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3.

Mecanismos de señalización celular:
implicaciones fisiopatológicas
FEDERICO MAYOR MENÉNDEZ

El estudio de los sistemas de transducción de señal y de los mecanismos de comunicación intercelular ha experimentado un extraordinario desarrollo en los últimos años. Estos nuevos resultados están conduciendo a la incorporación de nuevos conceptos críticos para poder
entender cómo las células recibeny coordinan señales del entorno y de
otras células del mismo organismo, controlando así los procesos de
proliferación, diferenciación, morfología, migración o muerte celular.
Los sistemas de comunicación y señalización celular son determinantes fundamentales de la coordinación y las funciones de los distintos
tipos celulares a través del control de la expresión génica y de la función
de lasproteínas. Estos sistemas serán los que controlen dónde, cuándo,
cuánto y por cuánto tiempo se expresan los RNA. En el caso de las
proteínas, los mecanismos de señalización celular controlan, además, los
cambios de localización, el tráfico de proteínas dentro de una célula,
cómo se degradan, y las interacciones funcionales que establecen. De
forma coherente con este decisivo papel en la función de losorganismos, se estima que más del 20% de los genes del genoma humano
codifican proteínas implicadas en transducción de señales. Por otra parte,
la alteración de estos sistemas está en la base de múltiples patologías,
como el cáncer, la diabetes, las enfermedades cardiovasculares, inflamatorias o neuro-degenerativas. Dada la enorme amplitud de este tema, en
este capítulo sólo intentaré resumir lasprincipales estrategias y principios en los que se basan los complejos circuitos de señalización celular,
y algunos ejemplos de sus repercusiones fisiopatológicas.

FEDERICO MAYOR MENÉNDEZ

REDES DE SEÑALIZACIÓN CELULAR
Los sistemas de señalización son extraordinariamente complejos,
asemejándose a complicadas redes o circuitos con múltiples elementos
de intersección y control.
Las vías decomunicación celular son sistemas en cascada, con una
serie de etapas secuenciales, en las que cabe distinguir un proceso de
detección de un mensajero por un receptor, seguida de un proceso de
transducción o de transformación de esa señal extracelular en una intracelular. La diseminación de esas señales intracelulares (también denominadas segundos mensajeros) y su interacción con proteínas efectoraspermite regular los procesos celulares básicos y las funciones fisiológicas integradas (1). Por tanto, estos sistemas son un poderoso instrumento para modular las funciones del organismo.
Es importante recordar que estos sistemas, para ser eficaces, tienen
que funcionar de forma transitoria y controlada. Por tanto, además de
los procesos de detección, transformación y amplificación de la señal,
tienenque existir sistemas de terminación, adaptación e integración que
aseguren en todo momento su activación y desactivación controlada, así
como su interconexión con el conjunto de señales que en cada momento
recibe cada célula. Cuando estos mecanismos de control sufren alguna
alteración o funcionan mal, se producen situaciones patológicas (2). Por
ello, estos sistemas pueden utilizarse también comodiana de fármacos
que modifiquen las funciones celulares o su comportamiento erróneo.
Desde el punto de vista estructural, los mensajeros pueden ser pequeñas sustancias químicas (adrenalina, glutamato), péptidos o proteínas muy
complejas. Los receptores, que muy frecuentemente son proteínas situadas en la membrana de las células, actúan como detectores y «decodificadores» de la señal que porta elmensajero, transformándola en una señal
intracelular o segundo mensajero. Los segundos mensajeros, ya desde
dentro de la célula, modifican la actividad, localización o interacciones
entre proteínas celulares (controlando así el metabolismo o la función del
citoesqueleto, por ejemplo) y también regulan la expresión génica, promoviendo una respuesta celular específica e integrada (1).
A principios...