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Señalización Celular: Cómo se comunican las células
- 1. OBJETO DE ESTUDIOVII SEÑALIZACIÓN CELULAR
- 2. Generalidades Permite: • Regulación dela fisiología celular • Funcionamiento coordinado de tejidos Señales de distinta cercanía y naturaleza (secreción de moléculas): • Neurotransmisores • Hormonas • Factores de crecimiento • Citoquinas • Gases
- 3. COMUNICACION CELULAR: Contacto directo o yuxtacrinaNeurotransmisor Paracrina Hormonal o Endocrina Autocrina TIPOS DE SEÑALIZACIÓN
- 4. SEÑALIZACIÓN CELULAR POR CONTACTODIRECTOO YUXTACRINA
- 5. CONTACTO DIRECTO • Noexiste secreción de moléculas – contacto físico • Anoikis- muerte celular • Contacto directo entre célula-célula • Mecanismo de llave-cerradura: • Comunicación de una célula con célula vecina • Célula-sustrato (adhesión celular) • Moléculas de adhesión celular (CAM, cell adhesion molecules) Comprenden 4 diferentes tipos principalmente: • Receptores de la familia de integrinas • Receptores de la superfamilia de inmunoglobulinas • Receptores de la familia de las selectinas • Receptores de la familia de las cadherinas
- 6. RESPUESTA DE SEÑALIZACION EXTRACELULAR •Receptores de membrana o intracelulares (señales hidrófobas) 1. Unión al receptor 2. Señalización de respuesta, activación de moléculas de señalización 3. Activación de genes de respuesta 4. Transcripción de genes 5. Traducción de la respuesta No todas las señales activan la traducción de genes, otras solo activan proteínas citoplasmáticas
- 7. TRANSMISIÓN DE SEÑAL Cascada deseñales • Activación de factores intracelulares • Transmisión de señales intracelulares desde el receptor de membrana hasta el núcleo • Sin alguna señal el sistema permanece inactivo Algunos factores pueden llegara desactivar la cascada de señalización • Este proceso es necesario para mitigar una hiperactividad celular • Endocitosis de receptores • Bloqueo por proteínas
- 8. Activación/inactivación de cascada deseñal Algunos de estos procesos son mediados por: • Proteínas quinasas • Participación de fosfatasas • Fosforilación de proteínas, fosfoproteínas (Tyr, Ser, Thr e His) • Fosfoproteinas fosfatasa (PPP) • Caseina • Vitelina • Unión de proteínas a los nucleótidos GTP/GDP • Participación de proteínas GEF y GAP
- 9. SEÑALIZACIÓN Y RESPUESTAS • Integraciónde múltiples señales • Dependiendo las señales pueden dar lugar a múltiples respuestas • Una misma molécula señalizadora puede causar respuestas distintas • Dependiendo la naturaleza de la célula • Ej. Acetilcolina • Células cardiacas – Regula el ritmo cardiaco • Células musculares – Regula la contracción • Células epiteliales – Regula la secreción de saliva
- 10. SEÑALIZACIÓN CELULAR MEDIADOS PORSECRECION DE MOLECULAS
- 11. FACTORES DE CRECIMIENTO •Secuencia polipeptídica que estimulan actividades celulares: • Proliferación e inhibición • Diferenciación • Crecimiento • Cicatrización • Algunos de estos factores son sobre expresados por células cancerígenas • Favoreciéndose entonces una proliferación anormalmente aumentada. • Ej. Células tumorales epiteliales EGF y VEGF
- 12. FACTOR NOMBRE COMPLETOEFECTO EGF Factor de crecimiento epidérmico Estimula la proliferación de células epiteliales FGF Factores de crecimiento de los fibroblastos Favorecen el crecimiento de los fibroblastos, células endoteliales y otros tipos celulares derivados del mesodermo IGF-1 Factor de crecimiento semejante a la insulina tipo 1 Estimula la proliferación de numerosos tipos celulares derivados de las tres capas embrionarias PDFG Factor de crecimiento derivado de las plaquetas Estimula la proliferación de células musculares lisas y endoteliales, fibroblastos, etc. TGF-α Factor de crecimiento transformante α Efecto similar al EGF. Actúa a través del receptor de EGF TGF-β Factor de crecimiento transformante β Estimula la proliferación de células derivadas del mesodermo, como las células del estroma de los tejidos. Inhibe la proliferación de células epiteliales y neuroectodérmicas VEGF Factor de crecimiento del endotelio vascular Estimula la proliferación de las células endoteliales de los vasos
- 13. SEÑALIZACION POR GASES:OXIDO NITRICO (NO) • R. Furchgott, L. Ignarro y F. Murad • Demostraron la actividad de NO en señalización • El NO se forma del aminoácido arginina • Participación de enzimas, las sintasas de NO (óxido nítrico sintasa) • Interviene O2 y NADPH • Participa en procesos señalizadores • sistema nervioso • Sistema inmunitario • Sistema cardiovascular
- 14. NO EN SISTEMA CARDIOVASCULAR •La señal de la acetilcolina en las células endoteliales provoca la liberación del NO • EL NO es reconocido por el guanilato ciclasa • A partir de esta unión se genera GMP a partir de GTP • GMP acción en célula muscular • Promueve la relajación de tejido y vasodilatación
- 15. FARMACOLOGIA Gracias al efectovasodilatador del NO • Uso de parches de nitroglicerina • Pacientes con colesterol alto • Prevención de infarto de miocardio • Medicamentos para tratamiento de disfunción eréctil Sulfato de sildenafilo (Viagra) • Aumenta el efecto del NO • Aumento de niveles de GMP
- 16. SEÑALIZACIÓN POR CITOQUINAS Ocurre encélulas del sistema inmunitario (macrófagos, leucocitos, neutrófilos, monocitos y linfocitos) • Participan en la respuesta inflamatoria y en la quimiotaxis (movimiento) • Modo de acción autocrino o paracrino Su Función: • Activación y proliferación de células del s. inmunitario. • Participación en los procesos inflamatorios • Control de la hematopoyesis (formación de células sanguíneas) en la médula ósea. • Inducción de la curación de heridas.
- 17. CITOQUINA NOMBRE COMPLETOEFECTO IL-1 Interleuquina 1 Proliferación de linfocitos T y B. Inducción de fiebre. Estimulación de moléculas de adhesión a linfocitos T en células endoteliales. IL-2 Interleuquina 2 Estimulación de la proliferación de linfocitos T y B INF-1α Interferón 1α Actividad antivírica y proangiogénica. Activación de células NK INF-γ Interferón γ Actividad antivírica y activación de las células NK. Favorece la síntesis de IgG TNF-α Factor de necrosis tumoral α Efecto proinflamatorio. Activación de neutrófilos, macrófagos y eosinófilos. Citotoxicidad tumoral. Inducción de fiebre.
- 18. SEÑALIZACIÓN MEDIANTE EICOSANOIDES •Actúan en señalización local (autocrina y paracrina) • Se sintetizan a partir de ácido araquidónico • Naturaleza lipídica, reconocimiento extracelular • Participan en: • Regulación del tono vascular y bronquial • Inflamación • Dolor • Agregación plaquetaria • Contracción muscular. • Pueden ser inhibidos por algunos fármacos • Corticoides, ac. acetilsalicílico, anticoagulantes, antialergénicos, etc.
- 19. PROSTAGLANDINAS • Debe sunombre a la glándula prostática • Son sintetizadas a partir de la ciclooxigenasa • COX-1 • COX-2 • Destacan la PGE2, PGF2α y PGI2 • Participan en: • Vasodilatación • Coagulación • Diuresis renal • Broncodilatación • Secreción de mucosa y bicarbonato • Termoregulador (cerebro)
- 20. TROMBOXANOS (TX) • Sintetizadosa partir tromboxano sintetasa (TX sintetasa) • Predomina en las plaquetas • Principal acción: • Vasoconstricción • Coagulación • Inhibidos por anticoagulantes
- 21. LEUCOTRIENOS (LT) • Sonabundantes en leucocitos • Sintetizados a partir de lipooxigenasas (LOX) • Participan en: • Vasodilatación • Procesos inflamatorios • Procesos de hipersensibilidad (alergias)
- 22. NEUROTRANSMISORES • Moléculas pequeñashidrófilas Estas son algunos ejemplos de neurotransmisores: • Acetilcolina • Dopamina • Adrenalina (epinefrina) • Serotonina • Su transporte es mediado por vesículas
- 23. SEÑALIZACION HORMONAL Hormonas peptídicas(hidrosolubles) • Actúan sobre receptores de membrana • Hormona del crecimiento (GH) • Adrenalina • Hormona folicoestimulante (FSH) Hormonas liposolubles (esteroideas) • Receptores intracelulares • Hormonas sexuales, testosterona y progesterona • Cortisol • Aldosterona • Vitamina D • Acido retinoico • Hormonas tiroideas • Sitio de acción a distancia, tienen un efecto potenciado • Se producen en muy bajas concentraciones
- 24. NOMBRE ÓRGANO DEORIGEN EFECTO Hormonas peptídicas Hormona de crecimiento Hipófisis Promoción del crecimiento de los órganos Insulina Pancreas Absorción de glucosa por las células Foliculoestimulante Hipófisis Desarrollo gonadal Prolactina Hipófisis Estimulacion de la producción de leche Hormonas Liposolubles Testosterona Testículo Mantenimiento de los caracteres masculinos Estradiol Ovario Mantenimiento de los caracteres femeninos Cortisol Corteza suprarrenal Efectos metabólicos y antiinflamatorios Hormona Tiroidea Tiroides Mantenimiento del metabolismo
- 25.
- 26. RECEPTORES INRACELULARES • Receptoresde señales lipídicas • El receptor se transloca al interior del núcleo y se une a regiones específicas del ADN para activar genes Ej. Acción de la testosterona para activación de genes • Juega un papel importante en órganos andrógeno- dependientes, involución de estos • Regulación del crecimiento en órgano sexual • Regulación de la grasa corporal y masa muscular • Libido • Cáncer y tumoración benigna, regulador de crecimiento tumoral andrógeno-dependientes • Bloqueo androgénico
- 27. EXTRACELULARES O DE MEMBRANA •Reconocimiento de moléculas o señales principalmente hidrofílicas • Se encuentran principalmente receptores de tipo: • Asociados a proteínas de canal • Asociados a proteínas G • Enzimático o catalíticos
- 28. RECEPTORES ASOCIADOS A PROTEINASDE CANAL • Las señales permiten la apertura de canales para el ingreso o liberación de moléculas • Sinapsis neuronal • Receptores de acetilcolina • Promueven un nuevo potencial de acción en célula postsináptica (entrada de Ca2+)
- 29. RECEPTORES ASOCIADOS A PROTEINASG • Estructura proteica de paso múltiple en membrana (7 pasos) • Actúan en señales de tipo hormonal, neurotransmisores o mediadores locales • Proteínas asociadas a nucleótidos de guanina, GTP- GDP • Proteínas G especificas poseen varios dominios (trímero proteico, α, β y γ) • Sirven de mediadores entre el receptor y una enzima de membrana o canal iónico
- 30. PROCESO DE SEÑALIZACIÓN • Receptorde membrana, que se une al ligando • Cambio conformacional • Proteína G, acopladora • Intercambio GDP-GTP • Interacción con Adenilato ciclasa • Liberación de AMPc y ATP
- 31. PROCESO DE SEÑALIZACIÓN •Inactivation del complejo G • Liberación de P (GDP), union de las subunidades • Vuelve al estado basal • Proteína transportadora (proteína quinasa A, PKA) recoge la señal acoplada AMPc • Fosfodiesterasa del AMPc, inhibe el exceso de AMPc una vez generada una respuesta • PKA activa es transportada hacia el interior del núcleo y promueve la fosforilación • Activación de genes de respuesta • Efectos adversos en inhibición de la activación del complejo G • Vibrio cholerae - enterositos • Bordetella pertussis - sistema respiratorio
- 32. Señalización por enzima fosfolipasaC-β • Union de la proteína G a enzima fosfolipasa C-β • Fragmentacion del fosfatidilinositol-4,5- bifosfato (PIP2). Dos rutas de señalización • Inositol trifosfato IP3 • Promueve la liberación de Ca • Diacilglicerol (DAG) • Liberación de ácido araquidónico • Activación de PKC, fosforilacion de proteínas • Regulación de diferenciación, crecimiento
- 33. Ca COMO SEÑALIZADOR Puedeinteractuar con diversas proteínas para su activación o bien como molécula señalizadora para apertura de canales (canales de rianodina en REL, Ca) • Expresión genética, complejo Ca+2-calmodulina • Exocitosis, secreción de vesículas • Contracción muscular • Neurotransmisión (canales de rianodina en REL, Ca) • Control del citoesqueleto • Movimiento • Proliferación celular y diferenciación (células Oseas) • Fecundación, liberación de gránulos corticales (bloqueo de la polispermia)
- 34. Ca COMO SEÑALIZADOR • Efectode Ca en la fecundación • Liberación de gránulos corticales (Enzimas y carbohidratos) • Cambio estructural, origen del bloqueo de la polispermia
- 35. SEÑALIZACIÓN POR GUANILATO CICLASA •Activación de la proteína guanilato ciclasa • Obtención de GMPc • GMPc actúa como señalizador en • Procesos de señalización intracelular mediados por el NO. Promueve la relajación de tejido y vasodilatación • Promueve la bradicardia, complejo βγ y la apertura de canales de K • Señalizador durante la visión (fosfodiesterasa inhibidor) • Receptor extracelular dependiente de proteína g (rodopsina)