Tipos de comunicación entre células

De acuerdo a la manera como llegan a interaccionar la señal y su receptor podemos diferenciar fundamentalmente tres tipos de comunicación entre células:

• Comunicación directa
• Presentación de señales
• Secreción de señales
  
  
  
  Comunicación directa
  
  
  Las células que están en contacto poseen las llamadas uniones comunicantes o uniones ‘gap’ (gap junction). Estas uniones se forman al coincidir unas proteínas hexaméricas que atraviesan la membrana (proteínas transmembrana) llamadas conexones entre dos células adyacentes. Permiten el intercambio de moléculas de bajo peso molecular (<1000), por ejemplo: precursores de ácidos nucleicos y mediadores intracelulares (Ca²⁺ y AMPc).
  
  
  Presentación de señales
  
  
  La señal se expone al exterior sin que se libere, la interacción con el receptor requiere que las dos células contacten. Relacionado con el desarrollo y la respuesta inmune.
  
  
  Secreción de señales
  
  
  Implica la liberación al exterior celular de la molécula señal.
  
  
  Secreción paracrina
  
  
  Aunque no haya contacto entre las células implicadas, estas se encuentran cerca la una a la otra, en el mismo tejido u órgano.
  
  Un tipo de señal paracrina especial por su sofisticación lo constituyen las uniones sinápticas.
  Sinapsis química: En ellas intervienen las neuronas que reciben un impulso nervioso que es transmitido por su axón y al llegar al terminal nervioso se desencadena un proceso para liberar unas señales, llamadas en este caso neurotransmisores, que son vertidas al espacio sináptico (50 nm) y luego captadas por las células diana.
  La comunicación paracrina es la que se produce entre células que se encuentran relativamente cercanas, sin que para ello exista una estructura especializada como es la sinapsis, siendo una comunicación local. La comunicación paracrina se realiza por determinados mensajeros químicos peptídicos como citocinas, factores de crecimiento, neurotrifinas o derivados del ácido araquidónico como prostaglandinas, tromboxanos y leucotrineos. Tambien por histamina y otros aminoácidos.
  La comunicación paracrina es la que se realiza cuando se produce una hemorragia por rotura de un vaso sanguíneo, que para producir la hemostasia, intervienen diferentes tipos de células como las células endoteliales, las plaquetas, los fibroblastos, los macrófagos, etc. El mismo tipo de comunicación celular es el que ocurre durante la inflamación local.
  
  
  Secreción autocrina
  
  
  Las células implicadas, célula emisora y célula receptora, pertenecen a un mismo tipo celular, por lo que las señales liberadas, además de a otras células cercanas, también afectan a la propia célula secretora de la señal.
  La comunicación autocrina o auto comunicación es la que establece una célula consigo misma. Este tipo de comunicación es el que establece la neurona presináptica al captar ella misma en sus receptores celulares, los neurotransmisores que ha vertido en la sinapsis, para así dejar de secretarlos o recaptarlos para reutilizarlos. Muchas células en crecimiento como las células del embrión o las células cancerosas producen factores de crecimiento y los receptores para esos mismos factores de crecimiento y así perpetuar su proliferación, controlada en el caso del embrión y descontrolada en el caso del cáncer.
  
  Secreción endocrina
  
  
  Es la mejor conocida. La molécula señal recibe el nombre de hormona.
  No siempre es clara la separación entre estos tipos de secreciones.
  • La somatostatina u hormona del crecimiento en la mucosa duodenal actúa como señal paracrina y como hormona.
  • Las catecolaminas, adrenalina y nor-adrenalina (epinefrina y nor-epinefrina) puede ser neurotransmisores y hormonas.
  • El EGF (Epidermal Growth Factor = Factor de crecimiento epidérmico) es sintetizado como señal de presentación como proteína integral de membrana, puede sufrir el ataque de proteasas que la convierten en factor soluble paracrino.
    
    Receptores
    
    
    Las células blanco responden a una señal enviada por otra célula. Esta señal es captada por receptores presentes en la célula blanco que reconocen y se unen de manera específica a una molécula señal. Los receptores son proteínas que dentro de su estructura poseen un sitio de unión exclusivo para un tipo de molécula señal.
    Según su localización en la célula los receptores pueden clasificarse en dos tipos:
    
    
    Receptores intracelulares: Son proteínas que se ubican en el citoplasma o en el núcleo. Se unen a moléculas señal  liposolubles que pueden difundirse con facilidad a través de la membrana plasmática. La unión entre receptor y la molécula señal forman un complejo que interactúa directamente en los genes, regulando su expresión. Hormonas lipídicas como la progesterona, el estrógeno y la testosterona se unen a receptores intracelulares de la célula blanco. 
    
    Receptores de superficie celular: Son proteínas transmembrana ubicadas a lo largo de la membrana plasmática. Principalmente fijan moléculas señal  hidrosolubles, es decir, que no pueden difundirse a través de la membrana de la célula. Hormonas peptídicas como la insulina, neurotransmisores y factores de crecimiento se unen a este tipo de receptores.
    
    Cada uno de estos mecanismos de señalización permite mantener una homeostasis en el cuerpo que favorece su salud e integración.
    
    

La relación en los animales. Los receptores

La relación en los animales

Para desplazarse, capturar a las presas, defenderse, huir, etc., muchos animales han desarrollado unos sofisticados órganos sensoriales con los que detectan estímulos específicos; unos complejos sistemas de coordinación nerviosa y química con los que procesan la información y elaboran respuestas, y unos efectores con los que ejecutan las respuestas; por ejemplo, los sistemas de locomoción, que les permiten correr, nadar, saltar, etc.

Los receptores

En los animales, los receptores son unas células especializadas capaces de percibir determinados estímulos. Los receptores pueden ser simplemente células nerviosas o grupos de células sensitivas. A veces, los receptores forman parte de estructuras complejas muy especializadas que reciben el nombre de órganos sensoriales.

Tipos de receptores

Según su localización los receptores pueden ser externos e internos.

• Receptores externos. Recogen la información que procede del exterior.
• Receptores internos. Reciben la información del medio interno.

Según el tipo de estímulo pueden ser:

• Fotorreceptores. Captan estímulos luminosos. La mayoría de los animales detectan la luz visible y algunos la luz ultravioleta (insectos).
• Quimiorreceptores. Se estimulan con sustancias químicas (olores y sabores).
• Mecanorreceptores. Responden a estímulos mecánicos como el tacto, el dolor, la presión, la gravedad, el sonido y el equilibrio.
• Termorreceptores. Discriminan el calor y el frío.
• Electrorreceptores. Detectan la energía eléctrica.

Algo más:

Algunos animales, como los murciélagos y las ballenas son capaces de orientarse y localizar a sus presas, aún en total oscuridad, gracias a un tipo de percepción de objetos a distancia llamado ecolocación. Estos animales emiten ultrasonidos, estos rebotan en los obstáculos y regresan a los oídos, lo que permite al animal determinar su localización.

Ejemplos de receptores en animales:

Los fotorreceptores

Algunos son muy sencillos, como los ocelos de las medusas, que solo detectan la luz y algunos colores. Otros son más complejos, como los ojos compuestos de los insectos formados por numerosos ojos simples, los omatidios, que ofrecen al animal una visión en mosaico. Los más complejos son los ojos de los vertebrados, que agrupan los fotorreceptores en una membrana llamada retina.

Los mecanorreceptores

En los animales invertebrados, están distribuidos por la superficie corporal, la boca, las antenas y las patas. En los animales vertebrados, los mecanorreceptores del tacto y del dolor están en la piel, y los acústicos y del equilibrio, en el oído. En los peces, la línea lateral es un receptor que percibe las vibraciones del agua e informa al animal de los movimientos de otros animales de su entorno.

Los quimiorreceptores

En los invertebrados, se localizan en la porción anterior del cuerpo, en las antenas, las patas, etc. En los vertebrados existen receptores para el olfato, en la cavidad nasal y, para el gusto, en la lengua (mamíferos) y en la cavidad bucal (el resto de vertebrados). En las serpientes, hay un órgano especial que percibe los olores a través de la punta de la lengua.

Los termorreceptores

Están en la superficie corporal y la lengua (mamíferos) y en las antenas de algunos insectos. Ciertas serpientes tienen un órgano, la foseta, situada entre los ojos y las fosas nasales (que sólo les sirven para respirar, no para oler) que les sirve para percibir los cambios o las variaciones de la temperatura externa, y que les permite localizar a los animales de sangre caliente (homeotermos) en total oscuridad.

La relación en las plantas

Aunque no pueden desplazarse, las plantas responden a diferentes estímulos del medio que les rodea, como la humedad, la temperatura, la gravedad, la iluminación, entre otros, que les permiten adaptarse a vivir en él.

Los tipos de respuestas

Las respuestas de las plantas pueden ser de tres tipos:

Los tropismos. Son movimientos relacionados con el crecimiento de la planta o de una de sus partes. Son respuestas lentas e irreversibles. El tropismo es positivo si el movimiento es de acercamiento al estímulo, y negativo, si es de alejamiento.

Las nastias. Son cambios rápidos y pasajeros de ciertas partes de la planta, como consecuencia de movimientos de turgencia de sus células.

La fotoperiodicidad. Son respuestas debidas a los cambios de iluminación (horas de luz) que se producen a lo largo de las estaciones del año. Las plantas ajustan de esta forma ciertas actividades vitales a la duración relativa del día y de la noche.

Regulación de las respuestas en las plantas

Las plantas producen unas sustancias llamadas hormonas vegetales, que tienen la capacidad de activar o de inhibir algunas de sus actividades (el crecimiento, la floración, la caída de las hojas, la maduración de los frutos, etc.). Estas sustancias se fabrican en algunos de sus órganos y tejidos y son transportadas hasta los lugares de la planta en los que se producen las respuestas.

Plantas y fotoperiodicidad

Muchos de los procesos de desarrollo de la planta están regulados por la duración del día y la noche. Entre ellos podemos destacar:
La floración. Algunas plantas florecen en días largos, es decir, en verano, como el trigo o la avena. Otras lo hacen cuando los días son cortos, como el arroz, o la soja.
El amarillamiento y la caída de las hojas.
La maduración y la caída de los frutos.

Los tropismos y las nastias

Los tropismos

Según la naturaleza del estímulo hay diferentes tipos de tropismos.

Algunos movimientos se deben a estímulos luminosos (fototropismo) que provocan el crecimiento de los tallos, de los pecíolos de las hojas, etc., acercándose a la fuente luminosa. Otros se producen por la gravedad (geotropismo), como el crecimiento de las raíces hacia el suelo.

Las nastias

También se deben a diferentes estímulos, como la temperatura o la luz. Por ejemplo, el dondiego de noche cierra sus flores durante el día y las abre al atardecer. Otras abren las hojas de día y las cierran de noche. En otros casos, los estambres de algunas flores se curvan hacia dentro al contacto de un insecto polinizador.

Dondiego de noche

Mecanismos de respuesta en el nivel organismo

La relación en los seres vivos

Qué son las funciones de relación

Las funciones de relación son aquellas que permiten a un ser vivo recibir la información del exterior o de su interior y responder a ella de la forma más adecuada para asegurar su supervivencia.

En toda función de relación se distinguen el estímulo; el receptor, que capta el estímulo y transmite la información al efector, que ejecuta la respuesta más adecuada.

Los estímulos

Un estímulo es un cambio en el medio que rodea a un organismo o en su interior. Estos cambios pueden ser de temperatura, de luz, de sonido, de concentración de alguna sustancia, etc.

Las respuestas

Las respuestas que ejecutan los receptores pueden ser muy diversas y se pueden agrupar en estáticas y dinámicas.

Estáticas. Son aquellas en las que no se produce movimiento; son la producción y la secreción de sustancias.

Dinámicas o taxias. En ellas sí se produce movimiento como respuesta al estímulo. Son positivas si se acercan al estímulo y negativas si se alejan de él.

Algo más:

En los organismos unicelulares, es su célula la que realiza todo el proceso de captación del estímulo y de ejecución de la respuesta. Una forma de responder a los estímulos es mediante el movimiento celular.

Los organismos pluricelulares tienen células especializadas para detectar determinados estímulos y todas ellas tienen que responder de manera coordinada ante un estímulo. Para ello, cuentan con sistemas de coordinación, que pueden ser de dos tipos:

• La coordinación nerviosa (solo en los animales). La realiza el sistema nervioso a través de las neuronas, células encargadas de transmitir y de procesar la información.
• La coordinación química (en todos los reinos). El sistema hormonal o endocrino responde a los cambios del medio interno, mediante unas sustancias llamadas hormonas.