Tema 16. Señalización celular I.16... · · 2009-11-233.2. Transmisión sináptica: tipos de sinapsis. Funcionamiento de la sinapsis. 3.3. Neurotransmisores. Los seres vivos necesitamos

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




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.




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.




• 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




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




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.




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




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




6. Farmacología

- Agonistas. Mismo efecto que el neurotransmisor incluso mayor.

- Antagonistas. Efecto contrario al del neurotransmisor.

- Neuromoduladores positivos y negativos.




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