T3. Comunicación celular. Parte 1..pptx

Tema 3: Elementos principales de la comunicación celular. Parte 1. Interacciones celulares ● https://www.youtube.com/watch?v=pVWQm-GYK_Y&t=207s ● Para que se produzca la comunicación celular, aunque no es necesario siempre el contacto entre las células, es importante conocer cómo las células están...

Tema 3: Elementos principales de la comunicación celular. Parte 1. Interacciones celulares ● https://www.youtube.com/watch?v=pVWQm-GYK_Y&t=207s ● Para que se produzca la comunicación celular, aunque no es necesario siempre el contacto entre las células, es importante conocer cómo las células están unidas dentro de un tejido. ● En ocasiones, estas uniones van a conformar un punto de paso de información de una célula a otra, o a una célula desde su entorno y finalmente, condicionará las interacciones celulares. ● Estas interacciones célula-célula, al igual que entre las células y la matriz extracelular son críticas para los organismos pluricelulares. Interacciones célula-célula ● Pueden ser transitorias, como la interacción entre células del sistema inmune o estables, que desempeñan un papel clave en la organización de los tejidos. Además de ser responsables de la adhesión celular, algunas uniones proporcionan a la célula un rápido medio de comunicación. ● Uniones adhesivas: Proceso selectivo donde las células se adhieren solo a otros tipos de células específicos. ○ Mediada por proteínas transmembrana denominadas moléculas de adhesión celular, las cuales pueden ser divididas en: ■ Selectinas, integrinas, superfamilia de las inmunoglobulinas y cadherinas. Interacciones célula-célula: Uniones adhesivas ● Las selectinas median en interacciones transitorias entre leucocitos, células endoteliales o plaquetas. ○ Ej: Leucocitos-epitelio mediante el reconocimiento de un carbohidrato en su superficie celular. ● Las integrinas interactúan posteriormente con las moléculas de adhesión intercelular o ICAM (superfamilia de las inmunoglobulinas), para estabilizar la unión leucocitos-epitelio. Forman uniones estables entre las células y la matriz extracelular. Interacciones célula-célula: Uniones adhesivas ● Las cadherinas son las principales responsables del mantenimiento de las uniones estables entre células en los tejidos asociando citoesqueletos de células adyacentes. Son responsables de: ○ Uniones adherentes: Las cadherinas se unen a los filamentos de actina. En este tipo de uniones también aparece la nectina. Uniones muy importantes en el desarrollo embrionario. ○ Desmosomas: Las cadherinas se unen a los filamentos intermedios. Su función es aumentar la cohesión entre células vecinas. Interacciones célula-célula: Uniones estrechas ● Sellan el espacio intercelular, críticamente importantes para la función de las láminas de células epiteliales como barrera entre compartimentos fluidos y que separan el dominio apical y basolateral de membrana plasmática. Constituidos por la unión de proteínas transmembrana. ● Sellos muy efectivos del espacio extracelular, pero su fuerza de adhesión entre células es mínima, por tanto, generalmente se asocian con uniones adherentes y desmosomas para formar un complejo de unión. ● Forman una red de hebras proteicas que forman un “cinturón” Interacciones célula-célula: Uniones tipo gap o de hendidura ● Las actividades de las células individuales en organismos multicelulares están coordinadas, esto se puede conseguir de diversas maneras (liberación de moléculas señalizadoras o mediante conexión directa). ● Las uniones tipo gap otorgan conexión directa entre los citoplasmas de células adyacentes. Son canales regulados que atraviesan la membrana plasmática y al abrirse, permiten el paso de iones y moléculas de pequeño tamaño. Están construidas sobre proteínas transmembrana de la familia de las conexinas. ● Estas uniones acoplan tanto las actividades metabólicas como las respuestas eléctricas de las células que conectan. Muchas células de tejidos animales poseen estas uniones. ○ Ej: En células eléctricas como el músculo cardíaco, las uniones tipo gap permiten el paso directo de iones, lo que acopla y sincroniza la contracción de Comunicación celular ● Por comunicación celular, se entiende la capacidad de transmitir información (estímulos) de unas células a otras, esta puede ser enviada por diferentes vías. https://www.youtube.com/watch?v=5MoIg5lWLXA ● La transmisión de estos estímulos se realiza mediante señales que les indican cómo proceder, por ejemplo, para liberar una secreción ante un estímulo nervioso u hormonal. Estas señales se transmiten mediante moléculas de señalización y actúan como ligandos para las células diana, que poseen receptores para ellas e inician la respuesta. ● Las moléculas señalizadoras y sus receptores son variados, pero los principales son: ○ La señalización célula-célula, las hormonas esteroideas y sus receptores, el óxido nítrico y monóxido de carbono, los Señalización célula-célula ● Dentro de la variedad de moléculas señalizadoras existen diferencias en su modo de acción: algunas sólo actúan entre células vecinas, otras viajan por todo el organismo; unas atraviesan la membrana plasmática, etc... aunque la mayoría se une a receptores expresados en superficie. https://www.youtube.com/watch?v=FQFBygnIONU ● Tipos de señalización célula-célula: ○ Por contacto directo: El contacto célula-célula o célula-matriz es crítico en la regulación del comportamiento de tejidos animales. Por ejemplo, las integrinas y cadherinas funcionan como moléculas señalizadoras de unión y regulan la proliferación y supervivencia celular en respuesta al contacto  Papel fundamental en desarrollo embrionario y mantenimiento de tejido en adultos. ○ Mediante secreción de moléculas señalizadoras: Se divide según la distancia recorrida por dichas moléculas. Secreción moléculas señalizadoras ● En la señalización endocrina, las moléculas señalizadoras (hormonas) son secretadas por cél. endocrinas especializadas y se transportan por la circulación hasta células diana en lugares alejados del organismo. Ej: Estrógeno sintetizado en ovario que estimula el desarrollo de caracteres secundarios. ● Por su parte en la señalización paracrina, la molécula liberada actúa sobre las células vecinas. Ej: Acción de neurotransmisores en la sinapsis. ● Algunas células pueden responder a señales producidas por ellas mismas, siendo un ejemplo de señalización autocrina la respuesta del sistema inmune frente a antígenos extraños. Hormonas esteroideas y receptores ● Actúan mediante la unión a receptores en la célula diana, pero son un ejemplo de receptores formados por proteínas intracelulares localizados en el citosol o núcleo. ● Las hormonas esteroideas son capaces de atravesar la membrana por difusión por su carácter hidrofóbico, aunque es facilitado por proteínas transportadoras. ● Dentro de la célula, se unen a receptores intracelulares expresados por las células sensibles a hormonas. Estos son proteínas de la superfamilia de receptores de esteroides y son factores de transcripción con dominios similares implicados en la unión al ligando, en la unión al DNA y en la activación de la transcripción. ○ La unión al ligando regula su función como activador o represor de los genes diana. Por ello las hormonas esteroideas son reguladores directos de la Hormonas esteroideas y receptores ● Las hormonas esteroideas son: ○ Testosterona, estrógeno y progesterona, son esteroides sexuales (gónadas). ○ Corticosteroides, sintetizados en glándula suprarrenal, incluye glucocorticoides y mineralocorticoides. ○ La hormona tiroidea, vitamina D3 y ácido retinoico, son estructural y funcionalmente diferentes, pero comparten mecanismo de acción. ○ Ejemplo de mecanismos de acción (glucocorticoide y hormona tiroidea): Óxido nítrico y monóxido de carbono ● El gas NO (óxido nítrico) es una molécula señalizadora paracrina fundamental en sistema nervioso (SN), inmune y circulatorio. Es capaz de difundir por la membrana pero NO regula transcripción, su mecanismo de acción es mediante la alteración de la actividad de enzimas intracelulares. ● Se sintetiza a partir de arginina por la óxido nítrico sintasa. La diana principal es la guanilil ciclasa, enzima que estimula la síntesis del segundo mensajero GMPcíclico. ● Un ejemplo claro de su acción es la dilatación de vasos sanguíneos, mediante su síntesis en células endoteliales, que difunde hasta células musculares lisas vecinas que provocarán la vasodilatación. ● El gas CO (monóxido de carbono) también funciona como molécula señalizadora del SN. Está relacionado con el NO, y actúa tanto de neurotransmisor como de mediador en la vasodilatación. Neurotransmisores ● Llevan señales entre neuronas, o entre neuronas a células diana. Son moléculas pequeñas, hidrofílicas que incluyen: acetilcolina, glicina, glutamato, dopamina, epinefrina (adrenalina), norepinefrina, serotonina, histamina y ácido gamma-aminobutírico (GABA). ● Algunos también actúan como hormonas (adrenalina). ● Se liberan al espacio sináptico al llegar un potencial de acción al terminal de la neurona y se unen a los receptores de superficie de la cél. diana, NO atraviesan membrana. Muchos receptores son canales iónicos regulados por ligando, que se abren al unirse el neurotransmisor y permite el flujo de iones en la célula diana. ● Otros receptores están acoplados a proteínas G, que actúan regulando canales iónicos. Hormonas peptídicas y factores de crecimiento ● Moléculas señalizadoras más diversas, desde varios hasta más de 100 péptidos. Incluyen hormonas peptídicas, neuropéptidos y factores de crecimiento polipeptídicos. No pueden atravesar membrana. ● Algunas neuronas secretan neuropéptidos como encefalinas o endorfinas, que además de como neurotransmisores actúan como neurohormonas que actúan en células lejanas. Estas 2 se unen a superficie de las células cerebrales (mismos receptores que morfina) provocando efecto analgésico. ● Los factores del crecimiento controlan crecimiento y diferenciación celular. Por ejemplo, el factor de crecimiento nervioso (NGF), es una neurotrofina que regula el desarrollo y supervivencia de neuronas. Otros ejemplos son EGF (factor de crecimiento epidérmico) o PDGF (factor de crecimiento derivado de las plaquetas). Hormonas peptídicas y factores de crecimiento ● Un gran grupo de factores de crecimiento, denominadas citocinas regulan el desarrollo y diferenciación de células sanguíneas y están implicadas en la respuesta inmune. ○ Dentro de estas citocinas, existen varios grupos: ■ Factores de crecimiento (sentido estricto), factores estimuladores de colonias de células sanguíneas, factores de necrosis tumoral, interferones, quimiocinas e interleuquinas. Hormonas peptídicas y factores de crecimiento Factores de crecimiento y otras citocinas: Eicosanoides ● Lípidos señalizadores que actúan mediante unión a receptores de la superficie celular: prostaglandinas, prostaciclina, tromboxanos y leucotrienos. ● Se hidrolizan rápidamente, por lo que actúan de manera local en vías de señalización autocrinas o paracrinas, estimulando respuestas como agregación plaquetaria, inflamación o contracción del músculo liso. ● Todos se sintetizan a partir del ácido araquidónico. La enzima COX (ciclooxigenasa) es la diana de la aspirina y otros AINES (antiinflamatorios no esteroideos), que al inhibir la síntesis de prostaglandinas reduce la inflamación y el dolor y de tromboxanos reduciendo la agregación plaquetaria y