Hormona Peptídica
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Hormona Peptídica Hormona cuya estructura se basa en la unión de varios aminoácidos que contienen uno o más grupos peptídicos (CONH). Habitualmente procede de moléculas precursoras de superior peso molecular, llamadas prohormonas. Por norma general, actúan sobre los receptores de membrana.
Sumario
Clasificación
Estas hormonas no atraviesan la membrana celular por causa de su estructura química, por lo tanto los receptores están en la membrana celular. Cuando el complejo AR esté producido activará la adenilsiclasa (una enzima ubicada también en la membrana) la acción de esta enzima sería, a su vez la de promover, a partir del ATP, la formación de 3':5' monofosfato de adenosina o más sencillamente adenilmonofosfato cíclico (AMPc).
- Hormona antidiurética, también llamada vasopresina o ADH
- Oxitocina o OXT
- Hormona estimulante de melanocitos o MSH
- Hormona liberadora de tirotropina o TRH
- Hormona liberadora de gonadotropina o GnRH o LHRH
Hormonas proteicas
- Hormona del crecimiento o somatotropina o GH
- Prolactina o PRL
- Hormona paratiroidea o parathormona o PTH
- Hormona adrenocorticotropa o corticotropina o ACTH
- Hormona liberadora de GH o GHRH
- Insulina
- Glucagón
Aspectos Básicos de las Hormonas Peptídicas
Varias de las hormonas peptídicas y de amino ácidos son elaboradas por tejido neural, pero tienen impacto en todo el sistema. Cuando aún no se conocía su composición, los productos secretados por el hipotálamo se conocían como factores liberadores, ya que su efecto era liberar hormonas endocrinas de la glándula pituitaria. Recientemente, estos factores liberadores han sido renombrados a hormonas liberadoras. Actualmente, los dos nombres son utilizados comúnmente.
Las hormonas liberadoras son sintetizadas en los cuerpos celulares neuronales del hipotálamo y secretadas a los terminales axonales hacia la circulación portal hipofisiaria, la cual baña directamente la parte anterior de la glándula pituitaria. Estos péptidos inician una cascada de reacciones bioquímicas que culminan en metas biológicas en todo el organismo y hormonalmente reguladas. Las células de la glándula pituitaria anterior, con sus receptores específicos para hormonas liberadoras individuales, generalmente responden a través de vías dependientes de Ca2+, IP3, y PKC que estimulan la exocitosis de vesículas preexistentes que contienen varias hormonas de la glándula pituitaria anterior. Las hormonas pituitarias son llevadas a través de la circulación sistémica a los tejidos blancos localizados en todo el cuerpo. En los tejidos blancos, generan actividades biológicas únicas.
La secreción de hormonas hipotalámicas, pituitarias y del tejido blanco está bajo estricta regulación a través de una serie de circuitos de retroalimentación negativa y positiva. Esta complejidad puede ser demostrada usando el sistema de regulación de la hormona de crecimiento (GH, por sus siglas en inglés) como ejemplo. La sustancia estimuladora, la hormona liberadora de la hormona de crecimiento (GRH, por sus siglas en inglés) y la sustancia inhibidora, somatostatina (SS) (somatostatina es también denominada la hormona inhibidora de la hormona de crecimiento, GIH: por sus siglas en inglés), ambos productos del hipotálamo, controlan la secreción de GH por parte de la glándula pituitaria. Bajo la influencia de GRH, la hormona de crecimiento es liberada a la circulación sistémica, causando que el tejido blanco secrete el factor de crecimiento similar a la insulina-I, IGF-1.
La hormona de crecimiento también tiene otros efectos metabólicos más directos; es hiperglicémica y lipolítica. La fuente principal de IGF-1 sistémico es el hígado, aunque la mayoría de otros tejidos también secretan y contribuyen al IGF-1 sistémico. El IGF-1 del hígado es considerado el reguladora principal del crecimiento tisular. En particular, el IGF-1 secretado por el hígado se cree que sincroniza el crecimiento a través del cuerpo, lo cual resulta en un balance homeostático en el tamaño y masa del tejido. El IGF-1 secretado por tejidos periféricos es generalmente considerado como autócrino ó parácrino en su acción biológica.
El IGF-1 sistémico también tiene blancos regulatorios en el hipotálamo y en la glándula pituitaria. Los circuitos de retroalimentación negativa causan un decaimiento en la secreción de GH directamente en la glándula pituitaria. El circuito de retroalimentación positiva, más largo, involucra regulación de IGF-1 a nivel del hipotálamo, estimula la secreción del GIH, el cual inhibe la secreción de la hormona de crecimiento por parte de la glándula pituitaria. Este último es un proceso relativamente inusual de regulación negativa de la retroalimentación positiva. Además, un circuito de retroalimentación negativa más corto involucra acción directa del IGF-1 sobre la glándula pituitaria, conllevando a la disminución de la secreción de GH. Un circuito similar de retroalimentación existe para la mayor parte de hormonas endocrinas y muchos eventos discretos modulan cada circuito de regulación.
Receptores para Hormonas Peptídicas
Con la excepción del receptor de hormonas tiroideas, los receptores para las hormonas derivadas de los aminoácidos y las hormonas peptídicas, están localizados en la membrana plasmática. La estructura de los receptores es variada: algunos receptores consisten de una sola cadena de polipéptidos con un dominio en uno de los lados de la membrana, conectada por un dominio que atraviesa la membrana. Algunos receptores están compuestos de una sola cadena de polipéptidos que pasa hacia delante y atrás y se dispone en forma de serpentina a través de la membrana, resultando así en varios dominios intracelulares, transmembrana y extracelulares. Otros receptores están compuestos de varios polipéptidos. Por ejemplo, el receptor de la insulina es un tetrámero unido por puentes de disulfuro con las subunidades β a travesando la membrana y las subunidades α localizadas en la superficie exterior.
Luego de que la hormona se une, una señal es traducida al interior de la célula donde los segundos mensajeros y proteínas fosforiladas generan respuestas metabólicas necesarias. Los segundos mensajeros principales son cAMP, Ca2+, inositol trifosfato (IP3), y diacilglicerol (DAG). Las proteínas son fosforiladas en la serina y treonina por la proteína cinasa cAMP-dependiente (PKA) y proteína cinasa C DAG-activada (PKC). Adicionalmente, una serie de tirosina cinasas membrana-asociadas e intracelulares fosforilan residuos de tirosina específicos pertenecientes a enzimas blanco y otras proteínas reguladoras.
La señal de la unión hormonal en la mayoría, pero no todos, de los receptores en la membrana plasmática es traducida al interior de las células cuando se une el complejo receptor-ligando a una serie de proteínas de unión GDP/GTP en la membrana, conocidas como proteínas G. Las clásicas interacciones entre los receptores, el transductor de proteína G y la adenilatociclasa localizada en la membrana están ilustradas a continuación usando al glucagón, una hormona pancreática, como ejemplo. Cuando las proteínas G se unen a sus receptores, el GTP es intercambiado por el GDP unido a la subunidad α de la proteína G. El complejo Gα-GTP se une a la adenilatociclasa, activando así a la enzima. La activación de la adenilatociclasa conlleva la producción de cAMP en el citosol y a la activación del PKA, seguido por la fosforilación regulatoria de varias enzimas. Las proteínas G estimulantes son designadas Gs, mientras que las proteínas G inhibidoras son designadas como Gi.
La vía representativa para la activación de la proteína cinasa cAMP-dependiente, PKA. En este ejemplo, el glucagón se une a su receptor en la superficie celular, y así el receptor es activando. La activación del receptor es ligado a la activación de una proteínas G (proteína que se une al GTP y lo puede hidrolizar) compuesta de 3 subunidades. Al ser activada, la subunidad α se disocia y se una a la adenilatociclasa y a su vez también lo activa. La adenilatociclasa convierte al ATP en AMP-cíclico (cAMP). El cAMP producido luego se une a las subunidades regulatorias del PKA conllevando a la disociación de las subunidades catalíticas. Las subunidades catalíticas están inactivadas hasta que las subunidades regulatorias se disocian. Una vez liberadas, las subunidades catalíticas del PKA fosforilan varios sustratos usando el ATP como el donador de fosfatos.
Una segunda clase de hormonas peptídicas induce la transducción de 2 segundos mensajeros, DAG e IP3 (ilustrado a continuación con una estimulación α-adrenérgica producida por epinefrina). La unión de la hormona es seguida por una interacción con una proteína G estimuladora la cual a su vez es seguida por la activación de la proteína G de la fosfolipasa C-β localizada en la membrana, (PLC-β). La PLC-β hidroliza al fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PIP2) para producir 2 mensajeros: IP3, el cual es soluble en el citosol y el DAG, el cual permanece en la membrana. El IP3 citosólico se une a sitios en el retículo endoplasmático, abriendo así canales de Ca2+ y permitiendo que el Ca2+ almacenado fluya hacia el citosol. En el citosol, el calcio activa varias enzimas, al activar sus subunidades de calmodulina o subunidades similares a la calmodulina. El DAG tiene 2 papeles: se une y activa a la proteína cinasa C (PKC) y abre canales de Ca2+ en la membrana plasmática, así enriqueciendo el efecto del IP3. Como la PKA, la PKC fosforila residuos de serina y treonina en varias proteínas, y así modulando su actividad catalítica.
Las vías involucradas en la regulación del glucógeno fosforilasa por la activación de receptores α-adrenérgicos causada por epinefrina (ver la página del Glucógeno para detalles en los mecanismos de regulación). PLC-β es fosfolipasa C-β. Sólo una clase de receptores, el de los factores natriuréticos(p. ej. El factor natriurético auricular, ANF), ha demostrado ser ligado a la producción intracelular de cGMP. El ANF, un péptido secretado por tejido cardiaco de la aurícula, es similar a otras hormonas peptídicas en que es secretado al sistema circulatorio y tiene efectos en tejidos distantes. El sitio principal de acción del ANF es el glomérulo del riñón, donde éste modula la taza de filtración, incrementando la excreción de Na+ en la orina. Los receptores de los factores natriuréticos son proteínas integrales de la membrana plasmática cuyos dominios intracelulares catalizan la formación del cGMP luego de que el factor natriurético se une. El cGMP intracelular activa una proteína cinasa G (PKG) la cual fosforila y modula actividad enzimática, conllevando a los efectos biológicos producidos por los factores natriuréticos.
