COMUNICACIÓN INTERCELULAR

En el cuerpo humano, un organismo multicelular, existe una innumerable variedad de

células que cumplen distintas funciones: podemos hablar desde las células germinales,
como el espermatozoide o el ovocito, que tienen una carga genética haploide, hasta todo
el resto de las célula somáticas, con carga diploide, como una célula de riñón especializada
en la absorción y secreción de sustancias, una célula del hueso, que se especializa en darle
forma y estructura al organismo, células de la piel que actúan como una barrera para
limitar la entrada o salida de sustancias del medio interno al externo, etc. Todas estas
células, que nacen de una en común y luego se diferencian en otros tipos de tejidos,
necesitan cumplir funciones diferentes en el organismo y para lograrlo deben estar
permanentemente comunicadas. Existen solamente dos tipos de lenguajes o vías por las
cuales las células de un organismo pueden comunicarse entre ellas: la vía química y la vía
eléctrica. Ambas tienen sus propias características, la química es: lenta, porque es una vía
que implica que la molécula señal o la sustancia que lleva el mensaje a otra célula entre al
sistema circulatorio y, por lo tanto, requiere de un determinado tiempo para llegar hacia
todas las células diana (aquellas que pueden responder a ese estímulo); es difusa, porque
al entrar al sistema circulatorio se difunde por todo el organismo, no va dirigida a un
punto específico; y es perdurable porque mientras esa sustancia o molécula esté
circulando en la sangre y esté dentro de su periodo de vida media va a poder interactuar
con su receptor y cumplir con la función biológica específica. En cambio, si hablamos de la
comunicación eléctrica esta es: rápida, porque por ser un tipo de lenguaje eléctrico que se
produce a través de los llamados potenciales de acción, se transmite a una velocidad muy
alta desde una célula emisora hasta una receptora o postsináptica; es focalizada, porque se
dirige, a través del axón, de una célula hacia otra, esa señal llega a un punto específico y
no se disemina por todo el organismo; y es efímera, porque una vez que ese potencial de
acción finaliza la señal desaparece.

TIPOS DE COMUNICACIÓN QUÍMICA

Sistema de comunicación local
Uniones de hendidura o gap
Permite el pasaje de señales tanto químicas como eléctricas entre células vecinas a través
de unas estructuras llamadas conexones. Esta es la forma más simple de comunicación
entre células y es la única en donde las señales eléctricas pueden pasar directamente de
una célula a la otra. Cuando las uniones están abiertas el tejido funciona como un sincitio,
es decir, como una unidad, y las moléculas capaces de atravesar esos poros son por
ejemplo iones, aminoácidos, ATP, AMP cíclico, etc. En los mamíferos estas uniones están
presentes en muchos tejidos como el del músculo cardíaco, en algunos tipos de músculo
liso, en pulmón, hígado y neuronas.

Autocrina
La molécula liberada (ligando o molécula señal) actúa sobre receptores de la misma célula
que la produce, es decir, la célula secretora es a su vez la receptora de esa señal. Esto
sucede cuando los receptores detectan un exceso en el medio de la sustancia que se está
secretando y así la célula puede autorregularse para limitar o inhibir la secreción. Por
ejemplo, la noradrenalina, que es liberada en terminaciones sinápticas, actúa sobre
receptores de la membrana presináptica, es decir, de la célula secretora, inhibiendo la
liberación de más neurotransmisores.

Comunicación paracrina
El ligando puede actuar en células vecinas, pero sin necesidad de penetrar al torrente
sanguíneo, es decir, que la célula secretora libera la molécula señal al espacio intersticial y
esta puede interactuar con un receptor específico que está presente en una célula vecina
(la llamada célula diana). Por ejemplo, la somatostatina, que es una hormona liberada por
un tipo de células de los islotes pancreáticos, entrando al espacio intersticial puede regular
la liberación de otras hormonas secretadas por células de los mismos islotes, cómo la
insulina y el glucagón. De esa misma manera, la histamina, liberada por tejidos dañados,
difunde a los capilares cercanos a la lesión y lo hace más permeables a los glóbulos
blancos y a los anticuerpos del plasma.

Comunicación yuxtacrina
En este caso el ligando secretado permanece unido a la membrana de la célula señal e
interactúa con un receptor unido a la membrana de una célula vecina. Por esta razón se la
llama también comunicación por contacto, ya que se necesita que las dos células estén en
contacto entre sí para que se pueda producir la interacción ligando-receptor y así se
transmita la señal. Este tipo de comunicación está presente en ciertos tejidos durante el
desarrollo embrionario como el sistema inmune.

Sistema de comunicación a distancia

Comunicación endocrina
El sistema endocrino se comunica utilizando hormonas: estas son señales químicas
secretadas en la sangre y así distribuidas en todo el organismo mediante la circulación. Si
bien las hormonas entran en contacto con la mayoría de las células del cuerpo, solo actúan
en aquellas que poseen receptores específicos para ella, las llamadas células blanco o
diana. tenemos que hacer una salvedad respecto a lo que dijimos hace un rato de sistema
nervioso.

Comunicación neuroendocrina
El sistema nervioso utiliza una combinación de señales tanto químicas como eléctricas
para comunicarse a distancia. Una señal eléctrica viaja a lo largo de una neurona hasta que
alcanza el extremo de la célula dónde se traduce en una señal química al secretar una
sustancia señal, estas son llamadas moléculas neuroendocrinas y según la función que
cumplen se clasifican en neurotransmisor, neuromodulador o neurohormona. Si una
molécula neuroendocrina difunde desde la neurona a través de un espacio extracelular
estrecho hasta una célula diana y tiene un efecto de inicio rápido, se les denomina
neurotransmisor. En cambio, cuando actúa más lentamente como una señal autocrina o
paracrina se denomina neuromodulador, y cuando difunde en la sangre para distribuirse
en todo el cuerpo entonces se denomina neurohormona. Las similitudes entre las
neurohormonas y las hormonas clásicas secretadas por el sistema endocrino tienden un
puente en la brecha entre los sistemas nervioso y endocrino, lo que los convierte en un
continuo funcional más que en dos sistemas distintos, es decir, que el sistema endocrino y
sistema nervioso están estrechamente relacionados en lo que se refiere a la regulación de
todas las funciones del organismo.

Este es un ejemplo de comunicación neuroendocrina, donde se representan los ejes

endocrinos constituidos por el hipotálamo, la adenohipófisis y luego las glándulas
secretoras o tejidos del organismo que son blancos de las hormonas liberadas por
adenohipófisis. En este caso, el hipotálamo, que es una estructura correspondiente al
sistema nervioso central, es decir que está constituido por neuronas, tiene la capacidad de
sintetizar y liberar hormonas como GnRH, GHRH, TRH, PRH y CRH, que son estimuladoras,
y somatostatina (SS) o PIH (hormona inhibidora de la prolactina), que son inhibidoras.
Todas estas hormonas hipotalámicas actúan a nivel de la adenohipófisis estimulando o
inhibiendo la síntesis de otras que van a actuar en los tejidos diana. Entonces, las
sustancias liberadas por el hipotálamo, una estructura nerviosa constituida por neuronas,
son llamadas neurohormonas.

Comunicación sináptica o nerviosa

Utiliza una combinación de señales eléctricas y químicas. Existen las células presinápticas
(núcleo marrón), aquellas que, a través de una señal eléctrica, van a mandar un mensaje a
lo largo de su exón y una vez que llega al botón axonal se produce la liberación del
neurotransmisor al espacio sináptico, el cual interactúa con un receptor en la célula
postsináptica (núcleo azul), la cual puede ser otra neurona, una muscular o de una
glándula endocrina. Esta célula es la que va a producir la respuesta biológica
correspondiente.

En este esquema se representa cómo se produce la sinapsis: están las células presinápticas
con el botón axonal, donde están acumuladas las vesículas que contienen el
neurotransmisor. Cuando esa célula es estimulada, se genera el potencial de acción en su
membrana, el cual al llegar al final de ese botón sináptico produce la liberación del
contenido de esas vesículas que ingresan al espacio sináptico y allí interactúan con los
receptores presentes en la dendrita de la neurona postsináptica. A la izquierda se
esquematiza un potencial de acción que representa los cambios que se producen a nivel
eléctrico en las membranas de las células tanto presináptica como postsinápticas.

Comunicación feromonal
Utiliza como molécula señal a las feromonas, que son sustancias químicas secretadas por
los seres vivos con el fin de provocar comportamientos específicos en individuos de la
misma especie. En la naturaleza existen varios ejemplos: en las abejas, las feromonas son
utilizadas, por ejemplo, por la reina para controlar a las obreras, durante el vuelo nupcial
para atraer a los machos, para estimular la agregación de los enjambres, para mantener la
tranquilidad de la colmena, promover la recolección de néctar, etc. En las hormigas las
feromonas cumplen distintos tipos de funciones como: sexual, atracción del sexo opuesto,
facilitar el apareamiento y por tanto la reproducción, como reacciones de dispersión. Son
hormonas que incrementan el espaciamiento entre los individuos y disminuyen la
competencia intraespecífica, pueden actuar como alarma para alertar a los individuos de
una población en caso de peligro y también como señales de rastro. Son utilizados por las
hormigas para ser seguidas con fines específicos, como, por ejemplo, cuando una hormiga
detecta una fuente de comida, guía al resto de su población al lugar. En el caso de los
mamíferos, ocurre con los perros cuando una hembra está en celo, los machos se acercan
al animal e intentan la copula; a través de estas sustancias volátiles, se logra el
acercamiento y se facilita entonces el apareamiento. En el caso de la especie humana, si
bien hay estudios científicos que señalan la posible existencia de feromonas, los resultados
hasta la actualidad son bastante contradictorios y hay muchas dudas de acuerdo a la
metodología y las conclusiones poco claras que existen. En la actualidad, no hay un
consenso definitivo acerca de la existencia de estas feromonas en humanos; se cree que, si
existen, pero no se conoce exactamente todavía el funcionamiento de este tipo de
moléculas.

Diferentes tipos de comunicación química para una misma sustancia

Hay que tener en cuenta que una misma molécula señal puede utilizar distintos tipos o
vías de comunicación. Por ejemplo, la insulina, que es una hormona secretada por las
células beta de los islotes pancreáticos, puede utilizar la vía autocrina, a partir de la cual la
misma sustancia que libera la célula beta actúa sobre sus receptores en las células
secretoras regulando su secreción. Además, puede utilizar la vía paracrina mediante la
cual, a través de su liberación al espacio intersticial, impacta en receptores de las células
vecinas cómo son las células productoras del glucagón inhibiendo la síntesis del mismo.
Pero también la insulina ingresa a la circulación general y a partir de ahí llega a todos los
tejidos blancos o diana, donde produce sus respectivas respuestas fisiológicas. De igual
forma, una misma señal química puede inducir diferentes tipos de respuestas en su célula
blanco dependiendo de los receptores a los cuales se una.

Por ejemplo, para acetilcolina, un neurotransmisor, existen distintos tipos de receptores

divididos en dos grandes grupos: los muscarínicos y los nicotínicos, y dependiendo de con
cual se una va a producir una respuesta diferente:

Receptores muscarínicos:
 En músculo cardíaco produce es una relajación de la fibra muscular cardiaca.
 En las glándulas salivales estimula la secreción de saliva.
 En el músculo gastrointestinal (musculo liso) estimula la contracción de la fibra
muscular lisa.
Receptores nicotínicos:
 En el músculo esquelético produce una contracción de la fibra muscular esquelética.

Tipos de mediadores químicos

Esteroideos: son todas las hormonas que derivan del colesterol, entre ellos se pueden
mencionar: corticosterona, cortisol, progesterona, testosterona, estrona, etc. Todos ellos
tienen un precursor común, pero dependiendo de las dobles ligaduras, los grupos
cetónicos o hidroxilos que se unan a la molécula van a adquirir una forma, actividad y
función específicas.
Derivados de fosfolípidos de membrana: el ejemplo más común el ácido araquidónico,
que se produce a partir de la acción del fosfolipasa A2 sobre estos fosfolípidos de
membrana. Luego pueden actuar sobre este enzimas y dar como producto otras
moléculas; cómo la ciclooxigenasa, que origina prostaglandinas o tromboxano A2, o la
lipoxigenasa, obteniendo como producto final un leucotrieno.
Derivados de aminoácidos: las hormonas tiroideas derivan de un aminoácido llamado
tirosina, el cual sufre modificaciones por adición de yodo o por unión de moléculas
menores que se van ensamblando y dando como resultado dichas hormonas.
Proteínas y péptidos: estos se clasifican según la cantidad de aminoácidos que se unan,
como ejemplo existe la insulina, hormona foliculoestimulante (FCH), hormona luteinizante
(LH), endorfinas, péptido intestinal vasoactivo.
Gases: como óxido nítrico y el monóxido de carbono.
Aminas son moléculas derivadas de un aminoácido llamado tirosina que sufre
transformaciones por acción de diferentes enzimas, transformándose en dopamina,
noradrenalina, adrenalina, etc.

RECEPTORES
Para que una molécula señal pueda actuar, se necesita de la presencia de receptores. Estos
son proteínas complejas situadas ya sea en la membrana o en el interior de la célula diana,
y a los cuales se unen los ligandos o primeros mensajeros, que pueden ser naturales, es
decir, producidos por el mismo organismo o artificiales, como en el caso de un fármaco.

Para cumplir su función, los receptores comparten ciertas características generales:

 Unión reversible con afinidad elevada: en presencia del ligando y del receptor, existe
una alta afinidad entre ambos que hace que se acoplen y se produzca el complejo
ligando-receptor. Si bien esto es una reacción reversible, esta afinidad asegura que
predomine la unión de ambas estructuras para facilitar la acción del ligando o molécula
señal.
 La concentración de receptores está sujeta a regulaciones: esto depende de la acción de
distintos factores y la utilización de diferentes mecanismos como son la internalización,
transcripción y regulación homologa o heteróloga. Se habla de internalización cuando,
por la presencia de una cantidad excesiva del ligando, se produce una endocitosis en la
célula de los receptores (se internalizan), y de esta manera se impide que interactúen
con el ligando. Esta es una regulación a corto plazo.
 Las modificaciones de la transcripción es una regulación a largo plazo porque esto
implica que se tenga que alterar la transcripción del ARN para la síntesis de proteínas
que van a formar los receptores para el ligando, por lo tanto, todo este proceso
necesita un tiempo y no se puede lograr inmediatamente.
Una regulación es homologa cuando la cantidad de receptores varía de acuerdo a la
concentración del ligando. Por ejemplo, un exceso de insulina provoca en las células
diana una disminución o regulación decreciente (downregulation) de la expresión de
receptores, es decir, receptores expuestos, para evitar que la hormona actúe en exceso.
En cambio, cuando hay un déficit de insulina, se produce un aumento o regulación de
incremento (up regulation), lo que significa que la célula diana expone una mayor
cantidad de receptores para poder aprovechar la baja cantidad o concentración de
hormonas disponibles. Por último, una regulación heteróloga se produce cuando un
mediador determinado modifica la concentración de receptores para otras sustancias.
Por ejemplo, durante el embarazo la progesterona actúa reprimiendo la transcripción
génica para aquellas proteínas que van a constituir receptores para la oxitocina, ya que
esta es una hormona que actúa sobre el músculo uterino produciendo contracciones.
 Especificidad para el ligando natural: hay sitios complementarios en la estructura del
ligando y del receptor que permiten el reconocimiento tipo antígeno-anticuerpo o llave
cerradura. Esta especificidad tisular se debe la presencia o no de receptores para un
ligando.
 Especificidad en la distribución tisular: las moléculas señales ingresan al torrente
sanguíneo y circulan por todo el organismo de manera que las células de los distintos
tejidos están expuestas a ella. Sin embargo, ese ligando solo va a poder actuar en
aquellas células que expresan al receptor y que son las que necesitan de su acción.
 Localización celular acorde a las características del mediador: si se habla de una
molécula señal que sea del tipo proteica (molécula de gran tamaño) y que no pueda
atravesar la membrana, su receptor necesariamente tendrá que estar ubicado en la
membrana celular. En cambio, si es una hormona esteroidea o tiroidea, que son
lipofílicas y pueden atravesar la capa de fosfolípidos en la membrana, su receptor podrá
estar en el interior celular, ya sea en el citosol o en el núcleo.
 Utilización de mecanismo de transducción de señales: aplica para aquellas moléculas
señales que tienen su receptor en la membrana, por lo tanto, para que su mensaje
llegue hasta el núcleo de la célula necesita una serie de pasos intermedios, lo que es
llamado transducción de señales.

Es importante tener en cuenta que los receptores son fundamentales para el

funcionamiento del organismo en condiciones normales y que alteraciones o defectos que
se produzcan en ellos pueden conducir a receptorpatias o patologías derivadas de alguna
disfunción o alteración de los receptores. Estos se pueden producir, por ejemplo, cuando
existen mutaciones en los genes que codifican receptores y causan enfermedades
diferentes como una producción de anticuerpos que actúan contra los receptores de una
determinada molécula señal. Cuando esto ocurre, por ejemplo, contra los receptores de la
TCH u hormonas tiroideas, se produce lo que se conoce como enfermedad de Graves. Si se
causa un tipo de alteración o modificación de los receptores nicotínicos del acetilcolina,
puede conducir a otra enfermedad llamada Miastenia Gravis.
Entonces, se puede tener concentraciones normales de un ligando, pero si sus receptores
no actúan normalmente, no son funcionales, y no puede actuar, y por lo tanto se producen
alteraciones que pueden conducir a alguna patología. Además, otro lado los receptores
son estudiados y utilizados también para poder controlar ciertas enfermedades.
Clasificación
La ubicación de los receptores depende de la naturaleza química del ligando:

Receptores de membrana
Son aquellos que están presentes para moléculas lipofóbicas (hidrosolubles), es decir, que
no pueden atravesar la capa lipídica de las membranas celulares, por lo tanto, deben
unirse a un receptor ubicado en la cara externa de la membrana. Este mecanismo resulta
en un proceso rápido, viéndose la respuesta en milisegundos a minutos. Dentro de los
receptores de membrana existen otros tres tipos, que son:
 Receptores acoplados a canales iónicos: la unión del ligando al receptor produce la
apertura o el cierre de canales iónicos, cambios en la conductancia iónica y del
potencial de membrana. Estas son las vías más rápidas, por lo que se ubican a menudo
en tejidos excitables, cómo son los nervios y los músculos.
 Receptores acoplados a proteína G: la unión del ligando a una proteína G produce la
activación de diferentes enzimas como la adenilato ciclasa, guanilato ciclasa o la
fosfolipasa C. En caso de que el ligando se una a una proteína Gs (S del inglés
stimulatory, estimuladora), va a estimular a adenilato ciclasa con el consecuente
aumento de la producción de AMP cíclico. En cambio, si se une a una proteína G
inhibidora (Gi) va a producir inhibición de la adenilato ciclasa; a una proteína GQ,
activará fosfolipasa, etc.
 Receptores con actividad tirosina quinasa: la unión del ligando al receptor activa a
tirosina quinasa, que a veces es parte del mismo receptor y se inicia una cadena de
señales.

Este es un ejemplo de cómo puede actuar un receptor

de membrana acoplado a un canal iónico. La molécula
señal, representada en color naranja, se une al receptor
que constituye un canal iónico; el complejo ligando-
receptor se abre y permite el ingreso del ion
determinado al interior celular. Entonces, al cambiar la
concentración de dicho ion en el citoplasma, se
desencadenan diferentes respuestas celulares. Una vez
que ligando se separa del receptor, este canal se vuelve
a cerrar y así termina la respuesta biológica
Los receptores de membrana acoplados a proteína G tienen la característica de poseer 7
sitios transmembrana, es decir, que atraviesan siete veces la membrana. Se los llama
también receptores de tipo serpentina y tienen un extremo extracelular grupo amino, que
se une con el ligando, y un extremo carboxilo intracelular, que es el que se une a los
segundos mensajeros que van a llevar el mensaje hasta el núcleo de las células para
producir la respuesta biológica.

En esta imagen se puede observar al ligando y el receptor de membrana, el cual está

acoplado a la proteína G constituida por tres subunidades: alfa, beta y gamma. Una vez
que se produce la unión del ligando al receptor, se utiliza GTP para producir la separación
de la subunidad alfa de la proteína G. Esta última, activada, va a acoplarse con la adenilato
ciclasa para activarla, lo cual produce un aumento en la síntesis de AMP cíclico dentro del
interior celular, el cual actúa como segundo mensajero produciendo una serie de
respuestas celulares. A su vez, se muestra en la figura que, si una fosfodiesterasa actúa
sobre el AMP, lo hidroliza y, por lo tanto, disminuye su efecto
En este caso, un receptor de membrana acoplado una proteína GQ utiliza como segundo
mensajero a la vía de los inositoles fosfato (mecanismo que emplea angiotensina o
vasopresina). Cuando la subunidad alfa de la proteína G se separa, activa una fosfolipasa c
que va a actuar sobre los fosfolípidos de la membrana produciendo diacilglicerol, el cual, a
su vez, activa a una proteína quinasa C, la cual produce fosforilación de proteínas y una
cascada de eventos que van llevar a distintos tipos de respuestas celulares. Además, la
fosfolipasa C produce aumento del inositol trifosfato que va a facilitar el ingreso de calcio
a la célula, el cual también actuará como un segundo mensajero que va a producir las
correspondientes respuestas biológicas

Los receptores con actividad tirosina quinasa

tienen un dominio extracelular, que se une al
ligando, y un dominio intracelular, que tiene
la actividad tirosina quinasa. Cuando el
ligando, en este caso, la insulina se une al
receptor, el dominio interno se fosforila y
esto hace que se inicie una cascada de
eventos llamada transducción de señales,
que va a llevar a la producción de diferentes
tipos de respuestas. Por ejemplo, por un
lado, la insulina va a hacer que se inserten
en la membrana de las células
transportadores del tipo GLUT4 que van a
permitir el ingreso de glucosa a la célula. Por
otro lado, entre otras respuestas
metabólicas, va a producir la activación de
fosfatasas, es decir, enzimas que van a
desfosforilar algunas otras moléculas, y, a su
vez, esa cascada de quinasas, puede llegar
hasta el núcleo produciendo alteraciones en la traducción y, por lo tanto, una modificación
en la síntesis de proteínas.

También existen receptores con actividad tirosina quinasa que deben asociarse a proteínas
JAK quinasas citoplasmáticas debido a que no tienen la capacidad de fosforilarse por si
solos, por lo tanto, deben recurrir a la asociación con otras proteínas, que sí que tienen esa
capacidad. En esta imagen, se observa como una citocina, que es una molécula de bajo
peso molecular que actúa fundamentalmente en el sistema inmune, se une a su receptor,
el cual, cuando se produce el complejo ligando-receptor, se une a las proteínas JAK. Estas
se fosforilan de manera cruzada, lo que permite que se pueda fosforilar el dominio interno
del receptor. Este, una vez fosforilado, interactúa con proteínas STAT, desencadenando una
serie de eventos que van a llevar a producir una alteración en la transcripción genética del
núcleo de estas células y por tanto a una determinada respuesta fisiológica

En esta tabla se enumeran algunos ejemplos de señales que utilizan esta vía de las
proteínas JAK-STAT y las respuestas que produce: por ejemplo, si el ligando es un
interferon-gamma, la respuesta es una activación de los macrófagos; si la señal es un
interferon-alpha, se aumenta la resistencia celular a las infecciones virales; si la señal es la
eritropoyetina; se estimula la producción de eritrocitos; si es prolactina, se estimula la
producción de leche, etc.
Cuando existen receptores intracelulares, el ligando debe difundir a través de la membrana
celular y formar el complejo ligando-receptor con las proteínas o receptores que están
dentro del citosol o en el núcleo mismo de la célula diana. Una vez que se produce el
complejo ligando receptor, se puede unir al ADN nuclear y modificar la síntesis de
proteínas efectoras. Por lo tanto, se puede decir que los receptores intracelulares son
reguladores de la transcripción y por eso su acción biológica es más lenta que la de
receptores de membrana que facilitan la transducción de señales, tomándole a veces
desde minutos a días para poder producir su respuesta biológica.
Estos receptores intracelulares contienen tres dominios funcionales: un dominio de unión
a ligando, que está cerca del carboxilo terminal y contienen la región de activación de la
transcripción; un dominio de unión al ADN que tiene una homología estructural entre los
receptores de la misma familia y es de estructura muy estable; y un dominio N terminal
que muy variable, tanto en longitud como en composición de aminoácidos, y es el que le
da la especificidad al receptor.

Los receptores intracelulares se dividen en los tipo 1 y 2. Los tipo 1 son aquellos que están
unidos a proteínas HSP, este nombre proviene nombre en inglés heat shock proteins o
proteína de choque térmico, que normalmente están unidas al receptor e impiden que
este se una al ADN hasta el momento en que llegue el ligando. Cuando se produce el
complejo ligando-receptor, las proteínas HSP se separan, el complejo puede transportarse
hacia el núcleo, se une al ADN y se activa la transcripción génica. Hay tener en cuenta que
los receptores de tipo 1 están ubicados en el citoplasma y deben migrar al núcleo. Utilizan
este tipo de receptores las hormonas esteroideas como, por ejemplo, las hormonas
sexuales testosterona, progesterona, estradiol, etc.
Los tipo 2 son aquellos que están dentro del núcleo de las células unidos al HRE, que
proviene de nombre de su nombre en inglés hormone response element del ADN, pero no
pueden actuar hasta que llegue el ligando y se una a él. Normalmente estos receptores
están unidos a proteínas correpresoras de la transcripción, es decir, que también lo es tan
silenciando. Una vez que llegue ligando, debe ingresar al núcleo dónde se une al receptor,
se disocian esas proteínas correpresoras y aquí se puede producir la modificación de la
transcripción génica. Utilizan este tipo de receptores las hormonas tiroideas, el calcitriol y
el ácido retinoico.

En este esquema se grafica como actúan estos dos tipos de receptores: un ligando llega a
través de la sangre, los cuales normalmente se transportan unidos a proteínas
transportadoras y, al llegar a la célula diana, se separan para poder atravesar la membrana.
Al ingresar al citoplasma, pueden ocurrir dos cosas:
 Si es un ligando que interactúa con un receptor de tipo 1, lo va a encontrar en el
citoplasma. A su vez este estará unido a las proteínas de choque térmico, que son
aquellas que lo mantienen silenciado, y una vez que se une el ligando al receptor esta
proteínas se separan, de manera que se activa el complejo ligando-receptor, pasa por la
membrana nuclear y una vez que ingresa al núcleo se une al ADN y activa o modifica la
transcripción génica.
 Si se trata de un ligando que tiene que interactuar con un receptor de tipo 2, ingresará
al citoplasma y debe atravesar la membrana nuclear para unirse al receptor que está
dentro del núcleo, el cual está unido a proteínas correpresoras que también se separan
cuando se une el ligando y permiten que el complejo ligando-receptor, unido al ADN,
produzca una modificación en la transcripción y una determinada respuesta biológica.

Tipos de moléculas señales

Factores de crecimiento

Actúan como molécula de comunicación intercelular cumpliendo con diferentes funciones:

 Promover la multiplicación y el desarrollo celular: como son el factor de crecimiento
nervioso, el factor de crecimiento parecido a insulina (IGF-I), factor de crecimiento
epidérmico y las activinas e inhibinas, que son hormonas producidas por el sistema
reproductor.
 Estimular la proliferación y maduración de eritrocitos y leucocitos: son los conocidos
como factores estimulantes de colonias.
 Regulación del sistema inmunitario: como son las citoquinas, que son sustancias
producidas por macrófagos y linfocitos que regulan el sistema inmunitario. Estas
producen cambios metabólicos y proliferativos en las células. También las
interleuquinas, que estimulan la producción de interferones que inducen la resistencia a
virus, entre otras cosas, por parte de los linfocitos T.

También existen los factores de necrosis tumoral, los factores de transformación y

crecimiento, etc. Todos estos factores de crecimiento pueden actuar a través de distintos
mecanismos de acción utilizando las vías autocrina, paracrina, endocrina, yuxtacrina y
también pueden actuar, algunos de ellos, como neurotransmisores.

Gases como molécula de señales efímeras

 El óxido intrico es un gas soluble que utiliza para actuar las vías autocrina y paracrina.
Se sintetiza a partir del aminoácido arginina en presencia de oxígeno y el resultado final
es la producción del óxido nítrico más el aminoácido citrulina. Este difunde a la célula
diana, es decir, atraviesa la membrana celular, donde se une a un receptor que activa a
la forma citosólica de la guanilil ciclasa, generando como resultado GMP cíclico que
actúa como segundo mensajero. Puede actuar en diferentes tejidos, por ejemplo, en el
cerebro, como neurotransmisor o neuromodulador, y en los vasos sanguíneos puede
actuar siendo producido por células endoteliales y difundiendo a las células del
músculo liso adyacente provocando que se relajen y dilaten el vaso sanguíneo.
 El monóxido de carbono es un gas conocido por sus efectos tóxicos, sin embargo, en
ciertas concentraciones puede actuar como una molécula señal en algunas células
activando a la guanilil ciclasa y generando efectos ya sea, a través de GMP cíclico o de
manera independiente. Sus tejidos diana son el músculo liso y el tejido nervioso; en el
nervioso actúa como neurotransmisor y como vasodilatador con un efecto
antiinflamatorio y citoprotector.

Lípidos que actúan como señales paracrinas

El ácido araquidónico es una molécula de 20 carbonos que proviene de los fosfolípidos de
membrana por acción de la fosfolipasa A2. Este acido puede actuar por sí mismo como un
segundo mensajero modificando la actividad de canales iónicos o enzimas y, a su vez,
cuando es sustrato de la ciclooxigenasa o de la lipoxigenasa puede dar como resultado la
producción de prostanoides como prostaglandinas, prostaciclinas y tromboxanos o de
leucotrienos.
Los prostanoides son entonces productos de la actividad de la ciclooxigenasa, los cuales
pueden actuar sobre el músculo liso, sobre las plaquetas, células relacionadas con
inflamación, en el riñón, en el hueso, etc. Los antiinflamatorios no esteroideos,
comúnmente llamados Haine, así como la aspirina y el ibuprofeno, pueden atenuar la
inflamación inhibiendo a la ciclooxigenasa, pero esto puede presentar ciertos efectos
colaterales adversos.
Los leucotrienos, a su vez, son secretados por ciertos tipos de leucocitos y actúan como
mediadores en respuestas alérgicas y de inflamación como, por ejemplo, en el asma, una
enfermedad en la cual el músculo liso de las vías aéreas se contrae dificultando la
respiración. Para ello se han sintetizado bloqueadores de los leucotrienos para tratar este
tipo de enfermedad.
Estas sustancias, en general, son llamadas hormonas locales porque actúan sobre todo en
tejidos, dónde se producen, es decir, de manera paracrina, o también son llamados
eicosanoides, nombre que proviene de la presencia de 20 carbonos en su molécula.

Calcio como segundo mensajero

Este ion se encuentra en una concentración intracelular de 10-7 molar, mientras que la
extracelular es de 10-3 molar. Esta diferencia de concentración de calcio en un organismo
crea un gradiente electroquímico que tiende a introducir el calcio a la célula. Sin embargo,
si entrara de manera indiscriminada, ese cambio de concentración intracelular podría
desencadenar numerosas reacciones que podrían llevar a las celular a una disfunción o
incluso poner en peligro la vida de ese organismo. Para mantener entonces esas bajas
concentraciones intracelulares existen diferentes mecanismos como son, por ejemplo,
mecanismos de expulsión hacia el espacio extracelular, empleando para esto un
intercambiador de sodio-potasio que utiliza ATP, la llamada Bomba de sodio-potasio
ATPasa. Otro mecanismo para mantener baja la concentración intracelular es la captación
del calcio en el retículo endoplásmico liso, en el reticulo sarcoplásmico o en los
calciosomas, es decir, la introducción del calcio que está en exceso en el citoplasma a
diferentes organelas, donde quedan en reserva hasta que la cella necesite utilizarlo. Otra
opción es la introducción de calcio en la mitocondria por acción de una calcio ATPasa.

En las células de los tejidos excitables, la concentración de calcio puede aumentar por la
apertura de canales operados por voltaje, es decir, cuando en estas células se produce una
despolarización de la membrana, el cambio en el potencial de la membrana produce
apertura de canales de calcio que hace que este ion ingrese a las células y allí va a cumplir
una determinada función.
En otros tipos de células puede ocurrir que haya canales operados por receptores; cuando
un ligando se une a un receptor esto hace que se abra un canal de calcio normalmente
activado por proteínas G y que utilizan segundos mensajeros. También puede ser que haya
una activación de la fosfolipasa C, lo que aumenta la producción de diacilglicerol e inositol
trifosfato, el cual produce la liberación de calcio de depósitos intracelulares. 

Los cambios que se producen a nivel del calcio citosólico, por ejemplo, cuando se pasa de
una concentración de 10-7 molar a una concentración de 5x10-6, pueden producir diferentes
tipos de reacciones biológicas como:
 Activación de enzimas.
 Activación de la fosfoquinasa C, lo cual produce fosforilación de proteínas.
 Activación de la fosfolipasa A2, que va a llevar a la formación de prostaglandinas,
leucotrienos y tromboxanos.
 Contracción muscular en el musculo esquelético, si el calcio se une a la troponina.
 Unido a calmodulina puede producir: activación de adenilato ciclasa y, por lo tanto,
fosforilación de proteínas; si activa a una fosfodiesterasa, inhibe la fosforilación porque
la fosfodiesterasa destruye al AMP cíclico; puede activar a la cadena ligera de miosina
quinasa y esta fosforilación de la miosina lleva a contracción muscular en el músculo
liso; regulación de la fosfolipasa A2; liberación de neurotransmisores, etc.
Principales mecanismos que utilizan los mensajeros químicos para
modificar la actividad celular.
 Apertura o cierre de canales iónicos: es el mecanismo que utiliza acetilcolina al actuar
sobre sus receptores tanto nicotínicos como muscarínicos.
 A través de receptores citoplasmáticos o nucleares para incrementar la trascripción de
determinados genes: de esta forma actúan hormonas como las tiroideas, esteroideas y
el ácido retinoico.
 La activación de la fosfolipasa C con la formación de diacilglicerol e inositol trifosfato:
es el mecanismo que angiotensina II, vasopresina a través de sus receptores de tipo V.
 Activación o inhibición de adenilato ciclasa con el consiguiente aumento o disminución
de AMP cíclico: este mecanismo utiliza la norepinefrina, un tipo de catecolamina,
actuando sobre sus receptores β1.
 Aumento del GMP cíclico: este mecanismo utiliza el factor natriurético atrial, una
sustancia liberada por las aurículas del corazón, y el óxido nítrico.
 Activación de la actividad de tirosina quinasa de porciones intracelulares de receptor de
membrana: es el ya descripto para insulina y también lo utilizan los factores de
crecimiento.
 Activando tirosinas quinasas intracelular (JAK) que a su vez activan factores de
crecimiento (STAT): son utilizados por la hormona del crecimiento GH o la prolactina.
MECANISMOS GENERALES DE ACCIÓN HORMONAL

Existen hormonas que, por su estructura química, deben interactuar con receptores de
membrana. Una vez que forman el complejo ligando-receptor u hormona-receptor, se
produce una cascada de eventos que utilizan la transducción de señales, a través de
segundos mensajeros, que van a llegar al núcleo para poder producir alguna modificación
en la transcripción.
Por otro lado, las hormonas como las tiroideas o esteroideas que pueden atravesar la
membrana celular, ingresan al citosol y allí, o encuentran su receptor y forman el complejo
hormona-receptor e ingresan al núcleo (tipo 1) o bien al ingresar en la célula, penetran el
núcleo y allí encuentran a sus receptores (tipo 2). Al formar el complejo, se unen al ADN
provocando la modificación en la transcripción génica. 

Amplificación de la señal
En la vía de transducción de señales, la señal original, es decir, la unión del ligando al
receptor, no solo es transformada, sino que también es amplificada. Este proceso
comienza cuando el ligando del primer mensajero se combina con el receptor, lo cual
activa una enzima amplificadora, la cual luego activa varias moléculas y, a su vez, cada una
de ellas activa varias moléculas más a medida que la cascada prosigue. Para el final del
proceso, los efectos del ligando han sido amplificados mucho más que si existiera una
relación uno a uno entre cada paso. A través de este fenómeno de la amplificación el
organismo logra los mejores resultados al permitir que una pequeña cantidad de ligando
cree un efecto de mayor magnitud.
MECANISMOS DE CONTROL DE LA ACCION DE LOS MEDIADORES

Cuando se dispara una señal, una vez lograda la respuesta deseada, para limitar espacial y
temporalmente la transmisión de la información entre las células, pueden ocurrir diversos
fenómenos que actúan como mecanismo de control de la acción de los mediadores; uno
de ellos es la dilución, que implica que todas las moléculas señales que son secretadas van
a poder diluirse tanto en el espacio intersticial como en el intravascular, es decir, no todas
las moléculas secretadas van a llegar a unirse a un receptor y van a producir una respuesta,
gran parte de ella se va a perder y luego será metabolizada.
Otro mecanismo es la recaptación, que ocurre cuando una molécula señal es secretada en
exceso, entonces, las células secretoras pueden poseer transportadores específicos que
captan dichas moléculas en el espacio intersticial para poder reciclarlas y volver a formar o
sintetizar moléculas señal para otra oportunidad.
Un tercer mecanismo es la modificación enzimática, que implica que, a la vez que hay
células que secretan moléculas señales, también pueden estar presentes enzimas que se
encargan de degradar a esa molécula señal. Por ejemplo, la acetilcolina, cuando es
liberada al espacio sináptico es degradada por una enzima llamada acetilcolinesterasa, y
partes de los metabolitos de esa molécula vuelven a captarse y a formar nuevas moléculas
de acetilcolina.

REGULACION DE LA ACCION HORMONAL

 La función del órgano que la metaboliza: por ejemplo, las hormonas esteroideas se
metabolizan en el hígado, por lo tanto, la función hepática aumenta o disminuye la
cantidad de hormonas disponible. Es decir, la hormona se secreta y una vez que llega al
hígado, si esta es excesiva, el órgano va a degradar mayor cantidad de la misma, o, si la
función se atenúa, va a haber menor degradación y esto va a incidir en la disponibilidad
de hormonas circulantes.
 Proteínas transportadoras a las que se unen las hormonas: al unirse al mediador
químico o la molécula señal, evitan su destrucción enzimática o la eliminación renal o
ambos procesos, es decir, preservan o aumentan la vida media de una hormona al estar
unida a ellas. Pero, a su vez, la unión de una hormona a una proteína transportadora
puede limitar la cantidad de hormonas libre, que es la que ejerce la acción biológica. Es
decir, cuánto mayor cantidad de proteínas transportadoras haya en la sangre, menor
cantidad de hormona libre habrá disponibles para unirse a los receptores y provocar la
respuesta biológica.
 Enzimas de los tejidos blancos: a veces las hormonas no se secretan como tal, sino que
secretan como precursor llamados prohormona, que cuando llegan a sus tejidos diana,
allí son sustratos de enzimas que las transforman en la hormona activa. Esto va a ocurrir
según las propias necesidades metabólicas de este tejido, por lo tanto, el tejido blanco
tiene la capacidad de determinar cuánta hormona necesita y cuánta está en exceso.