Señalización Yuxtracrino

Tipos de señalización celular

La señalizacióncelular es el proceso en el que una célula responde a moléculas señalizadoras llamadas ligandos en su entorno externo a través de receptores proteicos.

Existen cuatro tipos principales de señalización celular:

• Autocrina

• Paracrina

• Endocrina

• Señalización yuxtacrina

Definamos brevemente cada uno de estos tipos y citemos algunos ejemplos notables.

Señalización autocrina

La señalizaciónautocrina es un tipo de señalización celular en la que los ligandos se unen a receptores dentro de la misma célula. Una célula infectada por un virus, por ejemplo, puede transmitirse a sí misma señales autocrinas para inducir la apoptosis o "muerte celular programada", aislando y eliminando el virus en el proceso.

Cuando las células diana son células cercanas del mismo tipo, también suele considerarse señalización autocrina. Durante el desarrollo embriológico, por ejemplo, un grupo de células cercanas puede activarse mediante señales autocrinas para ayudar a dirigir la diferenciación de células idénticas en tipos celulares comparables.

Señalización paracrina

La señalizaciónparacrina es el proceso por el que las células se comunican localmente con las células cercanas.

Durante la señalización paracrina, las moléculas de ligando son descompuestas inmediatamente por las enzimas o eliminadas por las células cercanas para que la respuesta se mantenga localizada. Al descomponerlas, se restablece el gradiente de concentración, lo que permite que las señales vuelvan a difundirse por el espacio intracelular.

Un ejemplo de señalización paracrina es la transmisión de ligandos llamados neurotransmisores entre células nerviosas.

Señalización endocrina

La señalizaciónendocrina es el proceso por el que las células de un organismo reciben señales de células de partes distantes del cuerpo. En el cuerpo, dichas señales proceden de las células endocrinas, que suelen encontrarse en glándulas endocrinas como la tiroides, la hipófisis y el hipotálamo.

Un ejemplo de señalización endocrina es la transmisión de hormonas como la insulina, el cortisol y el estrógeno.

¿Qué es la señalización yuxtacrina?

Por último, pasemos al tema principal de nuestro artículo: la señalización yuxtacrina.

Cuando las células vecinas están físicamente en contacto entre sí, se produce la señalización yuxtacrina. En este caso, la membrana de una célula une la molécula señalizadora, de modo que no puede desplazarse libremente. Entonces, puede interactuar con un receptor de la membrana de una célula adyacente.

Señalización yuxtacrina frente a señalización paracrina

Dado que la señalización yuxtacrina se define como un tipo de señalización que se produce entre células adyacentes, mientras que la señalización paracrina se produce entre células cercanas, es fácil confundir ambas.

En pocas palabras, lo que diferencia a ambas es que la señalización yuxtacrina requiere que las células se toquen físicamente, mientras que la señalización paracrina no requiere ningún contacto, sino que se basa en la difusión de moléculas señalizadoras de célula a célula.

Señalización yuxtacrina frente a señalización autocrina

La principal diferencia entre la señalización yuxtacrina y la autocrina es que la señalización autocrina sólo implica a una célula (la célula mensajera es también la célula receptora), mientras que la señalización yuxtacrina implica al menos a dos células que están una al lado de la otra. También existen otras diferencias:

Vía de señalización yuxtacrina

Dado que la señalización yuxtacrina requiere contacto físico, los mecanismos y la dinámica que sustentan la señalización yuxtacrina son bastante diferentes de otros tipos de señalización. El intercambio de señales tiene lugar localmente en la interfaz entre las dos células adyacentes.

Dicho intercambio puede ser bidireccional (lo que significa que la señal se mueve en ambas direcciones) y asimétrico. Esto se muestra en el diagrama siguiente (Fig. 1)

Un ejemplo de vía de señalización yuxtacrina es la vía Notch. La vía Notch es una vía de señalización yuxtacrina en la que las células que envían la señal tienen ligandos unidos a la membrana (concretamente proteínas transmembrana de lafamilia Delta/Serrate/Lag-2 [DSL]) que se unen y activanreceptores Notch de la superficie celular en la célula receptora (Fig. 3).

Cuando se activa el receptor Notch, el dominio intracelular Notch (NICD) se escinde y se transloca al núcleo, donde se une a un determinado factor de transcripción , induciendo así la transcripción de los genes diana .

Las señales intercambiadas entre células adyacentes a través de la vía de señalización Notch amplifican la diferenciación celular, determinan el destino de una célula y permiten la formación de patrones durante el desarrollo. La diferenciación celular es la formación de diferentes tipos celulares de forma que, cuando estas células se organizan en tejidos, están imbuidas de una función fisiológica específica.

Diagrama de señalización yuxtacrina

A medida que la superficie celular interactúa con los ligandos y receptores yuxtacrinos, los componentes proteínicos y lipídicos de las superficies de señalización sufren una remodelación radical. Los complejos de señalización de las células yuxtapuestas se conectan espacial y físicamente mediante el acoplamiento ligando-receptor y la reconfiguración de la superficie.

La comunicación de célula a célula a través de la señalización yuxtacrina desempeña un papel importante en muchos procesos diferentes de desarrollo, fisiológicos, inmunológicos, neurológicos y patológicos.

Tipos de señalización yuxtacrina

La señalización yuxtacrina puede producirse de muchas formas distintas, pero algunas de las más comunes son las uniones en hendidura y los plasmodesmos. Las uniones en hendidura y los plasmodesmos se utilizan para facilitar la señalización yuxtacrina.

En este apartado hablaremos de qué son las uniones en hendidura y los plasmodesmos y cómo facilitan la señalización yuxtacrina. También hablaremos de un ejemplo de vía de señalización yuxtacrina llamada vía Notch.

Señalización yuxtacrina a través de las uniones Gap

Las uniones enhendidura son regiones de la membrana celular que funcionan como canales de comunicación entre células adyacentes. Las células unidas a través de las uniones en hendidura se denominan células "acopladas". Las pequeñas moléculas solubles de señalización, incluidos los iones, pueden viajar a través de estas uniones.

Las proteínas conex inas forman los canales de las uniones en hendidura. Seis conexinas idénticas en la membrana de cada célula se combinan para formar un canal transmembrana con un poro central. El complejo de canales de una célula se conecta con el complejo de canales de otra célula, lo que permite unir los citoplasmas de ambas células.

Señalización yuxtacrina a través de los plasmodesmos

Los plasmodesmos son estructuras celulares vegetales que facilitan la comunicación directa de célula a célula entre células vecinas. Sirven de puentes entre el citoplasma de dos células que están separadas por paredes celulares.

La estructura de los plasmodesmos varía mucho durante el crecimiento y la diferenciación de una célula, o entre diferentes uniones célula-célula, dependiendo de las necesidades de transporte intercelular.

Un plasmodesma típico (ésta es la forma singular de plasmodesmata) tiene un tamaño de poro de 20-50 nm y consiste en un único canal citoplasmático revestido de membrana que sirve de puente entre dos células, pero puede modificarse de modo que se vuelva ramificado o complejo, con muchos canales que se unen, se dividen o comparten la misma abertura. Los plasmodesmos simples y complejos controlan la señalización intercelular de forma diferente, actuando los plasmodesmos complejos como un filtro, estrechando la gama de sustancias químicas que pueden moverse entre las células.

Ejemplos de señalización yuxtacrina

La señalización yuxtacrina se utiliza en todo el cuerpo de los animales, y también en las plantas. Permite una comunicación y coordinación muy rápidas, por lo que es crucial para los procesos en los que la velocidad es esencial. He aquí algunos ejemplos de señalización yuxtacrina:

• Los miocardiocitos (células musculares del corazón) están conectados a través de uniones en hendidura. Esto permite que las señales químicas y eléctricas viajen realmente rápido a través de múltiples células. La velocidad es esencial en este caso porque los miocardiocitos necesitan despolarizarse y contraerse sincronizadamente para que el corazón pueda bombear sangre a través de un organismo con eficacia.
• Lo mismo ocurre entre las neuronas de determinadas regiones del sistema nervioso. Los pulmones necesitan contraerse y expandirse en sincronía para que un organismo pueda respirar bien. Por tanto, las neuronas que regulan este proceso necesitan uniones gap para comunicarse con rapidez y poder enviar señales coordinadas a los músculos que regulan la respiración.