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Tema 16. Señalización celular I.
1.Organismos pluricelulares y homeostasis.
2.Sistema endocrino. Hormonas
3. El sistema nervioso.
3.1. Estructura de una neurona.
3.2. Transmisión sináptica: tipos de
sinapsis. Funcionamiento de la sinapsis.
3.3. Neurotransmisores.
Equilibrio del medio interno
Los seres vivos necesitamos
unas condiciones estables
para poder funcionar
correctamente
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
=
Homeostasis
El funcionamiento de todo el organismo tiene
que estar coordinado para que se pueda mantener
la homeostasis.
Señalizadores químicos
Los organismos PLURICELULARES poseen tres
sistemas para mantener la HOMEOSTASIS :
Nervioso
Endocrino
Inmune
Sistema Endocrino
Sistema Nervioso
Hormonas
Neurotransmisores
Neuromoduladores
Interaccionan con
receptores
específicos
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Sistemas sensoriales
S.N.C.
Células encargadas de la comunicación en
los organismos pluricelulares.
HORMONAS
Sistemas efectores
CONDUCTA
Pequeñas cantidades de
hormonas pueden
modificar:
• El humor
• La agresividad
• La sumisión
• Nuestra conducta
reproductora
• El desarrollo de nuestro
sistema nervioso
• El aprendizaje
• ETC…
En el sistema endocrino
1. Neuronas
2. Células glandulares
En el sistema nervioso
1.Neuronas
2. Células de la glía
2. Sistema endocrino. Hormonas
Células preparadas para recibir,
procesar y enviar información
Según su naturaleza química se distinguen
tres tipos de hormonas
Peptídicas
Esteroideas
Derivadas de aminoácidos
La mayoría
Médula adrenal (catecolaminas)
Tiroides
Melatonina
Las hormonas se sintetizan en las células
endocrinas.
Peptídicas y
catecolaminas
Derivadas del
colesterol y
tiroideas
Se almacenan
dentro de vesículas
y se liberan cuando
la glándula es
estimulada.
Se sintetizan
cuando la glándula
es estimulada y se
liberan
inmediatamente
Sexuales
Corteza
adrenal
Ejemplo: Receptores hormonales
Receptores
de
membrana
Receptores
intracelulares
Si la hormona es esteroidea o
del tiroides, tiene los receptores
en el interior de la célula.
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Si la hormona es peptídica o
catecolaminérgica, tiene los
receptores en la cara
externa de la membrana
celular.
Glándulas endocrinas
3. EL SISTEMA NERVIOSO.
Glándula
Pineal
El sistema nervioso es la estructura
responsable de nuestra conciencia,
nuestros pensamientos, memoria…
Hipófisis
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.
Corteza adrenal
Médula adrenal
3.1. Estructura de
una neurona
.
Soma a cuerpo
neuronal
Soma o cuerpo de la neurona
• En él se encuentra el núcleo, el
citoesqueleto y el resto de los orgánulos.
Dendritas
Axón
Axón
Vainas de
mielina
• Una neurona madura pierde su capacidad
para dividirse.
Botón
terminal
Dendritas.
• Ramificaciones cortas que se
dividen en las cercanías del
soma.
• Al conjunto de dendritas de
una neurona se le conoce
como arborización
dendrítica.
Espinas dendríticas
•
•
Lugar dónde los axones de otras neuronas hacen contacto.
Se pueden distinguir dos zonas
• Su función, generalmente, es
recibir información (sobre todo
excitatoria).
• Pueden poseer unos
abultamientos llamados
espinas dendríticas.
• Están repletas de proteínas
receptoras.
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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 (transporte
retrógrado).
Transporte
anterógrado lento
Botón terminal.
• Trasportes
anterógrado y
retrógrado rápidos
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.
Clasificación de las neuronas
Número de
neuritas
Unipolar
Bipolar
Apolar
Arborización
dendrítica
Forma
Piramidales
Estrelladas
Espinas
Conexiones
Sensoriales
Interneuronas
Motoras
Espinosas
Aespinosas
Longitud
del
axón
Tipo de
neurotransmisor
Colinérgicas
Dopaminérgicas
Peptidérgicas
De proyección
De circuito local
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• 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.
• 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
Tipos de sinapsis según la
proximidad entre el elemento pre- y
postsináptico.
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…)
Sinapsis eléctricas
1. Sinapsis eléctricas. Pegados
2. Sinapsis químicas. Separados por un
pequeño espacio llamado HENDIDURA
SINÁPTICA.
Sinapsis química
Componentes:
Tipos de sinapsis según la forma
de los elementos pre y
postsinápticos
- Presináptico: Botón o pie
terminal, mitocondrias,
citoesqueleto, vesículas
sinápticas, zona densa o
zona activa, autorreceptores
- Postsjnáptico. Zona densa,
receptores postdinápticos.
- Hendidura sináptica. Matriz
extracelular
Sinapsis simétricas: Inhibidoras
Sinapsis asimétricas: Excitadoras
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Tipos de sinapsis según cómo se
comuniquen entre sí las neuronas
3.3. Neurotransmisores
Un neurotransmisor es una molécula,
liberada por las neuronas y la glía, que
fisiológicamente influye sobre el estado
electroquímico de células adyacentes.
CLASIFICACIÓN DE LOS NEUROTRANSMISORES
Vida de un neurotransmisor.
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 aspártico
D-serina
Purinas: Adenosina, ATP,GTP
Péptidos: Opiáceos (Endorfinas,encefalinas, dinorfinas).
No opiáceos (Sustancia P, Factores de crecimiento,etc)
1. Síntesis.
2. Almacenamiento
3.Liberación
4. Acción sobre los receptores.
5. Inactivación.
6. Farmacología.
Difusibles: Prostaglandinas.
Óxido nítrico (NO), Monóxido de carbono CO).
Ácido araquidónico.
Endocannabinoides
Síntesis y
almacenamiento de
neurotransmisores
peptídicos
Síntesis y almacenamiento de
neurotransmisores de pequeño
tamaño
Sustancias precursoras
Ex
X
Prepropéptido
Peptidasa X
Propéptido
Peptidasa Y
Neuropéptido
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Ey
Y
Ez
Neurotransmisor
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 péptidos
neuromoduladores.
- Vesículas pequeñas: contienen a un
neurotransmisor de pequeño tamaño
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+
Los neurotransmisores difusibles (gases y
derivados de lípidos), se sintetizan cuando la
neurona es estimulada y se liberan
inmediatamente.
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.
4. Acción sobre los receptores
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
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
Los
neurotransmisores
que que se unen a
receptores
metabotropos
extracelulares
desencadenan
cascadas de
señalización
intracelular.
Receptores asociados a enzimas
Canales dependientes de Voltaje.
Los receptores asociados a proteína G
realizan su función activando la síntesis de
mensajeros internos llamados
segundos mensajeros
Receptor tirosina quinasa
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.
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22
La unión de una
molécula señal al
dominio extracelular
de un receptor tirosina
kinasa provoca la
asociación de dos
moléculas receptoras
en un dímero .
23
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.
Cada 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
Activación de Ras mediante un receptor tirosinakinasa
activado
Proteína Ras
26
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)
Una proteína adaptadora
se ancla sobre una
fosfotirosina particular del
receptor activado
27
El adaptador se une y
activa a una proteína, la
cual actúa como
activadora de Ras
Esta proteína facilita el
intercambio de GDP
por GTP en Ras. La
proteína Ras, activada
de esta manera
estimula …
5. Inactivación del
neurotransmisor
Tres tipos de inactivación :
1. Extracelular, mediate
enzimas asociadas al lado
externo de la membrana
postsináptica.
… desencadena una cascada de
fosforilación de tres proteínkinasas
que amplifican y distribuyen la señal.
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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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