TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO POR PROTEINAS TRANSPORTADORAS ACOPLADAS. El transportador del Na+ impulsado por el ATP hacia el exterior de la célula establece una concentración extracelular elevada de este ion. El reservorio energético inherente en este gradiente iónico puede ser utilizado por las proteínas transportadoreas para desplazar iones y otras moléculas contra un gradiente de concentración. A menudo, este modo de transporte activo se conoce como transporte activo secundario, distinto al transporte activo primario que utiliza la energía liberada por la hidrólisis del trifosfato de adenosina (ATP).

Las proteínas transportadoras que participan en el transporte activo secundario son simportes o antiportes. Al fijarse un ion de Na+ en la posición extracelular de la proteína transportadora, se fijan también otro ion y otra molécula pequeña (p. ej., glucosa) en una región sobre la misma parte de la proteína transportadora, lo que induce en ella un cambio de configuración. Este cambio de configuración da por resultado transferencia y descarga subsecuente de ambas moléculas sobre el otro lado de la membrana.

Señalamiento de la célula

Cuando las células se comunican entre sí, la que envía la señal se conoce como célula de señalamiento y la que recibe la señal es la célula blanco. La transmisión de la información puede producirse por secreción o por presentación de moléculas de señalamiento, que hacen contacto con receptores sobre la membrana de la célula blanco (o en el interior de la célula), o por formación de poros intercelulares conocidos como uniones comunicantes o de intersticio, que permiten el paso de iones y pequeñas moléculas (p. ej., monofosfato cíclico de adenosina [AMP[) entre las dos células. En el capítulo 5, dedicado a los epitelios y las glándulas, se hablará de las uniones comunicantes o de intersticio.

La molécula de señalamiento, o ligando, puede secretarse y descargarse desde la célula de señalamiento o puede conservarse fija en su superficie y presentarse por esta célula a la célula blanco. El receptor de la superficie celular suele ser una proteína transmembranal, en tanto que el receptor intracelular es una proteína situada en el citosol o en el núcleo. Los ligandos que se fijan a los receptores de la superficie celular suelen ser moléculas polares; los que se fijan a los receptores intracelulares son hidrofóbicos, y , por tanto, son capaces de difundirse a través de la membrana celular.

En el proceso de señalamiento más selectivo, el señalamiento sináptico, que es una molécula de señalamiento; un neurotransmisor, se descarga tan cerca de la célula blanco que sólo se ve afectada una célula por el ligando. Una forma más generalizada, pero aún local de señalamiento, el señalamiento paracrino, se produce cuando la molécula de señalamiento se descarga en el ambiente intercelular y afecta a las células que se encuentran en su vecindad inmediata. En ocasiones la célula de señalamiento es también la célula blanco, lo que da por resultado un tipo especializado de señalamiento paracrino conocido como señalamiento autocrino. La forma más generalizada de señalamiento es el señalamiento endocrino; en este caso, la molécula de señalamiento entra en el sangre para su transporte hacia las células situadas lejos de la célula de señalamiento.

Moléculas de señalamiento

La mayor parte de las moléculas de señalamiento (2-12e) son hidrofílicas (p. ej., acetilcolina) y no pueden penetrar por la membrana celular. Por tanto, requieren receptores sobre la superficie de la célula. Otras moléculas de señalamiento son hidrofóbicas, como las hormonas esteroides, o son pequeñas moléculas no polares, como el óxido nítrico (NO), que tienen la capacidad de difundirse a través de la bicapa lipídica. Estos ligandos requieren la presencia de un receptor intracelular. Los ligandos hidrofílicos tienen una vida muy breve (unos cuantos milisegundos a minutos en el mejor de los casos), en tanto que las hormonas esterorides duran periodos extensos (varias horas o días).

A menudo las moléculas de señalamiento actúan en concierto, de modo que se requieren varios ligandos diferentes antes que se desencadene una reacción celular específica. Más aún, el mismo ligando o una combinación de ligandos pueden desencadenar reacciones diferentes en las distintas células. Por ejemplo, la acetilcolina hace la que las células de músculo esquelético se contraigan, que las células de músculo cardiaco se relajen, que las células endoteliales de los vasos sanguíneos descarguen óxido nítrico, y que las células parenquimatosas de algunas glándulas descarguen el contenido de sus gránulos de secreción.

La fijación de las moléculas de señalamiento a sus receptores activa a un sistema de segundo mensajero intracelular, que inicia una cascada de reacciones que culminan en el resultado requerido. Por ejemplo, una hormona se fija a sus receptores sobre la membrana celular de su célula blanco. El receptor altera su configuración, lo que resulta en inactivación de la adenilatociclasa, proteína transmembranal cuya región citoplásmica cataliza la transformación del ATP en monofosfato cíclico de adenosina (AMPc), uno de los segundos mensajeros más frecuentes.

El AMP cíclico activa a una cascada de enzimas dentro de la célula, con lo que multiplica los efectos de unas cuantas moléculas de las hormonas sobre la superficie celular. El suceso intracelular específico dependerá de las enzimas localizadas de las células: por tanto, el AMPc activará a un grupo de enzimas dentro de la célula endotelial, y a otro grupo de enzimas dentro de la célula folicular de la glándula tiroides. Por tanto, la misma molécula puede tener un efecto distinto en diferentes células. El sistema se conoce como sistema de segundo mensajero, porque la hormona es el primer mensajero que activa la formación de AMPc, que es el segundo mensajero.

Otros segundos mensajeros son Ca2+, monofosfato cíclico de guanosina (GMPc), trifosfato de inositol y diacilglicerol.