Diferentes tipos de comunicación celular

Las células en organismos multicelulares tienen que asumir roles especializados y deben saber cuándo realizar actividades específicas. Las células coordinan sus acciones a través de diferentes tipos de comunicación celular, también llamada señalización celular . las señales celulares típicas son de naturaleza química y pueden dirigirse localmente o para el organismo en general. La comunicación celular es un proceso de múltiples etapas que incluye lo siguiente:

• Enviando la señal química.
• recibiendo la señal en el receptor de la membrana externa de la célula diana.
  
• transmitiendo la señal al interior de la célula objetivo.
• cambiando el comportamiento de la célula diana.

Todos los diferentes tipos de comunicación celular siguen los mismos pasos, pero se distinguen por la velocidad del proceso de señalización y la distancia a la que actúa. las células nerviosas emiten señales rápidas pero localmente, mientras que las glándulas liberadoras de hormonas trabajan más lentamente pero en todo el organismo. Los diferentes tipos de señalización celular han evolucionado para tener en cuenta los requisitos de velocidad y distancia para diversas funciones celulares.

Las células utilizan diferentes tipos de señalización dependiendo de qué otras células desean alcanzar. Los cuatro tipos de comunicación celular son:

• paracrina: la célula de señalización secreta una sustancia química que se difunde localmente a las células diana.
  
• autocrino: similar a la señalización paracrina, pero la célula objetivo es la célula de señalización. la célula está enviando señales de un área de membrana celular a otra.
• endocrino: la señalización endocrina produce una hormona que viaja por todo el organismo a través del sistema circulatorio.
• Sináptico: las células emisoras y receptoras han construido una estructura sináptica que pone en contacto sus membranas celulares para facilitar el intercambio de señales.

las células emiten señales químicas para que otras células sepan qué acciones están tomando, y reciben señales que les informan de las actividades de las células de otros organismos. Acciones como la división celular, el crecimiento celular, la muerte celular y la producción de proteínas se coordinan a través de los diferentes tipos de señalización celular.

Durante la señalización panacrina, una célula secreta una sustancia química que eventualmente causa cambios específicos en el comportamiento de las células vecinas. La célula de origen produce la señal química que se difunde a través del tejido cercano. El producto químico no es estable y se deteriora si tiene que viajar largas distancias. como resultado, la señalización paracrina se utiliza para la comunicación celular local .

La sustancia química que produce la célula está dirigida a otras células específicas. Las células objetivo tienen receptores en sus membranas celulares para el químico secretado. las células no dirigidas no tienen los receptores necesarios y no se ven afectadas. El químico secretado se adhiere a los receptores de las células objetivo y desencadena una reacción dentro de la célula. la reacción a su vez influye en el comportamiento celular dirigido.

por ejemplo, las células de la piel crecen en capas con la capa superior formada por células muertas. Las células de un tejido diferente se encuentran debajo de la capa inferior de las células de la piel. la señalización celular local asegura que las células de la piel sepan en qué capa están ubicadas y si tienen que dividirse para reemplazar las células muertas. La señalización paracrina también se utiliza para comunicarse dentro del tejido muscular. Una señal química paracrina de las células nerviosas en el músculo hace que las células musculares se contraigan, lo que permite el movimiento muscular en el organismo más grande.

La señalización autocrina es similar a la señalización paracrina pero actúa sobre la célula que inicialmente secreta la señal. La celda original produce una señal química, pero los receptores para la señal están en la misma celda. como resultado, la célula se estimula a sí misma para cambiar su comportamiento.

por ejemplo, una célula podría secretar una sustancia química que promueve el crecimiento celular. la señal se difunde a través del tejido local, pero es capturada por receptores en la célula originadora. La célula que secretó la señal se estimula para participar en un mayor crecimiento. esta característica es útil en embriones donde el crecimiento es importante, y también promueve la diferenciación celular efectiva, cuando la señalización autocrina refuerza la identidad de una célula. La autoestimulación autocrina es rara en el tejido sano de un adulto, pero se puede encontrar en algunos tipos de cáncer.

En la señalización endocrina, la célula de origen secreta una hormona que es estable en largas distancias. la hormona se difunde a través del tejido celular hacia los capilares y viaja a través del sistema circulatorio del organismo. Las hormonas endocrinas se diseminan por todo el cuerpo y las células diana en lugares que están alejados de la célula de señalización. Las células objetivo tienen receptores para la hormona y cambian su comportamiento cuando los receptores se activan.

por ejemplo, las células de la glándula suprarrenal producen la hormona adrenalina, que hace que el cuerpo entre en el modo de "lucha o huida". La hormona se propaga por todo el cuerpo en la sangre y causa reacciones en las células dirigidas. Los vasos sanguíneos se contraen para aumentar la presión arterial de los músculos, el corazón bombea más rápidamente y se activan algunas glándulas sudoríparas. Todo el organismo se coloca en un estado de preparación para un esfuerzo adicional. La hormona es la misma en todas partes, pero cuando dispara receptores en las células, las células cambian su comportamiento de diferentes maneras.

cuando dos células continuamente tienen que intercambiar señales extensas, tiene sentido construir estructuras de comunicación especiales para facilitar el intercambio de señales químicas. la sinapsis es una extensión celular que acerca las membranas celulares externas de dos células. la señalización a través de una sinapsis siempre vincula solo dos celdas, pero una celda puede tener asociaciones tan cercanas con varias celdas al mismo tiempo.

Las señales químicas liberadas en el espacio sináptico son captadas inmediatamente por los receptores celulares asociados. para algunas células, la brecha es tan pequeña que las células se tocan de manera efectiva. en ese caso, las señales químicas en la membrana celular externa de una célula pueden enganchar directamente a los receptores en la membrana de la otra célula, y la comunicación es especialmente rápida.

La comunicación sináptica típica tiene lugar entre las neuronas en el cerebro. las células cerebrales construyen sinapsis para establecer canales de comunicación preferidos con algunas células vecinas. Las células pueden entonces comunicarse especialmente bien con sus compañeros de comunicación sináptica, intercambiando señales químicas de manera rápida y frecuente.

enviar una señal de comunicación celular es relativamente sencillo ya que la célula secreta el químico y la señal se distribuye de acuerdo a su tipo. recibir una señal es más complicado porque el químico de la señal permanece fuera de la célula objetivo. Antes de que la señal pueda cambiar el comportamiento de la celda, debe ingresar a la celda y activar el cambio.

Primero, la célula objetivo debe tener receptores correspondientes a la señal química. los receptores son sustancias químicas en la superficie de la célula que pueden unirse a ciertas señales químicas. cuando un receptor se une a una señal química, libera un disparador en el interior de la membrana celular. luego, el activador realiza un proceso de transducción de señales en el que el químico activado se dirige a una parte de la célula donde el comportamiento de la célula debería cambiar.

Las células crecen y se dividen como resultado de la señalización de otras células. dicha señal de crecimiento se une a los receptores de la célula objetivo y desencadena una transducción de señal dentro de la célula. el producto químico de la transducción entra en el núcleo celular y hace que la célula inicie el crecimiento y la subsiguiente división celular. El químico de transducción logra esto al influir en la expresión génica . Activa los genes que son responsables de la producción de proteínas celulares adicionales que hacen que la célula crezca y se divida. la célula expresa un nuevo conjunto de genes y cambia su comportamiento de acuerdo con la señal recibida.

Las células también pueden cambiar su comportamiento de acuerdo con las señales celulares al cambiar la cantidad de energía que producen, al cambiar las cantidades de sustancias químicas que secretan o participar en la apoptosis celular o la muerte celular controlada. el ciclo de comunicación celular sigue siendo el mismo, con las células que originan señales, las células objetivo que las reciben y las células objetivo que cambian su comportamiento de acuerdo con la señal recibida.