Mecanismos Esenciales de la Comunicación Celular y sus Señales Moleculares

Principios de la Comunicación Celular

Comunicación celular: Es la capacidad que tienen las células de intercambiar información fisicoquímica con el medio ambiente u otras células. Se trata de un proceso homeostático cuyo objetivo es mantener las condiciones fisicoquímicas internas adecuadas para la vida frente a los cambios externos.

Comunicación en Organismos Unicelulares

Los organismos unicelulares, como protozoos y bacterias, responden a estímulos del medio mediante movimientos o la producción de sustancias parecidas a las hormonas. Estas sustancias son captadas por individuos de la misma especie mediante receptores celulares de membrana. Este tipo de comunicación sirve para procesos como el intercambio genético y la coagulación bacteriana.

Comunicación en Organismos Multicelulares

En los organismos multicelulares, la membrana plasmática contiene proteínas específicas (receptores celulares) que reciben señales del exterior. Estas señales suelen ser ligandos que se unen a los receptores celulares.

Tipos de Ligandos

Existen tres tipos principales según el ligando:

• Ligando soluble.
• Ligando fijo en otra célula.
• Ligando fijo en la matriz extracelular.

Sistemas de Comunicación Celular

Comunicación Endocrina

La comunicación endocrina se caracteriza porque las hormonas son secretadas por células endocrinas especializadas, transportadas por la sangre y actúan en células diana localizadas en lugares alejados del organismo. Este proceso se lleva a cabo en células somáticas.

Comunicación Paracrina

La comunicación paracrina se produce entre células que se encuentran relativamente cercanas; es una comunicación local. Se realiza a través de mensajeros químicos peptídicos como las citocinas. Un ejemplo es el factor de crecimiento epidérmico, liberado por las plaquetas en una herida, que estimula a las células a multiplicarse y reemplazar el tejido dañado.

Comunicación Autocrina

En la comunicación autocrina, una célula se envía señales a sí misma. Este mecanismo es común, por ejemplo, durante el desarrollo embrionario y en células cancerosas.

Comunicación Yuxtacrina (o por Contacto Directo)

La comunicación yuxtacrina ocurre por contacto directo entre células mediante moléculas de adhesión celular. Es fundamental para el control del crecimiento celular y la formación de los tejidos. Involucra células heterólogas y es crucial en el reconocimiento que realiza el sistema inmune. Se efectúa principalmente a través de mecanismos como las uniones celulares, por ejemplo, las uniones gap.

Comunicación Nerviosa

La comunicación nerviosa es un tipo de comunicación celular electroquímica que ocurre entre células nerviosas (neuronas). El flujo de información recorre la dendrita y el axón de las neuronas en una sola dirección hasta alcanzar la sinapsis. La neurona presináptica segrega sustancias químicas llamadas neurotransmisores, que son captados por receptores de membrana de la neurona postsináptica, la cual transmite y responde a la información. Existen dos modalidades principales de comunicación nerviosa:

• Neurosecreción o comunicación neuroendocrina: Una neurona libera una hormona a la sangre para que esta llegue a un órgano blanco distante.
• Comunicación neuromuscular: Las neuronas motoras transmiten el impulso nervioso que provoca la contracción a las células musculares a través de una estructura especializada semejante a la sinapsis, llamada placa motora.

Tipos de Señales Moleculares

Hormonas Esteroidales

Las hormonas esteroidales son moléculas hidrofóbicas y pequeñas, por lo que pueden atravesar la membrana celular. Sus receptores no se encuentran en la superficie de la célula, sino que son internos (receptores intracelulares). Al unirse al receptor, este cambia su forma y actúa sobre genes específicos, modificando su expresión (activándolos o desactivándolos, cambiando su posición on u off).

Gases Disueltos

Algunos gases disueltos actúan como señales. Por ejemplo, el óxido nítrico (NO) se produce en la superficie interna de las arterias y se transporta hasta la capa de músculos lisos cercanos, produciendo su relajación y, consecuentemente, la dilatación de los vasos sanguíneos.

Neurotransmisores

Los neurotransmisores (ya mencionados en la comunicación nerviosa) son señales químicas que se transmiten entre neuronas o entre neuronas y otros tipos de células. Son moléculas pequeñas que cruzan pequeños espacios (sinapsis). No pueden atravesar la membrana celular directamente, por lo que deben unirse a un receptor específico en la célula diana. Estos receptores suelen ser canales iónicos que cambian de forma cuando se unen al neurotransmisor, permitiendo el flujo de iones.

Péptidos

Los péptidos son cadenas de aminoácidos que funcionan como señales. Incluyen factores de crecimiento, que controlan la división celular y la diferenciación celular, y las citoquinas (también mencionadas en la comunicación paracrina), que modulan la respuesta inmune.

Eicosanoides

Los eicosanoides son moléculas lipídicas (grasas) que actúan localmente para promover procesos como la inflamación, la coagulación sanguínea y las contracciones de la musculatura lisa. Son importantes para la diferenciación celular y el desarrollo de los miembros.