¿Cómo ocurre la comunicación de célula a célula?

Los sistemas celulares son más que partes que forman un todo. Las células son más que simples mecanismos robóticos que sirven para propósitos como la resistencia a enfermedades y el procesamiento de alimentos. Las células en realidad toman decisiones sorprendentemente complejas sobre sus acciones, detectan su entorno y, quizás lo más interesante, pueden comunicarse entre ellas. Sí, eso es correcto. Las células reciben señales, dan respuestas en tiempo real y envían mensajes a otras células en el sistema del que forman parte. En el tiempo que dedica a leer las primeras líneas de este artículo, las células de su cuerpo han recopilado, intercambiado y respondido, literalmente, a múltiples millones de comunicaciones de su entorno, de desencadenantes anatómicos y otras células, y han respondido en forma de químicos que, a su vez, inician otras notificaciones y millones de acciones, en fracciones de instantes. Pero ¿cómo ocurre la comunicación de célula a célula? ¿Qué tipo de correspondencia ocurre entre las células de los sistemas? Además, ¿hay diferentes tipos básicos de señales de comunicación y formas de difundir «conversaciones» celulares?

Este artículo tiene como objetivo explorar estas preguntas brevemente y ver las respuestas con claridad. Las células y su comportamiento son cosas complejas que están aún más entrelazadas de lo que la mayoría de la gente imagina. Sin embargo, a medida que avanzamos todos los días, sin darnos cuenta de los mensajes que se transmiten en nuestros cuerpos y en las redes de células en otras formas de vida que nos rodean, la comunicación entre las células continúa sin cesar. No tenemos que pensar en lo que sucede dentro de nuestros cuerpos y en el mundo que nos rodea gracias a los billones (alrededor de treinta y siete billones) de células dentro de nosotros y en otras formas de vida en nuestro mundo. El cerebro, el órgano más complejo del cuerpo, actúa como gestor y coordinador, y las células, en parte, son el puesto. En este caso, sin embargo, no se trata solo de algo de mañana y tarde con descansos intermedios. Enviar, recibir, clasificar y responder se realizan continuamente, ya sea despierto, durmiendo, descansando, haciendo ejercicio, leyendo o simplemente sentado soñando despierto. Sin este flujo constante, seríamos incapaces de funcionar. Entonces, solo en nombre del descubrimiento, podemos aprender más sobre la comunicación celular y quizás, en el proceso, maravillarnos y apreciar cuán complejos y hermosos son estos procesos dentro de nosotros. Tallados por la propia naturaleza, son una fuente inagotable de asombro.

En términos generales, las células utilizan señales químicas compuestas por proteínas y otras sustancias para comunicarse. Estos mensajes químicos se liberan predominantemente en el área entre las células y se desplazan hasta que las células vecinas los reciben. En este proceso, la célula emisora secreta una molécula o ligando. Cuando la célula receptora se encuentra con este ligando, se le unen pequeños receptores. Esta recepción y vinculación provocan un flujo de señales dentro de la célula receptora, que a su vez inicia una reacción apropiada. Los diferentes tipos de células tienen diferentes formas de receptores que «se ajustan» o se unen solo a un tipo particular de «mensaje». Por lo tanto, si una célula encuentra un ligando que no está destinado a ella, se ignora.

Ocurren cuatro tipos básicos de mensajes químicos dentro de las formas de vida multicelulares. Estas son señales endocrinas, señales paracrinas, señales de contacto directo y señales autocrinas.

Antes de explicarlos, debemos señalar que la diferencia más significativa entre los tipos de señalización es simplemente la proximidad y la brecha entre la celda emisora y la celda receptora. Ahora que esto está claro, ¿cuáles son los diferentes tipos de mensajes que usan las células para comunicarse? 

Autocrina – «En la señalización autocrina, una célula se envía señales a sí misma, liberando un ligando que se une a los receptores en su propia superficie (o, según el tipo de señal, a los receptores dentro de la célula). Esto puede parecer algo extraño para una célula, pero la señalización autocrina juega un papel vital en muchos procesos.

Por ejemplo, la señalización autocrina es importante durante el desarrollo, ya que ayuda a las células a asumir y reforzar sus identidades correctas. Desde un punto de vista médico, la señalización autocrina es esencial en el cáncer y se cree que juega un papel clave en la metástasis (la propagación del cáncer desde su sitio original a otras partes del cuerpo)».

Paracrina – Este tipo de mensajería tiene lugar entre células que están relativamente juntas y hace que estas se coordinen y trabajen juntas. Las células emisoras básicamente «dicen» a las células receptoras cómo reaccionar y formarse para crear cosas como el desarrollo de la médula espinal u otros tipos específicos de crecimiento anatómico. Las señales sinápticas en el cerebro son un subtipo de mensajería paracrina. En esta forma de comunicación paracrina, dos células nerviosas «hablan» a través de la La sinapsis o área entre las células nerviosas donde se unen.

«Cuando la neurona emisora se dispara, un impulso eléctrico se precipita a través de la célula, viajando por una extensión larga parecida a una fibra llamada axón. Cuando el impulso llega a la sinapsis, desencadena la liberación de ligandos llamados neurotransmisores, que cruzan rápidamente el pequeño espacio entre las células nerviosas. Cuando los neurotransmisores llegan a la célula receptora, se unen a los receptores y provocan un cambio químico dentro de la célula (a menudo, se abren canales iónicos y se modifica el potencial eléctrico a través de la membrana)». 

Endocrina – Este tipo es la forma más larga de mensajería que se lleva a cabo. Usando el sistema de circulación sanguínea, se envían células específicas al torrente sanguíneo y luego se transportan a la parte apropiada del cuerpo. Hormonas, una palabra que escuchamos con bastante frecuencia cuando hablamos del cuerpo, son las entidades liberadas por una célula y luego transportadas a través de la sangre a otra parte del cuerpo. Ejemplos de esta forma de acción es la tiroides, que envía dos hormonas diferentes a otras partes del cuerpo para regular el metabolismo, y la glándula pituitaria (o «glándula maestra»), que produce varias hormonas diferentes que regulan todo, desde la producción de leche en los senos hasta el crecimiento esquelético, la presión arterial y el desarrollo sexual.

Contacto directo – Dentro de una célula, pequeñas corrientes de agua transportan comunicaciones de célula a célula a través de moléculas químicas e iones. Esta señalización le dice a un grupo de células el estado actual de otro grupo conectado a través de las pequeñas corrientes que las conectan. Las uniones gap en los animales y los plasmodesmos en las plantas son pequeños canales que conectan directamente las células vecinas.

«En otra forma de señalización directa, dos células pueden unirse entre sí porque llevan proteínas complementarias en sus superficies. Cuando las proteínas se unen entre sí, esta interacción cambia la forma de una o ambas proteínas, transmitiendo una señal. Este tipo de señalización es especialmente importante en el sistema inmunitario, donde las células inmunitarias usan marcadores de superficie celular para reconocer las células «propias» (las propias células del cuerpo) y las células infectadas por patógenos». 

Como podemos ver, la comunicación de célula a célula es como el propio sistema postal autónomo de un organismo. La mensajería entre células no solo permite que una planta o un animal crezca y cree respuestas apropiadas a los estímulos de un entorno circundante o un cambio interno. La comunicación entre las células también informa a los sistemas corporales si un organismo portador de enfermedades ha amenazado al cuerpo y necesita ser resuelto. De esta forma, nuestros cuerpos prosperan y reaccionan, se desarrollan y se adaptan. Sin una regulación consciente en nuestras mentes, el cerebro dirige y supervisa la comunicación de célula a célula diciéndonos que una superficie está demasiado caliente para tocarla o que nuestros cuerpos necesitan aumentar la presión arterial para que podamos tomar medidas para sobrevivir. De esta manera, un sistema de comunicación en el que pensamos poco o nada nos permite vivir y respirar. En pocos casos a lo largo de la vida se le debe tanto a algo que con tanta frecuencia pasa desapercibido, pero sin embargo es un mundo fascinante y complejamente hermoso.