fisiología general clase 3
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SEÑALIZACIÓN INTRACELULAR
COMUNICACIÓN CELULAR
COMUNICACIÓN CELULAR: capacidad de todas las células de intercambiar información con el medio ambiente y con otras células.
FUNCION: adaptarse a los cambios y sobrevivir.
SISTEMAS DE COMUNICACIÓN: las células poseen sistemas de generación, transmisión, recepción y respuesta de señales.
Estas señales son Mensajeros Químicos que se unen a receptores de membrana para producir efectos fisiológicos.
Comunicación celular: Visión Profunda
75 trillones de células
Célula emisora del Mensaje►Señales son Químicas o Eléctricas►
Célula receptora (blanco o diana)
Donde se encuentra la Célula que recibe la señal?Que distancia debe recorrer el mensajero?
-1 Transferencia citoplásmica Directa: Gap-junctions
-2 A distancias cortas (local):autocrino/paracrino/yuxtacríno
-3 A distancias largas:
Via Hemática: Hormonas/NeurohormonasVia Nerviosa: Impulso Nervioso
(yuxtacrina)
Tipos de Comunicación: Comunicación local
yuxtacrinas
COMUNICACIÓN CELULAR Cortas Distancias
Paracrina: entre células cercanas sin sinapsis por acción de mensajeros químicos peptídicos (citoquinas, prostaglandinas, etc.).
Autocrina: célula consigo misma. Ej. Neurona presinaptica.
Yuxtacrina: por CONTACTO con otras células o con la matriz extracelular para inducir crecimiento o proliferación celular. Ej.: células de sistema inmunológico.
Inducción vía uniones gap
Inducción Paracrina
3. UNIONES COMUNICANTES
Llamadas uniones de intersticios , nexos o gap junction
Son regiones de comunicación intercelular
Están diseminadas en tejidos epiteliales y en todo el cuerpo, músculo cardíaco, liso y neuronas
Permiten el paso de sustancias entre células adyacentes
Están formadas por seis proteínas transmembranales: conexinas, agrupadas densamente formando los conexones: poros acuosos que se extienden hacia el espacio intercelular
Canales Citoplasmáticos
* Proteínas membranales
que conectan citoplasmas
entre células vecinas
Plasmodesmos
LIGANDOS
EN LECRECEPTORES
CELULARES
LIBERACION DE
MEDIADORES
INTRACELULARES
CAMBIOS EN
FUNCION CELULAR
Primeros
Mensajeros
Segundos
Mensajeros
Enzimas metabólicas
Proteínas motoras (contracción muscular)
Activación de genes
Proteínas de membrana
COMUNICACIÓN CELULAR
Activación del enzima que sintetiza el segundo mensajero
Segundo mensajero
Ligando (1er M)+Receptor L+R
▼
L+R ► Activa Enzima
(Síntesis de 2do Mensajero)
▼
Acción Biológica
Vías de Señalizaciónutilizadas por MENSAJEROS o LIGANDOS
1. Señales Autocrinas y Paracrinas
Difusión del mensajero localmente a células específicas,
Inmediatamente inactivado (Ej: Citocinas:Histamina, Prostalglandinas)
2. Hormonas:
El mensajero viaja por vía hematógena a larga distancia hasta
células especificas, para amplificación de la señal
Vías de Señalizaciónutilizadas por MENSAJEROS o LIGANDOS
3. Neurotransmisores:
neurotransmisor inactivado Inmediatamente
en la Hendidura Sinaptica (Ej: adrenalina)
4. Neurohormonas:
hormonas secretadas
por neuronas.
Ej: neuronas hipotalamicas
La misma señal química puede inducir
diferentes respuestas en diferentes células blanco
COMUNICACIÓN CELULAR: Receptores MEDIADORES QUIMICOS:
Con o sin unión a Receptor-Aminoácidos, Polipéptidos, Glicoproteínas, Lípidos
RECEPTORES:
-Proteínas celulares (membrana, citoplasma, núcleo).
Ionotropicos: abren o cierran canales iónicos.
Metabotropicos: Liberan mensajeros intracelulares. Segundos mensajeros Ej.: AMPc.
Características de un receptor Transductor biológico
Especificidad
Saturabilidad
Regulación:
En alta (UP Regulation)
Disminución del estimulo (Homona o NT)►Aumento del Nº de
receptores (Endocitocis) o su Sensibilidad
En baja (DOWN Regulatión):
Aumento del estimulo (Homona o NT) ►Disminución del Nº de
receptores (Exocitosis) o Tolerancia (Desensiblibilización)
Características de solubilidad de los Ligandos---uso de Receptores Intracelulares o Intranucleares
LigandosLipofílicos
Ligando Lipofóbico
Ej. Aminas
Proteínas
Péptidos
Glucopeptidos
Receptor nuclear
H. Tiroideas
Receptor Intracitoplasmático: H. esteroideas
Receptores de la célula blanco
Receptores de membrana
Transducción
• Inician las respuestas más rápidas.
• Actúan simultáneamente como receptor y canal.
• Convierten las señales químicas en eléctricas.
Receptores canales
Tipos de Canales
Receptores enzimas o relacionados con enzimas:
a) Receptores asociados a quinasas de tirosina:
No poseen dominio citosólico catalítico, al unirse con sus ligandos, activan quinasas membranosas asociadas.
b) Receptores quinasas de tirosina:
Forman agregados diméricos al unirse al ligando, lo que permite que se fosforilen mutuamente.
c) Receptores quinasas de serina/treonina:
Fosforilan residuos de Ser/Tre de péptidos citosólicos.
d) Receptores fosfatasas:
Remueve fosfatos de residuos de tirosina de proteínas citosólicas.
e) Receptores guanilato ciclasas:
Producen GMPc como segundo mensajero quien activa PCG
f) Receptores guanilato ciclasas:
Producen AMPc como segundo mensajero
Receptor con actividad enzimática: Tirocinocinasa
Dominio citosólico
con actividad enzimática
Algunos receptores se acoplan a PROTEINAS G
Son una familia de proteínas reguladoras con nucleótidos que se unen al GTP (Guanosintrifosfato).
Pueden ser: monomericas y heterotrimericas.
Monomericas: Ras-like, Rho-like, transporte vesicular, crecimiento y proliferacion celular.
Heterotrímericas: poseen tres subunidades (α, β y gamma).
GTP
Proteína G estimuladora (Gs)
ADENILCICLASA
MECANISMOS DE ACCION DE MENSAJEROS QUIMICOS
A través de Activación de Enzimas►producción de Segundos Mensajeros►Activación Proteincinasas
Activación de Fosfolipasa C: Proteínas Gq ►FOSFOLIPASA C► IP3 y DAG► Proteincinasa C
Fosfolipasa C ► Hidroliza el PIP2 (fosfatidilinositoldifosfato) ► IP3 y DAG
El IP3 aumenta la concentración intracelular de Ca++.(contracción)
El DAG activa la Proteincinasa C que estimula (proliferación celular).
Aumento o Disminución de AMPc: (Proteína Gs o Gi ► Adenilatociclasa ►AMPc)
ATP-- (activación de adenilciclasa)--► AMPc ► Proteincinasa A (Fosforilación)
Ligando + Receptor estimulador ► act. Gs = activación. Adenil
Ej: toxina del cólera, adrenalina, noradrenalina.
Ligando + Receptor inhibidor ► act. Gi = Inhibición Adenil
Ej: toxina pertussis, adenosina.
Aumento de GMPc: (Guanilatociclasa►GMPc ► Proteincinasa G)
Ej. Luz ► Rodopsina ► GMPc
Regula canales iónicos (oxido nitríco)
Activación de cinasa dependiente GMPc.
Receptor Acoplado a Proteína G
Proteina G Heterotrímetrica: ά, β, γ
1) Receptor acoplado a Proteína G inactiva + Ligando,
1) Subunidad (α) intercambia GDP por GTP y la Proteína G se activa.
3) Se separa subunidad alfa (α) de (β, γ) e induce efectos en la célula.
El dimero beta-gamma (β, γ) mantiene a la proteína G unida a la membrana.
Funciones:
-Síntesis o inhibición de la formación de AMPc (Segundo Mensajero)
-Regulan canales:
Ej. corazón:Adrenalina ►receptor B1►abre canal Ca++ ►taquicardia
Acetilcolina►receptores muscarinicos ►canal de K+►bradicardia
Adenilatociclasa
Proteínas GHeterotriméricas
ProteínasGs
Estimuladorasde la
Adenilciclasa
ProteínasGi
Inhibidorasde la
Adenilciclasa
ProteínasGq
Activa laFosfolipasa C
Receptor Acoplado a Proteína G
Existen varias subfamilias de las subunidades (α) de Proteínas G:
Gs (estimuladora adenilatociclasa), Ligando—Receptor acoplado a Proteína Gs-Activación de Adenilciclasa
PTH, h. tiroestimulante, vasopresina
Catecolaminas, prostalglandina E2
Gi (inhibitoria adenilatociclasa)Ligando– Receptor acoplado a Proteína Gi (subunidad α)-Inhibición de Adenilciclasa
Angiotensina II, Calcitonina, Somatostatina
Go (Activa canales iónicos)
Gq (G activa a Fosfolipasa C) Angiotensina II, calcitonina, Somatostatina,
PTH, h. tiroestimulante, vasopresina
Oxitocina, Calcio
Las Proteínas G están unidas a receptores en serpentina.
Ligando—Receptor acoplado a Proteína Gs
Fosfolipasa C
(Evaluación Continua)
Receptor acoplado a Prot. G:
regulando un canal iónico
EJ. Receptor Muscarinico Acetil-Colina(Ach)
Activación de la proteinaquinasa A
dependiente de AMPc
Amplificación
PROTEINCINASAS DEPENDIENTES DE
CALMODULINA
• Calmodulina: proteina fijadora de Ca++. Tiene 4 sitios de union al Ca++.
• Complejo Calcio-Calmodulina:
Activa a 5 proteincinasas dependientes de Calmodulina:
– Cinasa de cadena liviana de miosina: fosforila la miosina (contracción muscular).
– Fosforilasa-cinasa: activa la fosforilasa.
– Calmodulina-cinasa I y II: activan función sináptica.
– Calmodulina-cinasa III: interviene en síntesis proteica.
PROTEINCINASAS
1.- Fosforilan residuos de serina o treonina o ambas:
• Dependientes de Calmodulina:
– Cinasa de cadena liviana de miosina.
– Fosforilasa cinasa.
– Ca++/Calmodulina cinasa I
– Ca++/Calmodulina cinasa II.
– Ca++/Calmodulina cinasa III.
• Dependientes de Calcio-fosfolipidos:
– Proteincinasa C.
• Dependientes de Nucleótidos cíclicos:
– Cinasa dependiente de AMPc (Proteincinasa A).
– Cinasa dependiente de GMPc.
2.- Fosforilan Residuos de Tirosina:
• Receptores de insulina, FCE, M-CS con actividad de tirosincinasa.
Ca++
Ca++ 2H+
Ca++
CBP
[Ca++]i
10-7 M
Ca++
3Na+
Ca++
2H+
[Ca++]e
10-3 M
• Exocitosis
• Vesícula Intracelular fusionada con
membrana
• Requiere energía y Ca2+
• Ejemplos: secreción de moléculas
grandes lipofóbicas: Insulina
inserción receptor; deshechos
• AGRANDA LA MEMBRANA
Proteínas fijadoras de calcio:
Calmodulina t
Calpaina t
Troponina C t
Calcineurina b/t
Calbindina b
Parvalbúmina b
Calretinina b
T= disparadora de eventos
b= fijadora de calcio
MECANISMOS DE REGULACION
Se realiza por cambio en el número de receptores.
Regulación Decreciente: el aumento del ligando (neurotransmisores y hormonas) produce desensibilizacion con posterior disminución del numero de receptores. Ej.: endocitosis y reciclaje de receptores.
Regulación Creciente: la disminución de los mensajeros produce un aumento de los receptores.
Ej.: hipersensibilidad por denervacion.
HOMEOSTASIS
Es el conjunto de mecanismos fisiológicos y bioquímicos que tienen como objetivo restaurar el estado normal del medio interno una vez que se trastorna.
HOMEOSTASIS
Es el conjunto de mecanismos fisiológicos y bioquímicas que tienen como objetivo restaurar el estado normal del medio interno una vez que se trastorna.
SISTEMAS DE RETROALIMENTACION:
Negativos: Se activan para restablecer condiciones de equilibrio, una vez
reestablecido, los mecanismos de control se detienen. Son reversibles. Ej.: regulación de presión arterial, glicemia.
Positivos: Son irreversibles, progresivos y se autoperpetúan y autoamplían.
Son procesos en un solo sentido. Ej.: micción, parto.
Ritmos Biológicos
Es la recurrencia de cualquier fenómeno dentro de un sistema biológico a intervalos más o menos regulares.
Ejm:
Ritmos circadianos: aprox. 24 h
Ritmos circalunares: c/28 días
Ritmos ultradianos: >30m y <6h
En el hombre existen ritmos intrínsecos, autónomos. Ej.: latido cardiaco, respiración.
Si buscas resultados distintos, no hagas siempre lo mismo.
A. Einstein