Señalización celular: cómo es que nuestras células hablan entre sí
Cada minuto del día nuestro cuerpo lleva a cabo tareas complejas. Ya sea que conserve la temperatura corporal o que mantenga nuestras manos lejos de la estufa caliente, sus billones de células se comunican todo lo necesario para ayudarle a funcionar. Esta forma de comunicación eficiente y efectiva es un proceso llamado señalización celular.
La red necesaria para enviar y recibir estos mensajes es compleja. Consiste en un ejército de moléculas mensajeras que difunden la señal a través de las células y entre éstas (moléculas señalizadoras). Buscan blancos que reciban la señal inicial (receptores). Y finalmente, la interacción entre mensajeros y receptores crea una consecuencia final celular (la respuesta de la célula a la señal inicial).
Las moléculas señalizadoras tienen diversas formas. Algunas veces la señalización ocurre dentro de la célula misma. En otros casos, las células envían mensajes a sus vecinas o a otras células muy distantes. Estas señales pueden ser:
- Compuestos químicos (por ejemplo, nutrientes y toxinas)
- Impulsos eléctricos (por ejemplo, neurotransmisores que inducen señales nerviosas a lo largo de los nervios)
- Estímulos mecánicos (por ejemplo, la distensión del estómago para señalizar que uno ya está satisfecho)
Señalización química
Existen cuatro métodos generales de señalización química. Están agrupados por la distancia que cada señal viaja entre las células emisoras y las receptoras.
- Señalización autocrina – Cuando las células se envían mensajes a sí mismas, así es como lo hacen. En la señalización autocrina, la célula libera una señal química que se enlaza a un receptor en su propia superficie. Este método puede parecer extraño, pero la señalización autocrina es importante. Ayuda a las células a mantener su integridad y a dividirse correctamente. Esto es crucial durante el desarrollo y ayuda a las células a reforzar su identidad.
- Señalización paracrina – Ésta ocurre a través de distancias cortas entre dos células. Este método de comunicación permite a las células coordinar movimiento y actividad con sus vecinas. Un ejemplo de esto se llama señalización sináptica, que es cuando la señalización se da a través de la pequeña brecha existente entre dos neuronas. Esta brecha también se conoce como sinapsis. También podemos llamarlos neurotransmisores. Estos envían mensajes de una neurona a otra para ayudar a nuestro cerebro y al sistema nervioso central a trabajar juntos.
- Señalización endocrina – Las células utilizan este método para enviar mensajes a través de distancias largas. Las señales endocrinas viajan por el torrente sanguíneo para llegar a los tejidos y células blanco. Las señales que se originan en una parte del cuerpo y viajan a su objetivo a través del torrente sanguíneo se llaman hormonas. La hormona del crecimiento es un excelente ejemplo. La glándula pituitaria libera esta hormona, que estimula el crecimiento en las células, el cartílago y los huesos. En este ejemplo de señalización endocrina, la hormona del crecimiento deja la glándula pituitaria y viaja a través del torrente sanguíneo hacia las células en todo el cuerpo. La hormona entonces les indica a las células de los huesos y los cartílagos dividirse, ayudándonos a ganar estatura y fuerza.
- Señalización por contacto directo – Las uniones comunicantes, pequeños canales que conectan células vecinas, se encuentran en plantas y animales. Estas uniones comunicantes están llenas de agua y permiten que pequeñas células de señalización viajen a través del canal. Esto es la señalización a través de contacto directo. Permite que grupos completos de células respondan a una señal que solo una célula recibió.
Señalización eléctrica y mecánica
La señalización química no es la única forma de comunicación de nuestro cuerpo. Muchas células también responden a señales eléctricas y mecánicas. Dos ejemplos bien conocidos de esto sería la regulación del ritmo cardiaco (eléctrica) o la señalización del crecimiento del músculo después de hacer ejercicio (mecánica).
Nuestro corazón está compuesto de cuatro cámaras. Dos suministran sangre a los pulmones, mientras que las otras dos envían sangre al resto del cuerpo. Dividir el trabajo significa que nuestro corazón no lata de golpe. No es como flexionar un bíceps. El corazón late más como una ola que se mueve a través del océano. Este método de latido bien definido es iniciado y sincronizado por señales eléctricas.
Las señales mecánicas (pensemos en cambiar físicamente la forma) de las células musculares pueden llevar a su crecimiento y a la ganancia de fuerza. Cuando las células de los músculos se estiran —de otra manera se deforman o se dañan— iones de calcio inundan la célula del músculo. Este flujo de iones de calcio es el intermediario, cambiando la señal mecánica a una señal química. La presencia de iones de calcio señaliza varias vías de señalización celular dentro del músculo, incluyendo a las hormonas responsables del crecimiento muscular.
Dos de nuestros sentidos —el tacto y el oído— son ejemplos adicionales de señalización mecánica. Las células sensoriales de nuestro cuerpo responden a la presión del tacto. Y las células sensoriales que están en el oído interno y el cerebro reaccionan al movimiento de las ondas sonoras.
Estos procesos, ya sean químicos, eléctricos o mecánicos, comparten un objetivo similar. El cuerpo humano ha desarrollado diversos mecanismos para sentir, responder y adaptarse a nuestro entorno, tanto interior como exterior.
Cómo reconocen las células las señales y responden a éstas
Largas proteínas llamadas receptores ayudan a las células a reconocer las señales que les son enviadas. Los receptores pueden localizarse tanto dentro como fuera de la célula, o pueden estar anclados a una membrana celular. La señalización ocurre cuando moléculas específicas se ligan a sus receptores particulares. Como vemos, éste es un proceso altamente específico, justo como funciona un candado con su llave.
Existen dos clases de receptores: receptores intracelulares y receptores que están en la superficie celular. Su ubicación es importante, de manera que probablemente podemos adivinar cómo es que se les dio ese nombre.
Los receptores intracelulares están dentro de la célula. Las moléculas señalizadoras deben viajar a través de los poros de la membrana celular para llegar a este tipo de receptor y provocar una respuesta.
Los receptores de la superficie celular son receptores a los que es fácil llegar. Estas proteínas receptoras están incrustadas en la membrana de la célula. Se unen a moléculas señalizadoras que están fuera de la célula, pero finalmente transmiten el mensaje internamente.
No importa si la señal es recibida dentro o fuera de la célula. Una vez que una molécula señalizadora está debidamente unida a la proteína receptora correcta, ésta inicia la señalización celular dentro de la célula.
Estas vías de señalización intracelular amplifican el mensaje, produciendo señales intracelulares múltiples para cada receptor unido. La señalización amplificada entonces se propaga por todas las células y provoca una respuesta. Esto no solo sucede de una sola vez. Las células reciben y responden a múltiples señales de un solo golpe.
El papel de la señalización celular en el mantenimiento de la salud
El objetivo de la señalización celular es responder y adaptarse al entorno exterior e interior. Debido a que ayudan a nuestro cuerpo a adaptarse, las vías de señalización celular que funcionen adecuadamente son esenciales para mantener y favorecer la salud. De manera que, cuando las vías de señalización celular funcionan bien, nuestro cuerpo funciona sin contratiempos.
Asimismo, el entorno—tanto interno como externo—puede influir en nuestras células. Ello se debe a que nuestras células son en realidad solo “bolsas” de reacciones químicas. Requieren condiciones específicas para hacer que las reacciones funcionen.
Eso incluye temperatura, pH y estado energético adecuados. Nuestras células necesitan “sentir” estas condiciones. Si alguno de estos tres factores cambia fuera de un rango muy pequeño de tolerancia, toda esa bioquímica se detiene. Es entonces cuando pueden surgir problemas serios.
Por ejemplo, la temperatura normal de nuestro cuerpo es de 37°C (98.6°F). Una variación de tan solo +/- 3°C (+/- 5°F) puede representar una amenaza para la vida. La hipotermia se produce a los 35°C (95°F). Por otro lado, si nuestra temperatura se eleva a solo 40 °C (104 °F) como consecuencia de la deshidratación, la exposición a calor extremo o por la fiebre, se trata también de una situación que amenaza la vida.
El pH de nuestro cuerpo también es controlado rigurosamente. Nuestro pH normal es de 7.4. Si cae por debajo de 6.8 o llega a más de 7.8 se puede generar un daño celular irreversible.
Necesitamos una enorme cantidad de energía para que nuestro cuerpo funcione. Por eso es importante regular la energía. Al igual que los ejemplos citados arriba sobre la temperatura y el pH, nuestro cuerpo regula rigurosamente su equilibrio energético. A través de vías de señalización celular (algunas directamente relacionadas con el glutatión), nuestras células tienen la capacidad de regular la producción de energía hacia arriba o hacia abajo según sea necesario. Si el equilibrio energético sale de su rango normal estrechamente regulado, la función celular se ve severamente dañada.
La desintoxicación es otro ejemplo de cómo la señalización ayuda al mantenimiento celular. Estamos constantemente expuestos a toxinas, ya sea de manera inadvertida a través de nuestra alimentación y nuestro entorno, o directamente a través del consumo de alcohol o de medicamentos. Mediante una extensa red de señalización, nuestras células pueden sentir cuando están expuestas a toxinas.
El reconocimiento de la presencia de una toxina desencadena un proceso que lidia con esa toxina. Eso da inicio a la activación de las vías de señalización celular adecuadas. Esto finalmente activa nuestros mecanismos de desintoxicación. Si nuestro cuerpo no tuviera el mecanismo inherente literalmente integrado en su ADN, cada día sería un reto.
La capacidad del cuerpo para sentir, adaptarse y corregir constantemente cambios en el pH, la temperatura, el estado energético y la exposición a toxinas es esencial para nuestra salud en general, y eso debemos agradecérselo a la señalización celular.
Impacto de nutrientes clave en la señalización celular
Algunas cosas pueden afectar negativamente una adecuada señalización celular. Entre éstas está una alimentación no saludable, la falta de ejercicio, factores ambientales, la exposición a toxinas y el proceso normal de envejecimiento. Sin embargo, recientes investigaciones han demostrado que llevar un estilo de vida saludable junto con el consumo de diversas vitaminas, minerales y fitonutrientes puede constituir un apoyo para las vías de señalización celular.
Nuestras células utilizan diversas vitaminas y minerales para comunicarse de manera efectiva. La vitamina D, el sodio, el potasio, el magnesio y diversos nutrientes más desempeñan funciones importantes en la señalización celular. Nuestro cuerpo necesita mantener un balance adecuado de estos nutrientes clave para poder seguir comunicándose adecuadamente.
Algunas vitaminas y minerales están incluso directamente involucrados en la señalización celular. Pueden activar la señalización celular o actuar como los intermediarios de la señalización. Asimismo, con frecuencia también son necesarios para que los receptores trabajen debidamente o para ayudar a una enzima a funcionar adecuadamente después de que la señalización celular “la ha activado”.
Recientes investigaciones también han demostrado que ciertos nutrientes derivados de las plantas (fitonutrientes) también tienen efectos directos benéficos sobre la señalización celular. Tan solo unos cuantos ejemplos incluyen:
- La epicatequina, presente en el chocolate y en las semillas de las uvas han demostrado apoyar la salud cardiovascular.
- El sulforafano y el ECGC presentes en el brócoli y en el té verde, respectivamente, han demostrado activar las vías de desintoxicación.
- El ácido lipoico, presente en las espinacas y en otros vegetales, apoya la desintoxicación, pero también puede ayudar a mantener un peso saludable.
• Las curcuminas presentes en la raíz de cúrcuma han demostrado ayudar a mantener un sistema inmune equilibrado y saludable.
Llevar una dieta rica en proteínas y grasas saludables puede ayudar a las vías de señalización celular de su cuerpo. Ello se debe a que los ácidos grasos omega-3 y otras grasas saludables son necesarios para mantener la forma de nuestras células.
La membrana que rodea a cada una de nuestras células está hecha principalmente de grasas llamadas fosfolípidos. Éstas permiten que la membrana se mantenga fluida y no rugosa. También facilitan el libre flujo de moléculas a través de la membrana celular, la cual en última instancia favorece la comunicación celular.
Lo último que podemos hacer para mantener una sana comunicación celular a través de la nutrición es consumir alimentos que brinden protección contra el daño. Los radicales libres y otras formas peligrosas de oxígeno erosionan las células saludables y dañan el ADN, las moléculas de señalización y las proteínas, y una vez dañadas, ya no trabajarán tan bien, de manera que, tomar antioxidantes puede defender a sus células de ese daño.
Mantenga el flujo de la conversación
Eso es mucho decir acerca de la señalización celular. Es un proceso complejo mediante el cual nuestras células pueden hablar consigo mismas, con sus vecinas y con otras células distantes. Sin embargo, podemos describirlo así:
- Nuestras células reciben señales a través de varios métodos de señalización (compuestos químicos, estímulos mecánicos e impulsos eléctricos).
- Las moléculas señalizadoras se unen al receptor correspondiente, ya sea sobre una célula o dentro de ella.
- Esto desata una cadena de eventos que incorpora la señal y la amplifica en la célula.
- Por último, el resultado es una consecuencia celular de cierto tipo, que obviamente depende de la señal enviada.
Y no perdamos de vista la importancia de este proceso por detenernos en los detalles de su funcionamiento. Toda esa conversación entre nuestras células les permite adaptarse a su entorno interno y externo. Esta capacidad para sentir, responder y adaptarse hace de la señalización celular algo esencial para el mantenimiento de nuestra salud.
Con suerte, ahora usted entiende un poco acerca de cómo se da la señalización celular y por qué es importante. Ahora ayude a sus células a que la conversación siga. Eso implica proteger y darles apoyo a sus células a través de un estilo de vida saludable y de una dieta rica en vitaminas, minerales, fitonutrientes, antioxidantes, proteínas y grasas saludables.
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