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Definición de señalización autocrina
Vayamos al grano y definamos la señalización autocrina.
La señalizaciónautocrina es una forma de comunicación celular en la que una señal es liberada por una célula y luego actúa sobre esa MISMA célula, provocando alguna alteración o efecto.
Más adelante compararemos y contrastaremos la señalización autocrina con otra forma de comunicación celular: la señalización paracrina, pero por ahora baste decir que son diferentes. Aunque ambas implican la transmisión de una señal para causar un efecto, los tipos de señales que transmiten son diferentes y los métodos de transmisión son especialmente importantes para distinguir una de otra.
La señalización autocrina se produce en tipos muy especiales de células con capacidades únicas. En este contexto, estas células se denominan células autocrinas, y las señales químicas que liberan se denominan agentes autocrinos. Los agentes autocrinos de una célula autocrina se unen a los receptores autocrinos de la misma célula autocrina (¡dilo cinco veces rápido!).
El hecho de que las células autocrinas tengan estos receptores en sus membranas celulares es una de sus características únicas.
Una vez que el mensajero químico se une al receptor autocrino, se produce la transducción de la señal.
Transducción de señales
La transducción de señales puede producirse de diversas maneras, pero normalmente implica los siguientes pasos básicos. Algún ligando, en este caso, el agente autocrino, se une a un receptor de la superficie celular en la capa externa de la membrana celular de un organismo. Esa unión provoca la activación del receptor. El receptor activado, a su vez, activa otra proteína, normalmente una proteína de membrana próxima al receptor. A continuación, la proteína de membrana activada pasa a activar otrasproteínas c itoplasmáticas , normalmente una proteína activa a la siguiente, en tándem. Finalmente, se alcanza y se activa la proteína final, que puede actuar de diversas maneras en función de la señal específica.
A menudo, la proteína final actúa como un factor de transcripción, entrando en el núcleo y haciendo que determinados genes se lean a mayor o menor velocidad.
Es probable que cualquiera de estasproteínas activadas , o incluso la proteína receptora, sufra un cambio conformacional debido a su activación. Estos cambios conformacionales (o de forma) suelen permitir que la proteína promulgue su función concreta.
Los receptores tirosina cinasa son un gran ejemplo de ello.
Existenmúltiples RPTK (proteínas tirosina quinasas receptoras) en la superficie de una célula, sin embargo, cuando un ligando (la señal) se une a una de ellas, hace que ese receptor se entrecruce, o dimerice, con otra RTPK en un proceso conocido como dimerización.
Dimerización: es cuando dos moléculas (del mismo tipo) se unen para convertirse en una unidad formada por dos. Ocurre frecuentemente con las tirosina quinasas receptoras.
Te habrás dado cuenta de que la frase tirosina cinasa termina en -asa, que sabemos que es el sufijo que implica que la proteína de la que estamos hablando es una enzima. Éste es ciertamente el caso de las RPTK, y cuando se dimerizan, desbloquean su actividad enzimática. Cada miembro del dímero RPTK añade entonces moléculas de fosfato (PO3 ) a varias tirosinas de la otra RPTK. Se trata de un proceso conocido como fosforilación cruzada, en el que cada receptor tirosina quinasa del dímero fosforila al otro miembro del dímero.
Una vez fosforilados, ambos miembros de la RPTK están activados y listos para que se acoplen proteínas posteriores (ya sean proteínas de membrana o proteínas citoplasmáticas) y se activen con ellas.
Figura 1. Se trata de un diagrama simple de un receptor tirosina quinasa.
Si observamos un ejemplo de activación de la RPTK, nos daremos cuenta de que sigue los principios generales de la transducción de señales. La unión de un ligando conduce a la activación y alcambio conformacional (a través de la dimerización), que a su vez provoca la activación de las proteínas subsiguientes .
Esquema de la señalización autocrina
Figura 2. Diagrama de señalización autocrina. Diagrama de señalización autocrina.
En primer lugar, se libera un ligando desde el interior de una célula, a la matriz extracelular (lo mismo que el líquido extracelular).
En segundo lugar, estos ligandos, conocidos como agentes autocrinos, aterrizan y se unen al receptor de la superficie celular de una célula autocrina.
Aquí es importante que observemos algo: una célula autocrina puede ser exactamente la misma célula que liberó el agente autocrino, o puede ser una célula diferente del mismo tipo. Esto se debe a que todas lascélulas relevantes tendrán el mismo receptor y, por tanto, podrán sufrir una señalización autocrina.
Por ejemplo, si una célula epitelial de tu garganta libera un agente autocrino, el agente puede unirse a la célula exacta que lo liberó o a cualquiera de los millones de otras células epiteliales de tu garganta. Ambos casos serían señalización autocrina.
En tercer lugar, estos ligandos provocan la transducción de señales, que ya hemos descrito en detalle anteriormente.
Por último, la transducción de señales provoca una respuesta celular determinada.
Ejemplo de señalización autocrina
Un ejemplo fascinante de señalización autocrina en medicina y biología celular ocurre en el corazón.
Debido a diversos factores de riesgo, como el tabaquismo, la obesidad y un estilo de vida sedentario, las válvulas del corazón (que normalmente ayudan a impedir el reflujo de la sangre cuando el corazón intenta expulsarla a los pulmones y al cuerpo) pueden endurecerse y ponerse rígidas. Cuando están rígidas, el corazón tiene que esforzarse más y producir presiones más altas para obligar a las válvulas a abrirse y cerrarse adecuadamente.
Como ocurre con cualquier otro músculo, con el tiempo, todo este duro trabajo hace que el corazón aumente de tamaño y sus músculos se vuelvan más gruesos. (
Puedes comprobarlo levantando pesas en el gimnasio durante un mes, ¡y ver lo que todo ese trabajo duro hace a tus brazos!
Un corazón grueso no es algo bueno, y la hipertrofia cardiomiocitaria (un término elegante que significa músculo cardiaco agrandado) puede acabar provocando insuficiencia cardiaca o infartos. Por tanto, no es algo bueno y es perjudicial para las células, por lo general.
¿Cómo se relaciona todo esto con la señalización autocrina? Pues bien, los cardiólogos (médicos del corazón) y los científicos han descubierto un agente auto crino llamado MIF (factor inhibidor de la migración de macrófagos) que actúa sobre las células del corazón durante los estados de alta presión (lo que ocurre con las válvulas dañadas, como hemos mencionado). Se cree que el MIF reduce la capacidad del corazón para hipertrofiarse, o crecer más muscularmente, lo que, como sabemos, disminuye la probabilidad de posteriores enfermedades cardiacas como la insuficiencia cardiaca y los infartos de miocardio. Así pues, el MIF se conoce como un agente autocrino cardioprotector.
Ventajas de la señalización autocrina
¿Cuáles son algunas de las ventajas de la señalización autocrina?
Pueden ayudar a amplificar una señal
Si varias células autocrinas de la misma zona liberan el mismo agente autocrino.
Pueden ayudar a las células a orientarse y a percibir la presencia de otras células en su entorno inmediato
Las células autocrinas pueden utilizar el sistema de señalización autocrino como una especie de sistema sensorial, para detectar el tipo y la cantidad de células de su entorno
Pueden ser más selectivas
Con la señalización autocrina, sólo las células que tengan los receptores pertinentes reaccionarán ante la presencia de agentes autocrinos
No son necesariamente excluyentes
Algunas señales autocrinas también funcionan como señales paracrinas en las circunstancias adecuadas.
Un ejemplo de ello es la familia de proteínas Wnt.
Señalización autocrina y paracrina
Como hemos mencionado, las señales autocrinas y paracrinas pueden solaparse. De hecho, la mayoría de las células de nuestro cuerpo son capaces de emitir señales tanto autocrinas como paracrinas, y muchas señales pueden operar en ambas vías.
Señalización paracrina - Señal liberada por una célula que actúa sobre otras células próximas a ella, sabemos que ambas.
Tanto las señales paracrinas como las autocrinas pueden actuar a corta distancia, y sus efectos pueden no durar mucho tiempo.
Ejemplos de señalización autocrina | Ejemplos de señalización paracrina | Ejemplos de señalización paracrina y autocrina |
Células T: Glóbulos blancos que matan las células infectadas de nuestro cuerpo. Segregan unas señales llamadas interleucinas, que se unen a las propias células T, lo que provoca alteraciones en las células T que las hacen más específicas para el tipo de célula que intentan matar. | Óxido nítrico: El óxido nítrico es liberado por las células endoteliales, que actúan como moléculas señalizadoras, provocando la constricción de las células musculares lisas. | Péptidos natriuréticos: El ANP, el BNP y el CNP (donde NP significa péptidos natriuréticos) son proteínas producidas por las células del corazón en respuesta a la acumulación de sangre en el corazón (normalmente debido a una incapacidad de bombeo). Se ha demostrado que los tres tienen actividad paracrina y autocrina. |
Células cancerosas: Las células cancerosas tienen un problema de proliferación excesiva y crecimiento anormal. Esto se debe en parte a las señales que liberan en forma de factores de crecimiento, que promueven la división celular incontrolable. | Alergias: Los glóbulos blancos, en respuesta a los alérgenos (moléculas desencadenantes que actúan como señales) pueden liberar moléculas que provocan algunos de los síntomas de las alergias, como sofocos, sibilancias, erupciones, etc. | Factores de crecimiento: Se ha demostrado que los factores de crecimiento como el FGF tienen capacidad tanto paracrina como autocrina para aumentar cosas como la densidad ósea y la masa muscular. |
Señalización autocrina - Puntos clave a tener en cuenta
- La señalización autocrina es una forma de señalización celular en la que una célula produce una señal para sí misma, lo que provoca un efecto a través de la transducción de señales.
- Algunos ejemplos de señalización autocrina son la especificación de las células T y el crecimiento descontrolado de las células cancerosas.
- Muchas señales son capaces de actuar tanto como señales paracrinas como autocrinas.
- Algunas ventajas de la señalización autocrina son la capacidad de amplificar una señal, la capacidad de una célula de orientarse utilizando una señal y la capacidad de una célula de ser selectiva en cuanto a las respuestas a una señal.
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