III.Señalización entre las células, segundos mensajeros y vías de transducción de señales

III.1 SEÑALIZACION PARACRINA, SINAPTICA Y ENDOCRINA

·        Señalización endocrina

Las células endocrinas especializadas secretan hormonas en los liquidos del cuerpo, con frecuencia en la sangre. Las hormonas pueden alcanzar prácticamente todas la células del cuerpo.

La molécula de señalización u hormona es producida por una glándula y vertida a la sangre por donde viaja hasta alcanzar ciertas células distantes de su lugar de origen sobre las que ejerce su acción.

·        Señalización paracrina

Una celula secretora actua sobre las células diana cercana descargando moléculas de un regulador local, por ejemplo un factor de crecimiento, al liquido extracelular.

Caracterizada porque el mediador difunde durante una corta distancia y ejerce su acción sobre células vecinas. Como variante de ésta, en la señalización autocrina la molécula de señalización ejerce su acción sobre la misma célula que lo produce. Muchos factores de crecimiento actúan de esta ma

·        Señalización Sináptica

Una celula nerviosa libera moléculas neurotransmisoras a una sinapsis y estimula a la celula diana. El mediador o neurotransmisor se sintetiza en los terminales axónicos de las células nerviosas, es secretado en la conexión sináptica y ejerce su acción sobre células vecinas (otra célula nerviosa, célula muscular …etc.).

  II.2 RECEPTORES ACOPLADOS A CANALES IONICOS

Los receptores de varios neurotransmisores forman canales regulados por agonistas y con selectividad iónica en la membrana plasmática, que se han denominado canales iónicos, para la entrada de ligando que emiten sus señales al modificar el potencial de membrana celular o la composición iónica estos incluyen el receptor colinérgico nicotínico; el acido γ aminobutírico y los receptores de glutamato, aspartato y glicina. 

Este tipo de receptor cuenta con un canal cuya apertura o cierre se asocia con la interacción de un ligando con un receptor situado en la membrana celular, producen despolarizaciones (génesis de potenciales de respuesta excitatorios) o hiperpolarizaciones (génesis de potenciales de respuesta inhibitorios) se distinguen dos tipos: a) Canales iónicos en los que el receptor forma parte de una misma proteína, en cual el dominio receptor se encuentra situado en la porción extracelular de la molécula, en un lugar de fácil acceso para el ligando y; b) Canales iónicos en los que el receptor y el canal forman parte de proteínas diferentes. 

Los receptores que poseen un canal en su molécula cuya activación abre o cierra el canal muestran algunas características comunes independientemente del ligando que lo activa y del ion por el cual esta especializado. Son proteínas grandes compuestas por cuatro ó cinco subunidades que se ensamblan organizadamente dentro de una membrana, sin embargo son muy heterogéneas aunque pueden presentar cierta homología; están presentes en forma única (homomérica). Los canales activados por un mismo ligando y asociados a un ion forman combinaciones de subunidades distintas  en diversos sitios del organismo lo que origina gran diversidad de miembros de las familias de los receptores. 

Cada una de las subunidades es una proteína independiente de longitud diversa, pero tienen en común sus dos extremos – N y – C son extracelulares entre ambos se dispone de una cadena de aminoácidos que da lugar a cuatro segmentos transmembrana (M1 - M4), de los cuales el segmento M2 forma parte de la pared del canal. Algunas proteínas subunidades puede ser fosforiladas y así se modificara la funcionalidad del canal. 

La relación existente entre la activación del receptor y la apertura del canal produce una latencia muy corta entre ambas del mismo modo la disociación del ligando de su recetor provoca el cierre inmediato del canal, por lo que sirven para emitir señales que exigen una rápida respuesta sobre todo en sistema nervioso. Cabe destacar que como medio de protección en cuanto a intensidad de respuesta cuando permanecen expuestos de forma continua a su ligando se generara un proceso denominado desensibilización.  

 
III.3 RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEÍNAS G 

Los receptores acoplados a proteínas G o GPCRs constituyen una familia de receptores sobre la superficie celular, se encuentra mas de mil miembros, aproximadamente el 2% (entre 800) de los genes presentes en el genoma de mamíferos codifican para estos tipos de receptores.

Estos receptores celulares median respuestas a su interacción con diversas moléculas de señalización como

·        Neurotransmisores,

·        Neuropéptidos,

·        Hormonas,

·        Péptidos

·        Vasoactivos

·        Aromatizantes

·        Saborizantes

·        Glucoproteínas

·        Otros mediadores locales.  

En contraste a la diversidad química de sus ligandos la mayoría de los receptores de esta clase tienen una estructura similar.

Su estructura consiste en una cadena polipeptídica  simple con siete segmentos α-hélice transmembranales que tienen una estructura tridimensional común (TM I-VII), estos dominios están unidos entre si por asas polipeptídicas tres intracelulares (i1-i3), el asa larga compuesta básicamente de aminoácidos hidrofílicos entre las hélices 5 y 6 (asa i3) que es el sitio de interacción o acoplamiento a proteína G, y tres asas extracelulares (e1-e3) una cuarta asa citoplasmática puede formarse cuando el segmento C- terminal se une a la membrana por atracción lipídica a la cadena de aminoácidos (palmitoilación)  , un segmento N-terminal glucosilado extracelular, el segmento C-terminal a nivel citoplasmático.

III. 4 Receptores asociados a enzimas.

Los receptores acoplados a enzimas más importantes son:I. Receptores con actividad tirosina - quinasa. Receptores con actividad guanilato – ciclasa.Características:

• Efectos: lentos y largos (dependiendo de la actividad enzimática o transcripción)

• Procesos: activación o inhibición de la expresión génica, división celular, diferenciación celular y apoptosis (muerte celular, regulada genéticamente). Estos procesos tienen afectos en la regulación del metabolismo, ejemplo : receptor de insulina

  ·      RECEPTORES CON ACTIVIDAD TIROSINA – QUINASA (RTK)

Estos receptores desempeñan un papel crucial en el control de procesos básicos como proliferación, migración, metabolismo, diferenciación y supervivencia celular, así como en la regulación de la comunicación intracelular durante el proceso de desarrollo.

 Estructura.

Dentro de su estructura podemos definir una serie de dominios:

• Dominio extracelular de unión al ligando.

• Dominio transmembrana.

• Dominio intracelular o citoplasmático que contiene un dominio proteína tirosina quinasa.

·      RECEPTORES CON ACTIVIDAD GUANILATO – CICLASA (GMPc)

Este tipo de receptores atraviesa la membrana y consta de 2 dominios:

1. Dominio extracelular →sitio de unión al ligando

2. Dominio intracelular → donde se localiza la enzima

El receptor se tiene que unir al ligando para que se produzca un acercamiento entre dos receptores, sedimericen y así se active la enzima.

 Estas enzimas también contienen un tercer dominio, que es denominado como dominio de proteína quinasa basado en su homología estructural a las proteínas quinasas

• Las formas solubles de guanil ciclasa están asociadas con el óxido nítrico. Estas enzimas son homólogas a los dominios catalíticos de las formas de unión de membranas de la guanil ciclasa.

• Su activación mediante un estímulo externo provoca una cascada de reacciones enzimáticas interna que facilita la adaptación de la célula a su entorno, por mediación de segundos mensajeros.