta celular específica e integrada.

http://www.analesranf.com/index.php/mono/article/viewFile/571/588

Gracias