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Comunicación Intracelular, Bases Químicas y Neurotrasmisores

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Lisset Barsallo

on 27 August 2013

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Comunicación Intracelular, Bases Químicas y Neurotrasmisores
Elaborado por:
Lisset Barsallo 8-877-1505
Melany Bernal 6-714-1937
katherine Gómez 2-730-967
Leidy Lopez 2-730-1303

Comunicación Intracelular
Una de las características esenciales de los organismos multicelulares es la especialización de sus células y la cooperación entre ellas. La cooperación intercelular requiere la presencia de ciertas formas de comunicación con el fin de coordinar sus respectivas funciones, mediante hormonas y neurotransmisores. La especialización de las células y los tejidos permite el cumplimiento de varias funciones.

Las células de nuestro organismo contienen unas redes de comunicación interna sorprendentes. De la organización de estos circuitos depende la creación de nuevas células y nueva vida.
Tipos De Comunicación Intracelular
Comunicación Directa o tipo Gap: dentro de un mismo tejido algunas señales químicas y eléctricas se mueven de una célula a otra a través de una ventana comuna a sus membranas citoplasmático. Este tipo de unión intercelular se denomina hendidura o resquicio. Están formados por estructuras proteicas ensambladas para formar un verdadero canal entre las células.
Señalización Por Contacto
Dos células intercambian información a través de moléculas situadas en la superficie externa de la membrana celular. Este tipo de información se denomina también yuxtracrina y se produce, por ejemplo, entre las células presentadoras de antígeno (macrófagos) y los linfocitos.
Moléculas Comunicación Intracelular
Ciertas sustancias funcionan como mensajero entre una célula que los produce y otras que recibe el mensaje. Esto implica una maquinaria bioquímica capaz de sintetizar la sustancia en la célula emisora y un elemento receptor especializado en decodificar la molécula mensajera.
Mensajero Primario
Actúa en líquido extracelular.
Mensajero Secundario
Cuando funciona como mediador intracelular. Un mensajero secundario es una molécula que trasluce señales extracelulares corriente abajo en la célula, hasta inducir un cambio fisiológico en un efector, como, por ejemplo, una kinasa o un factor de transcripción.
Clasificación de Sistemas de Comunicación Intercelular
Autocrinos: Las células secretan mensajeros químicos que se fijan a receptores de la misma célula de origen.
Paracrinos: los productos de las células llegan, a través del líquido extracelular, a células vecinas y modifican su función.
Endocrinos: las hormonas llegan a las células blanco, por medio de la sangre circulante. Cuando las células secretoras son neuronas que vierten sus productos a la sangre, se trata de un mecanismo neuroendocrino.
Receptores
Son proteínas complejas situadas en la superficie o en el interior de las células.

La unión entre el mensajero y el receptor produce cambios iónicos, metabólicos y de transcripción, que activan los mecanismos intracelulares involucrados en el efecto biológico. Numerosos fármacos pueden activar los receptores o inactivarlos.
Receptores de Membrana
Unidos a canales iónicos: la unión entre el mediador químico y el receptor produce la apertura de un canal específico, que genera cambios en la conductancia de iones y en el potencial de membrana. Ejemplo: receptor colinérgico nicotínico.

Asociados a la enzima tirosincinasa (TK): ejemplo los receptores de insulina.

Asociados a la proteína G: estos productos han recibido el nombre de proteína G porque requieren para su funcionamiento nucleótidos de guanina; son sustancias reguladoras asociadas a la membrana celular, que tienen la propiedad de unir una molécula de guanosintrifosfato, para luego hidrolizarlo a GDP. Las proteínas G tienen un papel muy importante en la traducción de señales endocrinas nerviosas y algunos procesos mediados por las prostaglandinas.
Receptores Intracelulares
Los mensajeros químicos después de difundirse a través de la membrana celular, se unen a proteínas específicas del citoplasma o del núcleo celular y forman un complejo ligando-receptor, que se une al DNA nuclear e induce la síntesis de proteínas.

El receptor intracelular se divide en receptores citosolicos, (clase I y clase II). Como ejemplo de los primeros están los receptores de las hormonas esteroides, y la hormona triyoditironina posee receptores clase II.
Sistemas de Transducción
Cuando los mediadores (primeros mensajeros) no pueden atravesar la membrana celular, y los receptores de superficie se activan y forman una o varias moléculas que transfieren la información hacia los sistemas efectores. Estas moléculas son los segundos mensajeros o mensajeros secundario ya mencionados.

Los segundos mensajeros en general activan proteina cinasas, enzimas que catalizan la fosforilación de aminoácidos a proteínas. Ejemplo de segundos mensajeros están el AMPc, GMPc y fosfolípidos/Ca.
Liquido Intracelular
El líquido intracelular difiere notablemente del LEC; contiene en particular grandes cantidades de iones de calcio, además, las células tienen grandes cantidades de proteínas, aproximada cuatro veces más que el plasma.
Bases Químicas
La sinapsis es una unión funcional intercelular especializada entre neuronas o entre una neurona y una célula efectora casi siempre glandular o muscular. En estos contactos se lleva a cabo la transmisión del impulso nervioso. Éste se inicia con una descarga química que origina una corriente eléctrica en la membrana de la célula presináptica (célula emisora); una vez que este impulso nervioso alcanza el extremo del axón (la conexión con la otra célula), la propia neurona segrega un tipo de compuestos químicos (neurotransmisores) que se depositan en el espacio sináptico (espacio intermedio entre esta neurona transmisora y la neurona postsináptica o receptora). Estas sustancias segregadas o neurotransmisoras (noradrenalina y acetilcolina entre otros) son los encargados de excitar o inhibir la acción de la otra célula llamada célula post sináptica.

Estos enlaces químico-eléctricos están especializados en el envío de cierto tipo de señales de pervivencia, las cuales afectan a otras neuronas, a células no neuronales como las musculares o glandulares.
Tipos De Actividades Químicas
La actividad de pervivencia la cual se desarrolla en tres contextos:
* Entre dos neuronas: al estímulo lo transportan los neurotransmisores de tipo aminoácido.

* Entre una neurona y una célula muscular: al estímulo lo transportan los neurotransmisores de tipo éster.

* Entre una neurona y una célula secretora: al estímulo lo transportan los neurotransmisores de tipo neuropéptido.
Actividad De Supervivencia
* En la actividad neuroprocreadora.

* En la actividad de consumo alimenticio.

* En la actividad de conservación homeostática extrema.
La Sinapsis
La sinapsis se produce en el momento en que se registra actividad químico-eléctrica presináptica y otra postsináptica. Si esta condición no se da, no se puede hablar de sinapsis." En dicha acción se liberan neurotransmisores" ionizados con base química, cuya cancelación de carga provoca la activación de receptores específicos que, a su vez, generan otro tipo de respuestas químico-eléctricas. Cada neurona se comunica, al menos, con otras mil neuronas y puede recibir, simultáneamente, hasta diez veces más conexiones de otras. Se estima que en el cerebro humano adulto hay por lo menos 1014 conexiones sinápticas (aproximadamente, entre 100 y 500 billones).
Tipos de Sinapsis
Sinapsis eléctrica: es aquella en la que la transmisión entre la primera neurona y la segunda no se produce por la secreción de un neurotransmisor, como en las sinapsis químicas , sino por el paso de iones de una célula a otra a través de uniones gap, pequeños canales formados por el acoplamiento de complejos proteicos, basados en conexinas, en células estrechamente adheridas.
Ventajas de la Sinapsa Electrica
* Las sinapsis eléctricas poseen una transmisión bidireccional de los potenciales de acción, en cambio la sinapsis química solo posee la comunicación unidireccional.

* En la sinapsis eléctrica hay una sincronización en la actividad neuronal lo cual hace posible una coordinada acción entre ellas.

* La comunicación es más rápida en la sinapsis eléctricas que en las químicas, debido a que los potenciales de acción pasan a través del canal proteico directamente sin necesidad de la liberación de los neurotransmisores.
Sinapsis Química
La liberación de neurotransmisores es iniciada por la llegada de un impulso nervioso (o potencial de acción), y se produce mediante un proceso muy rápido de secreción celular: en el terminal nervioso presináptico, las vesículas que contienen los neurotransmisores permanecen ancladas y preparadas junto a la membrana sináptica. Cuando llega un potencial de acción se produce una entrada de iones calcio a través de los canales de calcio dependientes de voltaje. Los iones de calcio inician una cascada de reacciones que terminan haciendo que las membranas vesiculares se fusionen con la membrana presináptica y liberando su contenido a la hendidura sináptica. Los receptores del lado opuesto de la hendidura se unen a los neurotransmisores y fuerzan la apertura de los canales iónicos cercanos de la membrana postsináptica, haciendo que los iones fluyan hacia o desde el interior, cambiando el potencial de membrana local. El resultado es excitatorio en caso
Clases de Transmisión Sináptica
* transmisión excitadora: aquella que incrementa la posibilidad de producir un potencial de acción.

* transmisión inhibidora: aquella que reduce la posibilidad de producir un potencial de acción.

* transmisión moduladora: aquella que cambia el patrón y/o la frecuencia de la actividad producida por las células involucradas.


Neurotransmisores
Un neurotransmisor (o neuromediador) es una biomolécula que transmite información de una neurona (un tipo de célula del sistema nervioso) a otra neurona consecutiva, unidas mediante una sinapsis. El neurotransmisor se libera por las vesículas en la extremidad de la neurona presináptica durante la propagación del impulso nervioso, atraviesa el espacio sináptico y actúa cambiando el potencial de acción en la neurona siguiente (denominada postsináptica) fijándose en puntos precisos de su membrana plasmática.
Antecedentes Historicos
El científico español Santiago Ramón y Cajal logra describir por primera vez los diferentes tipos de neuronas en forma aislada.

Al mismo tiempo plantea que el sistema nervioso estaría constituido por neuronas individuales, las que se comunicarían entre sí a través de contactos funcionales llamados sinapsis (teoría de la neurona).
Procesos Bioquimicos Asociados a los Neurotransmisore
* Síntesis del neurotransmisor: por las neuronas presinápticas. Participan las células gliales. Según la naturaleza del neurotransmisor, éste se puede sintetizar en el soma neuronal o en las terminaciones nerviosas. Algunos neurotransmisores se sintetizan directamente en las terminaciones nerviosas gracias a enzimas que se han sintetizado en el soma y se han transportado a estas terminaciones. A través del interior del axón fluye una corriente de sustancias libres o encerradas en vesículas, que pueden ser precursores tanto de los neurotransmisores o sus enzimas, llamada flujo axónico.
* Almacenamiento del neurotransmisor: en vesículas de la terminación sináptica. * Liberación del neurotransmisor: por exocitosis, que es calcio dependiente. Cuando llega un impulso nervioso a la neurona presináptica, ésta abre los canales de calcio, entrando el ion en la neurona y liberándose el neurotransmisor en el espacio sináptico. El calcio además de iniciar la exocitosis, activa el traslado de las vesículas a los lugares de su liberación con la ayuda de proteínas de membrana plasmática y de la membrana vesicular. Cuando entra el calcio en la neurona, se activa una enzima llamada calmodulina que es una proteína quinasa, encargada de fosforilar a la sinapsina I, situada en la membrana de las vesículas y que las une a los filamentos de actina. Cuando la sinapsina I es fosforilada, las vesículas sinápticas se despegan de la actina y se movilizan hacia los sitios donde deban vaciarse.
Activacion Del Receptor del Neurotransmisor
División de los receptores neurotransmisores
Receptores ionotrópicos: producen despolarizaciones, generando potenciales de acción, respuestas excitatorias, producen hiperpolarizaciones o respuestas inhibitorias.

Receptores metabotrópicos: activan proteínas quinasas, las cuales, fosforilan activando o desactivando canales al interior de la célula.
Iniciación de las acciones del segundo mensajero
Toda molécula que transduce señales extracelulares corriente abajo en la célula, hasta inducir un cambio fisiológico en un efector.

PRINCIPIOS BÁSICOS DE LOS NEUROTRANSMISORES
El cuerpo neuronal produce ciertas enzimas que están implicadas en la síntesis de la mayoría de los NT. Estas enzimas actúan sobre determinadas moléculas precursoras captadas por la neurona para formar el correspondiente NT. Éste se almacena en la terminación nerviosa dentro de vesículas. El contenido de NT en cada vesícula (generalmente varios millares de moléculas) es cuántico.

TRANSPORTE DE LOS NEUROTRANSMISORES
Existen dos tipos de transportadores de los NT esenciales para la neurotransmisión. El transportador de receptación, localizado en las neuronas presinápticas y en las células plasmáticas, bombea los NT desde el espacio extracelular hacia el interior de la célula. El otro tipo de transportador localizado en la membrana de las vesículas concentra el NT en las mismas para su posterior exocitosis. Estos transportadores son activados por el pH citoplasmático y el gradiente de voltaje a través de la membrana vesicular. 
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