Captación de Señales en Células de Organismos Pluricelulares

Para que una célula responda, primero debe recibir un estímulo o señal. Esta suele ser una sustancia proveniente, en la mayoría de los casos, de células vecinas llamadas células inductoras, que producen la señal. La acción de estimular las células se llama inducción, y la célula sensible al estímulo se denomina célula diana o célula blanco. Dentro de un organismo pluricelular, las señales químicas pueden ser locales o distantes.

Señales Locales

Las señales locales llegan hasta la célula blanco por difusión. Existen tres tipos:

  • Señal local autocrina: Actúa sobre la célula que la produce. Las prostaglandinas son un ejemplo de este tipo de señal.
  • Señal local paracrina: Actúa sobre las células vecinas que presentan los receptores adecuados. Los neurotransmisores son ejemplos de este tipo de señal.
  • Señales yuxtacrinas: Pueden ser de dos tipos:
    • Cuando la señal unida a la membrana de la célula inductora toma contacto con el receptor localizado en la membrana plasmática de la célula blanco.
    • Se da en células conectadas a través de uniones entre las membranas plasmáticas.

Señales Distantes

Las señales distantes llegan a la célula blanco mediante algún sistema circulatorio y son producidas por otra célula que se encuentra alejada del lugar de acción. Por ejemplo, las señales endocrinas.

El Complejo Señal-Receptor

El glucocálix, ubicado en la parte externa de la membrana, constituye un conjunto de carbohidratos unidos a proteínas o a lípidos, o a ambos. Muchas de estas proteínas del glucocálix funcionan como receptores que captan los estímulos provenientes del ambiente.

Para que una señal pueda ejercer su acción sobre determinada célula, debe unirse previamente a un receptor específico. Las diferentes células no poseen receptores para la gran variedad de señales que andan “dando vueltas” por el organismo. La señal y su receptor funcionan “encajando” uno en el otro, según lo que se conoce como modelo llave-cerradura. En esta unión, el receptor cambia su estructura y forma un complejo señal-receptor. Este presenta las siguientes características:

  • Especificidad: El modelo llave-cerradura da la pauta de que la unión de la señal al receptor es muy específica y precisa.
  • Saturabilidad: Cuando el número de señales es muy alto, se saturan los receptores.
  • Reversibilidad: El complejo señal-receptor se separa después de su formación. Si la liberación no ocurre, el receptor será estimulado continuamente.

Tipos de Receptores

  • Los receptores asociados a proteínas G son proteínas que atraviesan la membrana plasmática hacia afuera y hacia adentro varias veces. La unión de una señal sobre el lado extracelular de estas proteínas cambia la forma de su región citoplasmática y abre un sitio de unión para que la “proteína G” se active y desencadene una serie de reacciones químicas dentro del citoplasma.
  • Los canales iónicos son proteínas integrales que comunican ambos lados de la membrana plasmática mediante poros que se abren y se cierran según determinadas condiciones.

Comunicación Directa Entre Células

Las células están comunicadas entre sí mediante señales químicas. A veces se pueden establecer uniones directas que permiten la comunicación entre estas células. Estas uniones intercelulares directas se dan gracias a especializaciones de la membrana plasmática y son críticas para el desarrollo y la función de los organismos pluricelulares.

Comunicación en las Células Animales

Las células animales a menudo se encuentran unidas mediante uniones de hendidura o gap, que proporcionan conexiones directamente entre los citoplasmas de células adyacentes. Las uniones gap son canales abiertos a través de la membrana plasmática que permiten la libre difusión de iones y pequeñas moléculas entre células vecinas, impidiendo el paso de proteínas y otras moléculas grandes. Los canales están formados por proteínas integrales llamadas conexinas, que se ensamblan para formar un cilindro con un poro abierto en el medio, el conexona o conexón.

Una célula animal está conectada con sus células vecinas por cientos de uniones de hendidura. De esta manera se conectan y cooperan entre sí, asegurando una distribución equivalente de moléculas y iones para cada célula.

Comunicación en las Células Vegetales

Las células vegetales están rodeadas de una pared celular. La conexión entre este tipo de células consiste en “puentes” de membrana que atraviesan las gruesas paredes de estas células, los plasmodesmos. Una célula vegetal suele tener miles de estas conexiones. Los plasmodesmos están recubiertos por membranas plasmáticas fusionadas entre sí. La abertura del poro está ocupada por un desmotúbulo, una prolongación del retículo endoplasmático.

Los plasmodesmos cumplen el transporte de gases y nutrientes de una célula a otra. Son importantes para las respuestas a las señales químicas.

Las Células Nerviosas

Una neurona “típica” posee tres regiones estructurales bien definidas que desempeñan distintas funciones:

  1. Cuerpo celular o soma: Interviene en la producción de todas las sustancias necesarias para la célula, así como la coordinación de sus funciones vitales. El retículo endoplasmático rugoso del soma es muy abundante y recibe el nombre de cuerpos de Nissl. Los somas agrupados forman los ganglios nerviosos en el sistema nervioso periférico y los núcleos en el sistema nervioso central.
  2. Dendritas: Son prolongaciones ramificadas del cuerpo celular, por lo general cortas. A través de ellas, las neuronas reciben información de otras neuronas.
  3. Axón: Es una ramificación más larga y delgada que las dendritas. Cerca de su extremo, el axón se divide en un ramillete de ramificaciones que terminan en un botón terminal. De esta forma, una neurona transmite información a la siguiente neurona o hacia los músculos o las glándulas. Algunos axones están recubiertos a tramos por una vaina, la mielina, una sustancia aislante que aumenta la velocidad de propagación del impulso nervioso y permite que las respuestas sean aún más rápidas. Los conjuntos de axones forman los nervios.

En el sistema nervioso también se encuentran las células de la glía o células gliales que, aunque no se encargan de la conducción de información, acompañan a las neuronas. Por ejemplo, facilitan su nutrición y también retiran productos de desecho o restos de tejido. Existen distintos tipos de células gliales: algunas forman la vaina de mielina, otras denominadas astrocitos sirven de guía para el desarrollo neuronal y son esenciales en los procesos de regeneración.