Tema 16. Señalización celular I.
1.Organismos pluricelulares y homeostasis.2.Sistema endocrino. Hormonas3. El sistema nervioso.
3.1. Estructura de una neurona.3.2. Transmisión sináptica: tipos de
sinapsis. Funcionamiento de la sinapsis.3.3. Neurotransmisores.
Los seres vivos necesitamos unas condiciones estables
para poder funcionar correctamente
Equilibrio del medio interno
=
Homeostasis
Diferenciación celular: Organismos pluricelulares.
Las células de un organismo pluricelular como nosotros, se han especializado en la realización de diferentes funciones, con lo
cual estas funciones son más perfectas
El funcionamiento de todo el organismo tiene que estar coordinado para que se pueda mantener
la homeostasis.
Los organismos PLURICELULARES poseen tres sistemas para mantener la HOMEOSTASIS :
InmuneNervioso Endocrino
Señalizadores químicos
Sistema Endocrino Hormonas
Interaccionan con receptores específicos
Sistema NerviosoNeurotransmisores
Neuromoduladores
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Sistemas sensoriales
S.N.C.
Sistemas efectores
CONDUCTA
HORMONAS
Pequeñas cantidades de hormonas pueden modificar:• El humor• La agresividad• La sumisión• Nuestra conducta reproductora• El desarrollo de nuestro sistema nervioso• El aprendizaje• ETC…
Células encargadas de la comunicación en los organismos pluricelulares.
En el sistema nervioso 1.Neuronas 2. Células de la glía
En el sistema endocrino 1. Neuronas2. Células glandulares
Células preparadas para recibir, procesar y enviar información
Según su naturaleza química se distinguen tres tipos de hormonas
Peptídicas
Derivadas de aminoácidos
Esteroideas
SexualesCorteza adrenalMédula adrenal (catecolaminas)
TiroidesMelatonina
La mayoría
2. Sistema endocrino. Hormonas
Peptídicas y catecolaminas
Derivadas del colesterol y tiroideas
Las hormonas se sintetizan en las células endocrinas.
Se almacenan dentro de vesículas y se liberan cuando
la glándula es estimulada.
Receptores de
membrana
Se sintetizan cuando la glándula es estimulada y se
liberan inmediatamente
Receptores intracelulares
Si la hormona es esteroidea odel tiroides, tiene los receptores en el interior de la célula.
Si la hormona es peptídica o catecolaminérgica, tiene los
receptores en la cara externa de la membrana
celular.
Ejemplo: Receptores hormonales
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GlándulaPineal
Glándulas endocrinas
Hipófisis
Corteza adrenal
Médula adrenal
El sistema nervioso es la estructura responsable de nuestra conciencia, nuestros pensamientos, memoria…
Para poder realizar estas funciones tan complejas, el sistema nervioso está
dotado de unas células especializadas, estructural y funcionalmente: neuronas y
células de la glía.
3. EL SISTEMA NERVIOSO.
Soma a cuerpo neuronal
DendritasAxón
Vainas de mielina
Botón terminal
Axón
. 3.1. Estructura de una neurona Soma o cuerpo de la neurona
• En él se encuentra el núcleo, el citoesqueleto y el resto de los orgánulos.
• Una neurona madura pierde su capacidad para dividirse.
Dendritas.• Ramificaciones cortas que se
dividen en las cercanías del soma.
• Al conjunto de dendritas de una neurona se le conoce como arborización dendrítica.
• Su función, generalmente, es recibir información (sobre todo excitatoria).
• Pueden poseer unos abultamientos llamados espinas dendríticas.
• Están repletas de proteínas receptoras.
Espinas dendríticas
• Lugar dónde los axones de otras neuronas hacen contacto.• Se pueden distinguir dos zonas
Cuello: aparato de la espina
Cabeza
El citoplasma de las dendritas posee una composición similar a la del soma.
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Axón• Extensión larga y delgada
• Suele ramificarse lejos del soma.• Especializado en transmitir
información
• Termina en unos abultamientos llamados botones o pies terminales.
• El lugar del axón más próximo al soma se llama cono axónico.
• Puede estar rodeado o no de vainas de mielina
• El axón está recorrido por microfilamentos que le confieren resistencia y por microtúbulos cuya función es el transporte de sustancias desde el soma al terminal (transporte anterógrado) y viceversa (transporteretrógrado).
Transporte anterógrado lento
• Trasportes anterógrado y retrógrado rápidos
Botón terminal.
• No posee microtúbulos• Posee las vesículas
sinápticas que suelen ser de dos tamaños : pequeñas y grandes.
• Posee gran cantidad de mitocondrias
• La superficie que contacta con otra célula es más densa que el resto de la membrana debido al acumulo de proteínas y recibe el nombre de Zona densa o zona activa.
Clasificación de las neuronas
Número deneuritas
Arborizacióndendrítica
Conexiones Tipo de neurotransmisor
UnipolarBipolarApolar
Forma Espinas
PiramidalesEstrelladas
EspinosasAespinosas
SensorialesInterneuronas
Motoras
ColinérgicasDopaminérgicas
Peptidérgicas
Longituddel
axón
De proyecciónDe circuito local
Hay muchos tipos de neuronas, con diferentes formas. Estas diferentes formas se deben a la interacción del citoesqueleto de la
neurona con su membrana plasmática.
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• El almacenamiento y la liberación de los neurotransmisores se hace desde el botón terminal. Pero hay neuronas que además presentan varicosidades (abultamientos a lo largo del axón que contienen vesículas llenas de neurotransmisores)
• Desde el soma y las dendritas se pueden liberar pequeñas cantidades de neurotransmisor
3.2. Transmisión sináptica: tipos de sinapsis. Funcionamiento de la sinapsis.
• Sinapsis: Lugar de comunicación entre una neurona y otra célula (otra neurona, glándula, músculo…)
Tipos de sinapsis según la proximidad entre el elemento pre- y
postsináptico.
1. Sinapsis eléctricas. Pegados
2. Sinapsis químicas. Separados por un pequeño espacio llamado HENDIDURA SINÁPTICA.
Sinapsis eléctricas
Sinapsis química
Componentes:
- Presináptico: Botón o pie terminal, mitocondrias, citoesqueleto, vesículas sinápticas, zona densa o zona activa, autorreceptores
- Postsjnáptico. Zona densa, receptores postdinápticos.
- Hendidura sináptica. Matriz extracelular
Tipos de sinapsis según la forma de los elementos pre y
postsinápticos
Sinapsis simétricas: Inhibidoras Sinapsis asimétricas: Excitadoras
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Tipos de sinapsis según cómo se comuniquen entre sí las neuronas
Un neurotransmisor es una molécula, liberada por las neuronas y la glía, que fisiológicamente influye sobre el estado electroquímico de células adyacentes.
3.3. Neurotransmisores
Acetilcolina (Ach).
Serotonina (5-HT),
Catecolaminas: Dopamina (DA), Noradrenalina (NA) y Adrenalina (A).
Aminoácidos: Ácido gamma-aminobutírico (GABA)., Glicina (Gly). Ácido glutámico(Glu) y Ácido aspárticoD-serina
Purinas: Adenosina, ATP,GTP
Difusibles: Prostaglandinas. Óxido nítrico (NO), Monóxido de carbono CO).Ácido araquidónico.Endocannabinoides
Péptidos: Opiáceos (Endorfinas,encefalinas, dinorfinas).No opiáceos (Sustancia P, Factores de crecimiento,etc)
CLASIFICACIÓN DE LOS NEUROTRANSMISORES
1. Síntesis.
2. Almacenamiento
3.Liberación
4. Acción sobre los receptores.
5. Inactivación.
6. Farmacología.
Vida de un neurotransmisor.
Síntesis y almacenamiento de neurotransmisores
peptídicos
Prepropéptido
Propéptido
Neuropéptido
Peptidasa X
Peptidasa Y
Sustancias precursoras
X
Y
Neurotransmisor
Ex
Ey
Ez
Síntesis y almacenamiento de neurotransmisores de pequeño
tamaño
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Almacenamiento en vesículas de neurotransmisores de pequeño
tamaño
Regulación de la síntesis de neurotransmisor
Regulando la actividad enzimática
- Enzimas Saturadas
- Enzimas no saturadas.
- Fosforilación enzimática.
- Autorreceptores.
En una misma neurona pueden coexistir dos tipos de vesículas:
- Vesículas grandes: contienen péptidosneuromoduladores.
- Vesículas pequeñas: contienen a un neurotransmisor de pequeño tamaño
Los neurotransmisores difusibles (gases y derivados de lípidos), se sintetizan cuando la
neurona es estimulada y se liberan inmediatamente.
3.Liberación
Exocitosis calcio dependiente:
1. Llega un potencial de acción al botón terminal
2. En lugar de abrirse canales de sodio voltaje dependientes, se abren canales de calcio voltaje dependientes.
3.Entra Ca2+
4. El calcio se une a la calmodulina.
5. El complejo calcio calmodulina activa a proteínkinasas que fosforilan proteínas del botón terminal (citoesqueleto, superficie
de la vesícula, membrana presináptica) y provocan
6. La exocitosis del neurotransmisor.
Los receptores son proteínas que se están renovando continuamente y pueden
encontrarse en el interior de la células (incluso asociados a DNA) o formando
parte de la membrana plasmática
4. Acción sobre los receptores Receptores localizados en la membrana
• Receptores ionotrópicos: Asociados a canal.
• Receptores metabotrópicos: Asociados a proteína G.
• Receptores asociados a enzimas.
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Receptores asociados a canal : Canales dependientes de ligando
Canales dependientes de Voltaje.
Los neurotransmisores que que se unen a
receptores metabotroposextracelulares desencadenan
cascadas de señalización intracelular.
Los receptores asociados a proteína G realizan su función activando la síntesis de
mensajeros internos llamados segundos mensajeros
Receptores asociados a enzimas
Es un tipo de receptor utilizado por los factores de crecimiento (conjunto de
proteínas de señalización extracelular que regulan el crecimiento, la diferenciación, la
proliferación y la supervivencia celular.
La unión de una molécula señal al
dominio extracelular de un receptor tirosina
kinasa provoca la asociación de dos
moléculas receptoras en un dímero .
Receptor tirosina quinasa 22
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La formación del dímero pone en contacto los
dominios con actividad kinasa de las colas
intracelulares de las dos moléculas de receptor; esto
activa las kinasas y les permite fosforilarse la una a
la otra en varias cadenas laterales de residuo
tirosina.
23Cada tirosina fosforilada actúa como lugar de unión específico para una proteína de señalización intracelular diferente, que transmite la señal hacia el interior de la
célula.
24
Proteína Ras
La proteína Ras es un miembro de una gran familia de pequeñas proteínas de unión al GTP
pero formada por una sola subunidad (la proteína G es trimérica)
Esta proteína facilita el intercambio de GDP por GTP en Ras. La
proteína Ras, activada de esta manera
estimula …
Activación de Ras mediante un receptor tirosinakinasaactivado
Una proteína adaptadora se ancla sobre una
fosfotirosina particular del receptor activado
El adaptador se une y activa a una proteína, la
cual actúa como activadora de Ras
26
… desencadena una cascada de fosforilación de tres proteínkinasas
que amplifican y distribuyen la señal.
275. Inactivación del neurotransmisor
Tres tipos de inactivación :
1. Extracelular, mediateenzimas asociadas al lado externo de la membrana postsináptica.
2. Recaptación por la neurona.
- Reciclaje.- Degradación.
3. Captación por astrocitos, degradación en su interior
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6. Farmacología
- Agonistas. Mismo efecto que el neurotransmisor incluso mayor.
- Antagonistas. Efecto contrario al del neurotransmisor.
- Neuromoduladores positivos y negativos.
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