El transporte a travs de la membrana

Los mecanismos de transporte pueden clasificarse en 2 clases

-Transporte de molculas de baja masa molecular.Transporte pasivo.Difusin facilitada.Transporte activo-Transporte de molculas de elevada masa molecular (requieren de energa siempre)..Endocitosis.Exocitosis.Transcitosis

Protenas que permiten el transporte de molculas de baja masa molecular-Protenas canal-Protenas permeasas o transportadoras-Protenas conocidas como bombas

Transporte pasivoTransporte a favor del gradiente de concentracin, sin gasto de energa

Difusin pasiva

-OsmosisDifusin mediada por protenas canalIonforos portadores de iones sin- tetizados por microorganismos

Difusin pasiva a travs de la bicapa

OsmosisPor smosis se conoce al fenmeno de difusin de agua a travs de una membrana semipermeable. La presin osmtica se define como la presin hidrosttica necesaria para detener el flujo neto de agua a travs de una membrana semipermeable que separa soluciones de composicin diferente.

Difusin mediada por protenas canal Protenas que conforman un "tnel" que permite el paso de agua y electrolitos a favor de un gradiente de concentracin o potencial elctrico (forman un canal que atraviesa la bicapa en todo su espesor). La partcula que pasa se selecciona de acuerdo a su tamao y carga. Suelen estar cerrados y abrirse frente a estmulos especficos.

El agua posee un canal que facilita la entrada de la misma: la acuoporina, fue identificada por Peter Agre en eritrocitos, a mediados de los 80.

Difusin facilitadaDifusin mediada por protenasPermeasasque facilita el paso de biomolculas como aminocidos monosacridos y nucletidos

Existen varios tipos de D.F-Uniporte-Cotransporte simporte antiporte

Difusin Facilitada

Transporte activoTransporte en contra de gradiente de concentracin con gasto de energa ya sea en forma de gradiente o en forma de ATP.

Existen dos tipos:-Transporte activo primario: por bombas-Transporte activo secundario: por permeasas del cotransporte

Bomba de sodio y potasio

Transporte de molculas de elevada masa molecular: Endocitosis-Pinocitosis-Fagocitosis-Endocitosis mediada por receptor

Pinocitosis simple-Vesculas endocticas captan en forma inespecfica pequeas gotitas de lquido extracelular y cualquier material disuelto en l .Las moleculas incorporadas por este proceso no sobrepasan los 150 nm.

Fagocitosis simple-Proceso mediado por actina en el cual las clulas envuelven bacterias y otras partculas grandes y luego las internalizan.-No se capta lquido por este proceso pues luego de la invaginacin la vacuola que se forma se constrie.-Hay dos tipos de clulas fagocitariasLos micrfagos y los macrfagos.

Endocitosis mediada por receptor

Exocitosis

Transcitosis

Comunicacin celular

Tipos de comunicacin celularComunicacin endocrina La molcula viaja por el torrente sanquneo y alcanza clulas lejanas.

Comunicacin paracrina (comunicacin local)Entre clulas relativamente cercanas, sin existencia de contacto entre ellas (sinapsis). Estas se encuentran cerca en el mismo tejido u rgano.

Se realiza por determinados mensajeros qumicos peptdicos como citocinas o interleuquinas, factores de crecimiento, neurotrofinas o derivados del cido araquidnico como prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos. Tambin por histamina y otros aminocidos.

La comunicacin paracrina es la que se realiza cuando se produce una hemorragia por rotura de un vaso sanguneo y en la inflamacin local.

Clula emisoraMediador localClulas blanco

Comunicacin autocrina o autocomunicacinComunicacin de una clula consigo misma. Ejm en la neurona presinptica al captar ella misma en su receptores celulares, los neurotrasmisores que ha vertido en la sinapsis, para as dejar de secretarlos o recaptarlos para reutilizarlos. Ejm clulas del embrin o las clulas cancerosas producen factores de crecimiento y los receptores para esos mismos factores de crecimiento (perpetuan proliferacin).

Comunicacin yuxtacrina

Comunicacin por contacto mediante molculas de adhesin celular (ejm gap) con otras clulas o con la matriz extracelular.

-Se da entre clulas homlogas (control del crecimiento celular y la formacin de los tejidos)Y entre clulas heterlogas (reconocimiento del sistema inmune).

Comunicacin nerviosa (neurotransmisin)Comunicacin celular electroqumica Ejm entre las clulas nerviosas y entre una neurona y clula muscular.

Existen tres variedades de comunicacin nerviosa :Comunicacin sinptica

Entre clulas nerviosas el flujo de informacin elctrica recorre la dendrita y axn de las neuronas en una sola direccin, hasta alcanzar la hendidura que separa ambas neuronas, la neurona presinptica segrega neurotransmisores que son captadas por la neurona postsinptica, que transmite y responde a la informacin.

La neurosecrecin o comunicacin neuroendocrina que es la propiedad que presenta el tejido nervioso de secretar ciertas sustancias qumicas, las cuales deben ser consideradas como hormonas. Ejm la relacin funcional entre los sistemas nervioso y endocrino . En los vertebrados, la neurosecrecin slo es patente en los ncleos suprapticos y paraventriculares del hipotlamo, y las sustancias secretadas son los factores liberadores, que actan sobre la hipfisis en su lbulo anterior, determinando la liberacin de las h. estimulantes de las gnadas, tiroides y suprarrenales.

La comunicacin neuromuscular, donde las neuronas motoras transmiten el impulso nervioso de contraccin a las clulas musculares a travs de una estructura semejante a la sinapsis llamada placa motora.

La transduccin de sealLa transduccin de seal es el conjunto de procesos o etapas que ocurren de forma concatenada por el que una clula convierte una determinada seal o estmulo extracelular (del exterior), en otra seal o respuesta especfica intracelular.

Seales y receptoresLas molculas sealizadoras pueden ser hidroflicas o hidrofbicas.

Las hidroflicas:-no tienen la habilidad de difundir a travs de la MP.-necesitan de un receptor desuperficie celular que genera unaseal intracelular en la clula diana.

Las hidrofbicas:Pueden difundir a travs de la MP

se unen a receptores intracelulares localizados en el ncleo o en el citoplasma de la clula diana.III

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Propiedades de las seales-Pueden sumar e inducir a respuestas mayores al actuar en conjunto.-Una seal puede modificar las respuestas a otras seales.

-La misma seal qumica puede inducir diferentes respuestas en diferentes clulas blanco

-Al final la seal es degradada-En ausencia de seales la mayora de las clulas estn programadas para autodestruirse.

La misma seal qumica puede inducir diferentes respuestas en diferentes clulas blanco

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Las seales o mensajes pueden ser de diferentes tipos:

Hormonas Neurotransmisores Citoquinas y factores de crecimientos. Molculas de adhesin Componentes de la matriz extracelular

Presentan en su estructura dos regiones o dominios funcionales bien diferenciados:

-Uno de reconocimiento o deteccin de los estmulos, que presenta una diversidad paralela a la de los estmulos -y otro dominio efector que pertenece a unos pocos tipos fundamentales, por lo que la secuencia de eventos que son capaces de iniciar son limitados. Los Receptores

I.- Receptores transmembrana

Son protenas que se extienden por todo el espesor de la membrana plasmtica de la clula, con un extremo del receptor fuera de la clula (dominio extracelular) y otro extremo del receptor dentro (dominio intracelular).

Cuando el dominio extracelular reconoce a un mensaje, la totalidad del receptor sufre un cambio en su conformacin estructural que afecta a dominio intracelular, confirindole una nueva accin.

En este caso, el mensaje no atraviesa la membrana plasmtica para penetrar en la clula.

Receptores con actividad enzimtica intrnseca (cinasas de tirosina).

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II.- Receptores citoplasmticos y nucleares-Son protenas solubles localizadas en el citoplasma o en el ncleo celular. -La seal pasa a travs de la membrana plasmtica, normalmente por difusin pasiva, alcanza el receptor e inicia la cascada de seales.

Los grupos principales son los receptores de hormonas esteroides , que se encuentran usualmente en el citoplasma, y los receptores de las hormonas tiroideas , que se encuentran usualmente en el ncleo

-Los receptores nucleares son activadores de la transcripcin activados por ligandos, que se transportan con el ligando u hormona, que pasan a travs de la membrana nuclear al interior del ncleo celular y activan la transcripcin de ciertos genes.

-Los ligandos de estos receptores son hormonas lipoflicas como las hormonas esteroideas, por ejemplo la testosterona, la progesterona y el cortisol, derivados de la vitamina A y vitamina D.

Respuestas Celulares

Las respuestas pueden ser:

Excitatorias (inflamacin)InhibitoriasReguladoras o moduladoras (funciones de aprendizaje y memoria)

Incluyendo por ejemplo:La regulacin de la expresin gentica, la regulacin de una va metablica,, la locomocin celular por medio de cambios en el citoesqueleto. La activacin de genes a su vez puede desencadenar otros procesos mediante la activacin de otros genes.

I.- Esteroides: 1.-hormonas sexuales masculinas y femeninas 2.- hormonas de corteza de las glndulas suprarrenales (cortisol, cortisona, aldosterona) 3.- Vitamina DPrimeros mensajeros liposolubles con receptores intracelulares.

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CBPrimeros mensajeros liposolubles con receptores intracelulares. Tiroxina, T4 (Tetrayodotironina) T3 Triyodotironina Retinoides

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Mensajeros hidrosolubles que unen receptores de superficie celularI.- Pptidos y protenas:InsulinaGlucagnHormona antidiurticaOxitocinaAngiotensinaFactores de liberacin de las

hormonas hipofisiariasEndorfinasFactores de crecimiento y de

transformacinFactor de crecimiento epidrmico (EGF)

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B.Mensajeros hidrosolubles que unen receptores de superficie celularAminas

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Receptores con actividad tirosina quinasa Receptores acoplados a protena G

Sistema adenilato ciclasa-AMPcSistema fosfolpidos de membrana Sistema del calcio Los mensajeros hidrosolubles interaccionan con receptores de la superficie de las clulas diana.

El acoplamiento ligando-receptor desencadena una seal intracelular mediada por SEGUNDOS MENSAJEROS. TIPOS:

Mensajeros hidrosolubles que unen receptores de superficie celular

Inducciones celulares mediadas por receptores de membrana asociados a protenas GLos mensajeros externos (primer mensajero), se unen a las molculas receptoras que activan a las protenas transductoras asociadas al receptor. Estas protenas una vez activadas, transportan seales a travs de la membrana a las enzimas amplificadoras, que generan las seales internas transportadas por los segundos mensajeros.

-El receptor de membrana, transmite la informacin al interior por una protena transductora, la protena G, que poseen tres subunidades, alfa, beta y gamma. La subunidad alfa puede unir GTP y tambin puede degradarlo (actividad GTPasa). El dmero beta-gamma mantiene a la protena G unida a la membrana. Estas protenas G, solo pueden activarse cuando unen Guanosin trifosfato (GTP). Por lo tanto la interaccin del receptor unido al ligando provoca la activacin de la protena G y su unin al GTP. -La protena G activada, provoca la activacin de una enzima amplificadora. Esta enzima convierte las molculas precursoras ricas en fosfato en los segundos mensajeros.

Por ejemplo, la enzima amplificadora adenilato ciclasa convierte el ATP en AMPc, mientras que la enzima amplificadora fosfolipasa C corta el fosfolpido de membrana fosfatidil inositol difosfato(PIP2) en diacilglicerol (DAG) e inositol trifosfato (IP3). La protena G tiene actividad GTPasa , es decir que pasado un tiempo la misma protena G se desactiva, terminando con la seal. En el estado inactivo la protena G esta unida a GDP.

Molculas de sealizacin intracelular(en clulas eucariontes)

a.- Protenas G heterotrimricas

b.- GTP-asas c.- Nucletidos cclicos (AMPc) (GMPc)

d.- Ca++

e.- Derivados fosfoinositoles: fosfatidil inosiltol difosfato diacilglicerol inositoltrifosfato

f.- Protenas quinasas y fosfatasas.

Fig. - Secuencia de reacciones producidas a partir de la unin de la sustancia inductora con un receptor

Fig. - Secuencia de reacciones producidas a partir de la unin de la sustancia inductora con un receptor de membrana que activa a la protena G, va Fosfolipasa C (va de los Fosfato inositolesEsta va utiliza una combinacin de tres segundos mensajeros: iones calcio (Ca2+), inositol trifosfato (IP3) y diacilglicerol (DAG). En este caso la enzima amplificadora es la fosfolipasa C que genera el IP3 y el DAG a partir del fosfolpido de membrana el fosfatidil inositol difosfasto (PIP2). El IP3 provoca la liberacin del Ca++ intracelular, de sus reservorios, como por ejemplo el REL.

El AMPc regula la actividad de la proteinquinasa A (PKA)

-La activacin de la adenilato ciclasa por una protena Gs aumenta la concentracin de AMPc en el citosol. Este AMPc puede unirse a un sitio regulador de una proteinquinasa especifica denominada proteinquinasa A (PKA). -Toda proteinquinasa A consta de dos tipos de subunidades una cataltica y otra regulatoria. La unin del AMPc a la subunidad regulatoria, provoca la activacin de la PKA y la liberacin de las subunidades catalticas activas. Esta proteinquinasa inicia una cascada de fosforilaciones que determinan las respuestas celulares especificas de cada tipo celular.

EL diacilglicerol (DAG) activa a la proteinquinasa C (PKC)La proteinquinasa C (por Ca2+ dependiente) es una enzima de membrana activada por el DAG. La PKC es una serin-treonin quinasa, que inicia una cadena de fosforilaciones, cuyos productos finales actan a nivel del ncleo celular. (actan como factores de transcripcin celular). Cuando el DAG se degrada la PKC se inactiva.El Inositol trifosfato (IP3), provoca la liberacin de Ca2+ del retculo endoplsmico liso (REL)EL IP3 provoca la apertura de los canales de Ca2+ dependientes de ligando (en este caso el IP3) del REL .Esto provoca la salida del Ca2+ del REL hacia el citosol. El calcio citoslico se comporta como segundo mensajero.El Ca2+ citoslico se une a la calmodulina que es una protena pequea que une calcio, unin que provoca un cambio conformacional en esta protena. El complejo calcio-calmodulina se une a otras protenas, activndolas. De esta forma puede actuar sobre varias vas de sealizacin. Por ejemplo, el complejo calcio-calmodulina puede unirse a una quinasa, calcio dependiente, para iniciar una cascada de fosforilaciones o a la enzima fosfodiesterasa que degrada el AMPc.

Activacin de la proteinaquinasa A dependiente de AMPc

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