receptores y hormonas seminario

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INTRODUCCIÓN Los receptores son los componentes de una célula que tienen la capacidad de identificar una sustancia, hormona o neurotransmisor. La idea de que existen receptores, viene de principios de siglo, cuando Langley, Dale y Cols., sugieren que pueden existir sustancias receptivas en la superficie de las membranas de células excitables: Lo primero, que al menos, dos sustancias especiales (sustancias receptivas), están presentes en la región neural del músculo, y que los impulsos nerviosos sólo pueden causar contracción actuando en una sustancia receptora. Lo segundo que las sustancias receptoras, forman más o menos fácilmente componentes disociables. Así, la nicotina en combinación con esas sustancias... (Langley, 1909). Hormona, sustancia que poseen los animales y los vegetales que regula procesos corporales tales como el crecimiento, el metabolismo, la reproducción y el funcionamiento de distintos órganos. En los animales, las hormonas son segregadas por glándulas endocrinas, carentes de conductos, directamente al torrente sanguíneo (véase Sistema endocrino). Se mantiene un estado de equilibrio dinámico entre las diferentes hormonas que producen sus efectos encontrándose a concentraciones muy pequeñas. Su distribución por el torrente sanguíneo da lugar a una respuesta que, aunque es más lenta que la de

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Page 1: Receptores y Hormonas Seminario

INTRODUCCIÓN

Los receptores son los componentes de una célula que tienen la capacidad de

identificar una sustancia, hormona o neurotransmisor. La idea de que existen

receptores, viene de principios de siglo, cuando Langley, Dale y Cols., sugieren que

pueden existir sustancias receptivas en la superficie de las membranas de células

excitables: Lo primero, que al menos, dos sustancias especiales (sustancias

receptivas), están presentes en la región neural del músculo, y que los impulsos

nerviosos sólo pueden causar contracción actuando en una sustancia receptora. Lo

segundo que las sustancias receptoras, forman más o menos fácilmente

componentes disociables. Así, la nicotina en combinación con esas sustancias...

(Langley, 1909).

Hormona, sustancia que poseen los animales y los vegetales que regula procesos

corporales tales como el crecimiento, el metabolismo, la reproducción y el

funcionamiento de distintos órganos. En los animales, las hormonas son segregadas

por glándulas endocrinas, carentes de conductos, directamente al torrente

sanguíneo (véase Sistema endocrino). Se mantiene un estado de equilibrio

dinámico entre las diferentes hormonas que producen sus efectos encontrándose a

concentraciones muy pequeñas. Su distribución por el torrente sanguíneo da lugar a

una respuesta que, aunque es más lenta que la de una reacción nerviosa, suele

mantenerse durante un periodo más prolongado.

SEMINARIO II

RECEPTORES

Page 2: Receptores y Hormonas Seminario

1. DEFINICIÓN

Los receptores son estructuras que permiten analizar todo lo que hay en el entorno

y todo lo hay dentro. Cada receptor tiene una forma particular de energía. El

receptor lleva a cabo la transducción (transformación de una forma de energía que

constituye el estímulo en impulsos nerviosos).

Son proteínas presentes en la superficie o en el interior de las células diana y que

hacen posible que estas puedan responder a una hormona, la cual puede alterar o

modificar las propiedades de dichas células luego que es por ellas reconocida. El

receptor tiene una gran afinidad por la hormona. Las concentraciones de hormonas

en la sangre pueden ir de 10-9 a 10-12 M. La afinidad es que la célula puede

reconocer 1 molécula entre 500x106. La afinidad depende de que exista una

estructura química que tenga cierta complementariedad con otra. Para la hormona

puede haber más de un tipo de receptor.

2. CLASIFICACIÓN

A. De acuerdo a su localización:

a.1 Centrales: Se encuentran en el SNC, y comprenden osmoreceptores,

termoreceptores, etc.

a.2: Periféricos: Se encuentran en el sistema nervioso periférico. Son la mayoría.

B. Según tipo de energía del estímulo adecuado:

b.1 Mecanoreceptores:

Se estimulan por la presión que deforma la piel y estira las terminaciones nerviosas

en ésta incluidas, abriendo canales iónicos en la membrana de las terminaciones,

que se despolarizan y envían potenciales de acción al SNC a través de fibras

nerviosas de gran diámetro (tipo A). El campo receptor de cada terminación

Page 3: Receptores y Hormonas Seminario

nerviosa es la región de la piel en la que, al aplicar presión, se estimula esa

terminación. Los receptores que tienen campos pequeños indican con más precisión

la localización en que se ha aplicado el estímulo. Pueden ser fásicos o de

adaptación rápida y tónicos o de adaptación lenta. Hay cuatro tipos de

mecanoreceptores en la piel, con distintos tamaños de campo y distinta velocidad

de adaptación:

* Merkel - Son receptores de campo pequeño y de adaptación lenta. Indican con

mucha precisión la localización de la presión sobre la piel.

* Meissner - Son receptores de campo relativamente pequeño, aunque más

grande que el de los receptores de Merkel, y de adaptación relativamente rápida,

aunque no tan rápida como la de los receptores de Pacini. No son tan precisos en

indicar la posición del estímulo como los receptores de Merkel, pero resaltan los

cambios rápidos de presión.

* Pacini - Son receptores de campo grande y adaptación muy rápida. Tienen poca

precisión para indicar la localización del estímulo, pero responden a vibraciones de

alta frecuencia.

* Ruffini - Son de campo grande y adaptación lenta. Sirven para detectar campos

amplios de presión sobre la piel.

b.2 Termoreceptores:

Los termoreceptores se activan ante

cambios de temperatura menores

o iguales a un grado centígrado en un

rango de entre 30 y 40°C. Habitualmente informan de los cambios térmicos

normales.

b.3 Fotoreceptores:

Permiten reconocer los estímulos luminosos. Comprenden a los conos, con los que

se reconocen los colores, y los bastones, con los que se reconocen matices grises

Page 4: Receptores y Hormonas Seminario

(oscuridad, claridad). Ambos tipos de receptores se encuentran en la retina y

pertenecen a las células ganglionares, que originan al nervio óptico. Los del primer

tipo están presentes en menor cantidad, pues están sobre todo concentrados a

nivel de la mácula.

b.4 Quimioreceptores:

Son capaces de reconocer cambios en las concentraciones de determinadas

sustancias químicas. Según la percepción de la lectura y comprensión que hacen

dichos receptores pueden ser concientes, como del

gusto y olfato, o viscerales, que detectan los

cambios en la concentración osmoles (a nivel de

hipotálamo), H+ [pH], CO2 y O2, en relación a su

presión parcial (el primero sobre todo a nivel

central [centro respiratorio en bulbo raquídeo], y el

otro a nivel periférico [seno carotídeo, arco

aórtico].

b.5 Nociceptores:

b.5.1 Mecanonociceptores:

- Mecanoreceptores de alto umbral de activación (HTM; High Threshold

Mechanoreceptors units): Son, generalmente, fibras A-delta. Sólo responden ante

estímulos mecánicos de gran intensidad y sus campos de recepción se encuentran

en múltiples puntos de la piel. Su velocidad de conducción es amplia y su capacidad

de adaptación lenta, aunque a medida que aumenta la intensidad del estímulo,

aumenta el nivel de respuesta.

- Mecanonociceptores de alto dintel de activación de tipo C. Una presión

débil estimula los mecanorreceptores de Merkel y produce sensación de tacto, si la

presión es más intensa también estimula los nociceptores y produce dolor.

b.5.2 Termonocipetores:

Variedad termoreceptores capaces de producir información nociceptiva ante

estímulos térmicos de gran intensidad (47-51°C).

b.5.3 Mecanocalóricos:

Son fibras A-delta y C que responden ante estímulos mecánicos y/o térmicos de

gran intensidad.

Page 5: Receptores y Hormonas Seminario

b.5.4 Frígidos: Responden a estímulos térmicos de intensidad baja extrema

(inferior a 0ºC), y corresponden a terminaciones libres de fibras mielínicas de

pequeño diámetro (Adelta).

b.5.5 Polimodales:

Los “nociceptores polimodales” (PMN; Polymodal Nociceptors units) están

relacionados con las fibras C-amielínicas. Se caracterizan por activarse ante

estímulos mecánicos, térmicos o químicos, tener campos de recepción pequeños,

adaptarse lentamente y responder con más intensidad a estímulos de larga

duración. También hay nociceptores polimodales A-delta.

C. Atendiendo a la conexión con el Sistema Nervioso Central: Pueden

ser primarios o secundarios.

c.1 Primarios:

Los receptores primarios (neuronas) son terminaciones nerviosas libre que, cuando

se aplica un estímulo no sensitivo producen un potencial de acción.

c.2 Secundarios:

Los receptores secundarios (células especializadas) hacen contacto sináptico con

vías nerviosas aferentes.

D. Según adaptación:

d.1 Fásicos:

Son aquellos receptores que se adaptan rápidamente y detectan la variación de la

fuerza del estímulo, llamados también receptores de intensidad, de movimiento.

Los receptores que se adaptan rápidamente no sirven para transmitir una señal

continua porque solo estimulan cuando varía la intensidad del estímulo. Sin

embargo, dichos receptores reaccionan con fuerza mientras tiene lugar el cambio.

Por esto que se los llama también de intensidad.

d.2 Tónicos:

Son aquellos receptores que se adaptan lentamente y siguen transmitiendo al

cerebro mientras persiste el estímulo(o al menos durante muchos minutos u horas),

es decir que detectan la fuerza del estimulo continuado. Así mantienen el estado

del cuerpo y su relación con el entorno.

E. Según procedencia del estímulo:

e.1 Externoreceptores:

Page 6: Receptores y Hormonas Seminario

Permiten reconocer las sensaciones externas y los aspectos de todo lo

humanamente perceptible, que se encuentra en el mundo exterior. Están

comprendidos dentro de los órganos de los sentidos que reconocen sensaciones

auditivas, visuales, gustativas, olfativas y tactiles.

e.2 Internoreceptores:

Permiten reconocer sensaciones especiales que tienen que ver con aspectos

esenciales para la conservación de la vida. Incluyen receptores del dolor, hambre,

sed.

e.3 Propioceptores:

Estos receptores median el sentido de la posición del cuerpo, que nos permite

conocer la posición de los miembros teniendo los ojos cerrados. El sentido de la

posición depende principalmente de los husos musculares, que detectan la longitud

de cada músculo, y por tanto el ángulo de flexión o extensión de la articulación.

También participan receptores existentes en las articulaciones, pero los husos

musculares parecen ser más importantes para el sentido de la posición. Los

receptores tendinosos de Golgi proporcionan información sobre la fuerza de

contracción de los músculos. La información de los propioceptores se transmite por

fibras nerviosas de gran diámetro (tipo Aalfa y Abeta). El sentido de la posición es

muy importante para el control de los movimientos, y los pacientes con alteraciones

de este sentido (por ejemplo por una lesión de los cordones posteriores de la

médula) tienen grandes dificultades para moverse, aunque las vías motoras estén

intactas.

3. MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS RECEPTORES

Aplicación del estímulo Modificación físico-química

Movimiento de cargas y aparición de corriente generadora Apertura o cierre de canales iónicos

Page 7: Receptores y Hormonas Seminario

Despolarización apareciendo un potencial generador (responsable de la génesis de los potenciales de acción que viajan por al vía aferente)

Los receptores sólo hacen la trasducción (transforman la energía que sea

en impulsos nerviosos). Los receptores pueden ser neuronas o células no

neuronales.

La trasducción de un receptor consiste en, una vez estimulado con la

forma de energía específica, se producirá un potencial generador (como

más grande sea la intensidad, más grande será la frecuencia). Pasa con

todos los receptores.

HORMONAS

1. DEFINICIÓN

En 1905, el médico inglés Ernest Henry Starling, utilizó por primera vez la palabra

“Hormona”, que proviene de “hormein”, que significa “yo excito”. La hormona es

un mensajero químico que es liberada por unas células con el objeto de modificar

las diversas funciones celulares de otras células, que poseen los elementos

necesarios (receptores) para leer y comprender dicho mensaje.

2. CLASIFICACIÓN DE HORMONAS:

Glándulas Endocrinas Más Importantes Y Sus Hormonas

 A. HORMONAS DE LA HIPOFISIS ANTERIOR

1) Hormona de crecimiento produce crecimiento de casi todas las celulas y

tejidos

2) Adrenocorticotropina (ACTH) hace que la corteza suprarrenal secrete

hormonas

3) Hormona estimulante de la tiroides (TSH) hace que la glandula tiroides

secrete tiroxina (T4) y triyodotironina (T3)

4) Hormona foliculo estimulante (FSH) causa crecimiento de los foliculos

ovaricos antes de la ovulacion y fomenta la formacion de espermatozoides en el

testiculo

5) Hormona Luteinizante (LH) induce la ovulacion, hace que los ovarios secreten

hormonas sexuales femeninas y los testiculos secreten testosterona

Page 8: Receptores y Hormonas Seminario

6) Prolactina fomenta el desarrollo de las mamas y la secrecion de leche

 B. HORMONAS DE LA HIPOFISIS POSTERIOR

1) Hormona antidiuretica o vasopresina (ADH) hace que los riñones retengan

agua. Produce vasoconstriccion y eleva la presion arterial

2) Oxcitocina produce la contraccion del utero durante el parto, contrae las celulas

mioepiteliales de las mamas (expulsion de leche)

C. CORTEZA SUPRARRENAL

1) Cortisol regula el metabolismo de proteinas, glucidos y lipidos

2) Aldosterona reduce la excrecion renal de sodio y aumenta la de potasio

 

D. GLANDULA TIROIDES

1) Tiroxina (T4) y triyodotironina (T3) aumentan la magnitud de las reacciones

quimicas, elevan el nivel general del metabolismo corporal

2) Calcitonina fomenta el deposito de calcio en los huesos y disminuye la

concentracion de calcio en el liquido extracelular

E. ISLOTES DE LANGERHANS DEL PANCREAS

1) Insulina fomenta la entrada de glucosa a las celulas, regula el metabolismo de

los glucidos

2) Glucagon aumenta la liberación de glucosa desde el hígado a líquidos

corporales

 F. TESTICULO

1) Testosterona estimula el crecimiento de organos sexuales masculinos,

caracteres sexuales

G. GLÁNDULAS PARATIROIDES

1) Parathormona (PTH) regula la absorcion de calcio desde el intestino, excrecion

de calcio por el riñon y liberacion de calcio desde los huesos

H. PLACENTA

1) Gonadotropina corionica humana (GCH) estimula el crecimiento del cuerpo

luteo y su secrecion de estrogenos y progesterona

2) Estrogenos estimula crecimiento de organos sexuales de la madre y algunos

tejidos fetales

Page 9: Receptores y Hormonas Seminario

3) Progesterona ayuda a estimular el desarrollo del aparato secretor de las

mamas de la madre (estimula el desarrollo de tejidos y organos fetales?)

4) Somatomamotropina Humana ayuda al desarrollo de las mamas de la madre,

estimula el crecimiento de algunos tejidos fetales

Page 10: Receptores y Hormonas Seminario

 I. QUIMICA DE LAS HORMONAS

1) Hormonas Esteroideas estructura quimica semejante a la del colesterol. Son

secretadas por: a) corteza suprarrenal (cortisol y aldosterona), b) ovarios

(estrogenos y progesterona), c) testiculos (testosterona), d) placenta (estrogenos y

progesterona)

2) Derivados del aminoacido tiroxina las hormonas tiroideas metabolicas (T3,

T4) son formas yodadas de derivados de la tirosina, la adrenalina y noradrenalina

son catecolaminas derivadas de la tirosina

3) Proteínas o Péptidos las hormonas de la hipofisis anterior son proteinas o

grandes polipeptidos; las hormonas de la hipofisis anterior son peptidos que

contienen solo 8 aminoacidos; la insulina, glucagon y parathormona son grandes

polipeptidos

MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS HORMONAS

- La acción de una hormona comienza con su unión a un receptor

especifico de la célula diana. Las células que carecen de receptores

para las hormonas no responden.

- Los receptores de algunas hormonas se localizan en la membrana de

algunas células efectoras mientras que en otro caso se encuentran en

el citoplasma o en el núcleo.

- Una vez que la hormona se ha combinado con su receptor, se

desencadena una cascada de reacciones en la célula:

- Es decir que la hormona ejerce la acción sobre un tejido formando en

primer lugar un complejo llamado hormona receptor alterándose la

función del propio receptor quien se activa e inicia los efectos

hormonales.

- Por lo tanto la única acción directa de las hormonas sobre la célula

consiste en la activación de un solo tipo de receptor de membrana; el

segundo mensajero hace el resto.

Page 11: Receptores y Hormonas Seminario

III. COMPLEJO HORMONA-RECEPTOR:

ESQUEMATIZACIÓN DE LAS RELACIONES ENTRE EL COMPLEJO HORMONA

RECEPTOR Y LAS ESTRUCTURAS EFECTORAS

El problema fundamental de la endocrinología molecular es poder dilucidar el

conjunto de mecanismos por los cuales la formación del Complejo Hormona -

Receptor origina en etapas sucesivas la respuesta biológica

La hormona (H) y receptor (R) forman un complejo (HR), en este complejo, el R

presenta las siguientes características destacables:

a) Adaptación inducida. A semejanza de la unión sustrato-enzima, la fijación de la

hormona al receptor implica una adaptación estructural recíproca de ambas

moléculas.

b) Saturabilidad. El número de receptores existentes en una célula es limitado; si

se representa en un sistema de coordenadas la cantidad de hormona fijada a

receptores en una porción determinada de tejido en función de la concentración de

hormona, se obtiene una curva hiperbólica.

c) Reversibilidad. La unión hormona-receptor es reversible.

d) Afinidad. La capacidad de fijación del receptor a un ligando está dada por la

afinidad, que es determinada por las propiedades moleculares del receptor.

3.1 ESPECIFICIDAD Y AFINIDAD:

Las características más importantes que definen a un receptor y su relación con su

ligando (la hormona) son: A) la especificidad; y B) la afinidad del receptor por el

ligando.

HORMONA PRIMER

RECEPTORRECEPTOR

EFECTORI

RESPUESTA

RESPUESTA

EFECTOR II

SEGUNDO

MENSAJERO

TERCER MENSAJEROEFECTOR III

Page 12: Receptores y Hormonas Seminario

Especificidad: La unión entre la hormona y su receptores altamente específica, en

otras palabras, sólo la hormona, o un análogo estructural de ella, puede

interaccionar con el receptor.

Afinidad: La unión entre un ligando y su receptor es de muy alta afinidad, es decir,

la interacción (binding) entre ambos componentes es muy fuerte de tal suerte que

el equilibrio, esquematizado en la ecuación, se encuentra fuertemente desplazado

hacia la derecha, lo que significa que en la práctica, no se observa la disociación del

complejo Hormona-Receptor (HR).

H + R [H-R]

H = hormona

R = receptor

H - R] = complejo hormona-receptor

A modo de ejemplo, se pude señalar que las constantes de disociación (Kii). que

reflejan la afinidad de los receptores por sus ligandos, se encuentran en un rango

de valores que va de los 10"loa los 10'8 mol/L. También es interesante señalar que el

numero de receptores presentes en una célula efectora para un ligando determi-

nado, varía entre los 4000 y los 100.000 por célula.

3.2 FACTORES QUE TIENEN QUE VER CON LA CANTIDAD DE RECEPTOR:

Hay fenómenos que dan modificaciones importantes en el número de receptores

para 1 hormona. Son fenómenos de inducción. Puede ser una inducción heteróloga

o homóloga. Ej de inducción heteróloga: hormonas tiroideas producen un

incremento en la síntesis de receptores -adrenérgicos. Las hormonas tiroideas no

interaccionan sobre estos receptores.

Ej. de inducción homóloga: 1 misma hormona puede modificar o incrementar la

síntesis de su receptor. Puede haber regulación descendiente (cuando la

concentración de una hormona aumenta mucho hacen disminuir los receptores,

cuando crónicamente hay una concentración de hormona muy elevada, las células

dianas internalizan el número de receptores que expresan para esa hormona). Ej:

insulina y diabéticos. No se observan efectos aunque hay mucha hormona.

La regulación ascendiente es que cuando hay una concentración de hormona muy

baja de forma crónica, el organismo establece una situación bien regulada porque

Page 13: Receptores y Hormonas Seminario

aunque no haya ninguna hormona, expresan muchos receptores y producen

muchos efectos. No son muy frecuentes.

3.3 FACTORES QUE TIENEN QUE VER CON EL CAMBIO DE AFINIDAD

A más afinidad, más fácil es que se produzca la unión H-R aunque la concentración

de hormona sea muy baja.

* Cooperatividad negativa: un receptor tiene 2 lugares de unión para una hormona.

Cuando se une una, se produce un cambio de conformación que dificulta que la

segunda se una. Son funciones que tienen que ver con modificaciones de la afinidad

de la hormona por el receptor.

Las hormonas lipofílicas no tienen dificultad para atravesar la membrana plasmática

y tienen el receptor intracelular que reconoce específicamente la hormona. El

receptor tiene capacidad de hacer que haya transcripción de determinados genes

del DNA. Estos genes dan un RNAm que codifican proteínas. Según cuales sean

esas proteínas hay un efecto o otro. Ej: codifica miosina e incrementa la masa

muscular. Cada célula diana tiene unos genes determinados.

3.4 MECANISMO DE ACCIÓN DE HORMONAS LIPOFÍLICAS

Las sustancias apolares con función señalizadora son las hormonas esteroides,

tiroxina y ácido retinoico (vitamina A). Su principal sitio de acción en el núcleo de la

célula efectora.

En la sangre, las hormonas lipofílicas se encuentran unidas a proteínas

transportadoras. Sin embargo, solamente las moléculas de hormona libres pueden

atravesar la membrana celular. Esto puede ocurrir por simple permeación o por

difusión facilitada. No se conoce, aún, cómo llegan las hormonas esteroides al

núcleo, lugar donde la mayoría de ellas encuentra a sus receptores.

Las células efectoras para las hormonas esteroides poseen un pequeño número de

receptores hormonales (generalmente 103-104 moléculas por célula) que muestran

una alta afinidad (Kd = 10-8 - 10-10 M), así como un alto nivel de especificidad por

sus ligandos hormonales. La unión de la hormona lleva a un cambio conformacional

en la proteína receptora que genera las siguientes respuestas: una proteína de

shock térmico (hsp-90) se disocia del receptor, lo que permite una dimerización del

mismo que, a su vez, aumenta su afinidad por la secuencia de ADN que lo reconoce.

El evento clave que desencadena la respuesta de la célula a la hormona es la unión

del dímero de receptores a la doble cadena del ADN. Este complejo se une a cortas

secuencias de nucleótidos, conocidas como elementos respondedores a hormona

Page 14: Receptores y Hormonas Seminario

(HRE). Estos son secuencias de ADN palindrómicas que actúan como elementos

amplificadores en la regulación de la transcripción. Diferencias entre las secuencias

de los diversos HREs proveen la especificidad en la interacción entre el complejo

hormona-receptor y el HRE, es decir que solamente un HRE es reconocido por un

complejo hormona-receptor. Sin embargo, el mismo HRE puede controlar diferentes

genes, dependiendo de la presencia de otros factores de transcripción. Esto explica

por qué la misma hormona puede estimular respuestas diferentes en tejidos

diferentes.

La unión de un dímero de receptor hormonal a una secuencia amplificadora resulta

en un aumento en la transcripción del gen correspondiente. La activación de la

transcripción puede ocurrir como resultado de una alteración en la estructura del

nucleosoma o a través de una interacción directa del dímero del receptor con el

complejo transcripcional (ARN polimerasa y diversos factores proteicos). El efecto

final de la hormona en la célula es la alteración de la cantidad de especies de ARNm

específicas que codifican para proteínas claves que afectan las funciones celulares.

Receptores para hormonas lipofílicas

Existe un alto grado de similitud entre los receptores para las diversas hormonas

lipofílicas. Todos pertenecen a una única superfamilia proteica. Los receptores

contienen diferentes dominios con tamaños y funciones variados. Cada receptor

posee un dominio regulatorio, un dominio de unión al ADN, un dominio corto que lo

lleva hacia el núcleo y un dominio de unión a la hormona. Los mayores grados de

homología entre diferentes receptores se encuentran en el dominio de unión al

ADN. En esta región, los receptores hormonales poseen agrupaciones repetidas del

aminoácido cisteína. Estos residuos de cisteína pueden coordinar iones Zn2+ y

formar los conocidos "dedos de cinc".

Las proteínas que poseen "dedos de cinc" forman un grupo de factores de

transcripción que no solamente incluyen receptores para hormonas esteroides,

tiroxina y ácido retinoico, sino también al receptor que une la toxina ambiental

dioxina, la proteína que es producto del oncogen erb-A y una larga lista de otros

factores, cuyos ligandos no se conocen aún.

Es posible sintetizar compuestos que, sin ser idénticos a la hormona de interés, se

unen a su receptor. Si la unión de este ligando desencadena el mismo efecto que la

hormona natural, se dice que es una agonista hormonal. Un ejemplo está dado por

Page 15: Receptores y Hormonas Seminario

los anticonceptivos orales, que contienen agonistas de estrógenos y progesterona.

Por el contrario, un antagonista hormonal, es un compuesto que se une al receptor

pero no desencadena un efecto hormonal, es decir que bloquea el efecto de la

hormona endógena.

 3.5 MECANISMO DE ACCIÓN DE HORMONAS HIDROFÍLICAS

La mayoría de las sustancias señalizadoras hidrofílicas no son capaces de atravesar

la membrana celular. La transmisión de la señal al interior celular ocurre a través de

receptores localizados en la membrana (transducción de señal).

Receptores para hormonas hidrofílicas

Los receptores son proteínas integrales de membrana que unen la sustancia señal

en el exterior de la membrana y sufren una alteración en su estructura que dispara

la liberación de una segunda señal en el interior de la membrana. Estos receptores

pueden clasificarse en tres tipos diferentes.

1- Receptores tipo I poseen actividad enzimática. En muchos casos

contienen dominios intracelulares con actividad de tirosina quinasa. Estos dominios

son activados por la unión de la hormona a la parte extracelular del receptor y,

luego, fosforilan residuos de tirosina en otras proteínas. Además, el receptor se

fosforila, generalmente, a sí mismo. Otras proteínas se unen a los residuos de

tirosina fosforilados, se activan y transmiten la señal a otras partes de la célula.

Ejemplos de este tipo de receptores son los receptores para insulina y diversos

factores de crecimiento.

2- Receptores tipo II son canales iónicos. La unión de la sustancia señal

causa una inmediata apertura del canal, permitiendo que iones específicos, por

ejemplo Na+, K+ o Cl-, atraviesen. La célula responde a los cambios en la

concentración intracelular iónica resultante de formas específicas. Este es el

mecanismo por el que actúan los neurotransmisores, tales como la acetilcolina y el

GABA.

3- Receptores tipo III son proteínas con siete regiones transmembrana que

transfieren su señal a una familia de proteínas que unen nucleótidos de guanina, las

llamadas proteínas G. Muchas hormonas hidrofílicas utilizan este camino de

transducción.

 a. Transducción de señal por proteínas G

Las proteínas G son heterotrímeros compuestos por tres clases diferentes de

subunidades: a, , g. La subunidad a puede unir los nucleótidos GTP o GDP. En

Page 16: Receptores y Hormonas Seminario

estado inactivo o de reposo, el GDP está unido a la proteína G. Cuando una

sustancia señal interactúa con el receptor en membrana, este último sufre una

modificación conformacional que le permite asociarse a una proteína G en la

superficie interna de la membrana. Esta interacción causa un intercambio del GDP

unido por GTP. El receptor libera, luego, a la proteína G activa quien,

subsiguientemente, se disocia en las subunidades a y el dímero g. Luego de algún

tiempo, la subunidad a liberada hidroliza el GTP unido a GDP y retorna a su estado

inicial de reposo. Antes de que esto ocurra, sin embargo, el complejo GTP activado

desencadena la formación de un segundo mensajero. Existen cuatro alternativas

para que esto ocurra, dependiendo del tipo de proteína G.

a.1. La subunidad a activa una adenilato ciclasa ubicada en la membrana que

convierte ATP en AMPc (segundo mensajero). Como resultado, la hormona aumenta

los niveles intracelulares de AMPc. Algunas proteínas G no activa sino que inhiben a

la adenilato ciclasa.

a.2. La subunidad a estimula una fosfodiesterasa específica para GMPc. Esta

enzima incrementa la velocidad de hidrólisis del GMPc, llevando a una disminución

en la concentración de este nucleótido cíclico.

a.3. La subunidad a se une a un canal iónico resultando en la apertura de ese

canal.

a.4. La subunidad a activa una fosfolipasa la que, subsecuentemente, hidroliza

a lípidos de la membrana. La más importante de estas enzimas es la fosfolipasa C.

Su sustrato, el fosfatidil inositol bifosfato) es hidrolizado a inositol trifosfato (IP3) y

diacilglicerol. Ambos productos pueden actuar como segundos mensajeros. El

hidrofílico IP3 va al retículo endoplásmico donde estimula la liberación de calcio

desde su almacenaje. El lipofílico diacilglicerol, por su lado, permanece en la

membrana y activa a la proteína quinasa C la que, en presencia de calcio, fosforila

residuos de serina y treonina de diversas proteínas, alterando sus actividades.

SEGUNDOS MENSAJEROS

Las siguientes moléculas se consideran segundos mensajeros: AMPc, GMPc, DAG

(diacilglicerol), IP3 (inositol trifosfato), calcio y ácido araquidónico. Poseen ciertas

características comunes:

*   Los segundos mensajeros aparecen vía reacciones de cascada.

Page 17: Receptores y Hormonas Seminario

*   Sus concentraciones intracelulares están reguladas estrictamente por señales

extracelulares, por ejemplo hormonas, neurotransmisores, mediadores, factores de

crecimiento, olores o luz.

*   La formación de segundos mensajeros permite una amplificación de la señal, es

decir que la unión de una hormona a un único receptor puede activar más de 10

proteínas G las que, a su vez, pueden llevar a una cantidad 10 a 100 veces mayor

de segundos mensajeros.

*La transducción de múltiples señales vía el mismo segundo mensajero permite la

integración de efectos.

a. Metabolismo y función del AMPc

El nucleótido cíclico AMPc es sintetizado por la adenilato ciclasa la que cataliza la

ciclización del ATP para dar AMPc y pirofosfato. La hidrólisis subsecuente del

pirofosfato envía el equilibrio de la reacción de adenilato ciclasa hacia la derecha,

haciéndola prácticamente irreversible. La degradación del AMPc a AMP está

catalizada por una fosfodiesterasa la que es inhibida por una alta concentración de

xantinas metiladas, tales como la cafeína.

La actividad de la adenilato ciclasa está regulada por proteínas G. La mayoría de las

proteínas G estimulan a la ciclasa y, por lo tanto, aumentan el nivel de AMPc. Sin

embargo, existen proteínas G inhibitorias.

Mecanismo de acción

El AMPc es un efector alostérico de la proteína quinasa A. La forma inactiva de esta

enzima es un tetrámero. Dos subunidades catalíticas se encuentran bloqueadas por

dos subunidades regulatorias. Cuando el AMPc se une a las subunidades

regulatorias, se disocia el tetrámero y las subunidades catalíticas se activan. La

enzima activa fosforila residuos de serina en diversos componentes. La fosforilación

de proteínas "blanco" resulta en activación (fosforilasa quinasa, por ejemplo) o

inhibición (por ejemplo con la sintetasa de glicógeno).

Existen diversos niveles de control involucrados en la terminación de la respuesta,

en el "apagado" de la acción de un segundo mensajero. La hormona se disocia de

su receptor, la proteína G retorna a su estado de reposo, como resultado de la

hidrólisis de GTP a GDP y la fosfodiesterasa degrada el AMPc a AMP. La declinación

resultante en los niveles, tan rápida, causa un retorno rápido de la proteína quinasa

A a su estado tetramérico, inactivo.

Page 18: Receptores y Hormonas Seminario

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

- GUYTON, Arthur. Tratado de Fisiología Médica. 10ª edición. Editorial Mc

Graw Hill. España 2001.

- GANNONG, William. Fisiología Médica. 16ª edición, Editorial El Manual

Moderno. México 1998.

- http://www.solociencia.com/medicina/sistema-endocrino-

hormonas.htm

- http://docencia.udea.edu.co/ca/SistemasOrganicosIII/sisEndocrino/

fisiologia.html

- http://fbio.uh.cu/metabol/Mecanismos_generales.htm

- http://fbio.uh.cu/metabol/TEMA%203(%203-4).htm

- http://med.unne.edu.ar/catedras/farmacologia/claspostgr/

estrgprogestag.pdf