Principios generales de la comunicación intercelular

06/10/2014

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Hormonas

Facultad de Enfermería

Universidad de la República

ESFUNO 2014

Amalia Ávila

BIOSEÑALIZACIÓN

• Comunicación celular directa: uniones GAP

• Comunicación celular indirecta: involucra un mensajero extracelular que

transporta una señal

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Principios generales de la comunicación

intercelular

Hormonas

• Compuestos químicos secretados en mínimas concentraciones al

torrente sanguíneo por glándulas de secreción interna, y que actúan

en células distantes al lugar de origen, donde se unen a receptores

específicos, y producen una respuesta biológica

Regulación hormonal:

•Metabolismo

•Crecimiento

•Desarrollo

•Equilibrio hidroelectrolítico

•Reproducción

•Comportamiento

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Transducción de señales

• Es la conversión de la información transportada por una molécula señal

(detectada por receptores específicos) en una serie de reacciones

bioquímicas que producen una respuesta biológica que conduce a cambios

en el metabolismo celular o la expresión génica

• Requiere de una maquinaria compuesta por:

– Receptores

– Enzimas efectoras

• La comunicación intercelular a través de señales químicas involucra ciertos

pasos:

– Síntesis y liberación de la molécula señal

– Transporte hasta la célula blanco

– Detección por su receptor específico

– Mecanismo de transducción de la señal

– Remoción o inactivación de la molécula señal

Características de los sistemas de

transducción de señales

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Clasificación de las moléculas señalizadoras

según su naturaleza química

• Esteroides: Glucocorticoides, mineralocorticoides, vitamina D,

hormonas sexuales

• Derivados de aminoácidos: adrenalina y NA (catecolaminas),

melatonina, serotonina, Ach, hormonas tiroideas, histamina, GABA,

glutamato

• Péptidos: factores reguladores hipotalámicos, ADH, oxitocina,

ACTH, MSH, glucagón

• Proteínas: PTH, insulina, PR, FSH, LH, GH y TSH

• Eicosanoides: prostaglandinas, tromboxanos, leucotrienos.

Derivados del ácido araquidónico.

• Gases: NO, H2S

Propiedades generales de las hormonas

• Actividad: las hormonas actúan en concentraciones muy pequeñas, 10-12 –

10-10 M para hormonas hidrofílicas, 10-9 – 10-6 M para hormonas

hidrofóbicas.}

• Vida media

• Velocidad y ritmo de secreción:

– la secreción de hormonas no es un fenómeno uniforme y sostenido

– Responde a estímulos del ambiente o del medio interno

– Variaciones cíclicas (ritmos circadianos y ultradianos)

• Especificidad

• Acción sobre mecanismos de transporte de membrana

• Modificación de la actividad enzimática (principalmente por regulación

covalente)

• Acción sobre la síntesis de proteínas (regulación de la transcripción génica)

Tipos de acciones promovidas por hormonas

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Clasificación y características de las hormonas

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Receptores: características del complejo H-R

C) Afinidad y respuesta máxima

D) Reversibilidad: interacciones débiles

Número de receptores•No permanece constante sino que varía en diferentes estados fisiológicos

•La concentración de hormona regula la cantidad de receptores específicos en

una célula

•Regulación a la baja, desensibilización o down regulation

•Regulación al alza, up regulation

•Mecanismos: inserción/secuestro de receptores preformados y/o

alteraciones de la expresión de genes que codifican receptores

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Naturaleza de los receptoresReceptores intracelulares

• Reconocen moléculas pequeñas y liposolubles que difunden fácilmente a través

de la membrana plasmática de la célula diana

• Localizados en el citosol o el núcleo celular

• El propio complejo HR transporta el mensaje sin necesidad de segundos

mensajeros

• En general ejercen una acción directa sobre el ADN regulando la expresión

génica

• Median la acción de las hormonas esteroides y tiroideas

Receptores de membrana

• Reconocen moléculas hidrosolubles y de mayor tamaño que no pueden atravesar

membrana

• La unión de la hormona al receptor induce un cambio conformacional de éste que

provoca la síntesis/activacción de una molécula mensajera encargada de

transportar la señal al interior de la célula

• Distintas hormonas utilizan las mismas cascadas de señalización => el repertorio

de sistemas de transducción es más reducido que el de hormonas

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Hormonas polipeptídicas• Representan la mayoría de las hormonas

• Desde 3 (TRH) hasta 200 aminoácidos (PRL, GH)

• Síntesis

– Preprohormona (RE)

– Prohormona (aparato de Golgi)

• Se almacenan en vesículas hasta su liberación

• hidrosolubles

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Hormonas que actúan a través de receptores

acoplados a proteínas G (receptores serpentina)• Pertenecen a esta clase los receptores de LH, FSH, TSH, glucacón, ADH, alfa y beta

adrenérgicos, entre otros.

• Estructura:

– 7 hélices transmembrana

– Dominio extracelular (N-terminal) de unión al ligando

– Dominio intracelular (C-terminal) de interacción con proteínas G

• Proteínas G

– Heterotriméricas

– Diferentes tipos según la subunidad alfa

• Gs: estimuladoras

• Gi: inhibidoras

• Gq: activan sistema fosfatidilinositolbisfosfato

Ciclo de asociación y disociación de

proteínas G

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Cascada de señalización que controla la

degradación del glucógeno (Adrenalina)

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Cascada de señalización que controla la

degradación del glucógeno (Glucagón)

Respuestas mediadas por AMPc

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Sistema de transducción del

fosfatidilinositolbisfosfatoUtilizado por ACTH, LH, angiotensina II, serotonina, etc.

Hormonas que actúan sobre la adenilato ciclasa

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Hormonas que actúan a través de receptores

con actividad enzimática intrínseca• Insulina, factores de crecimiento

• Estructura general

– Dominio extracelular (N-terminal) de unión a ligando

– Dominio transmembrana

– Dominio intracelular (C-terminal) tirosina quinasa

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Activación de glucógeno sintasa por insulina

Receptor con actividad guanilato ciclasa

GMPc: segundo mensajero

Actúa mediante la activación de proteín quinasas (PKG) y cumple diferentes

funciones en diversos tejidos. En el riñón e intestino causa cambios en el

transporte de iones y en la retención de agua; en el músculo cardíaco provoca

relajación muscular

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• Unen y activan enzimas citoplasmáticas, como proteín quinasas solubles, que

activan una cascada enzimática que activa un regulador genético

Sistema JAK-STAT

• GH, PRL, Epo, citoquinas

Hormonas que actúan a través de receptores

sin actividad enzimática

Hormonas liposolubles• Actúan a través de receptores intracelulares

• receptores de esteroides

– Citoplasmáticos

– Glucocorticoides, mineralocorticoides, progesterona y andrógenos

– Generalmente se encuentran formando complejos con otras proteínas que los mantienen

inactivos

• Receptores nucleares

– Estrógenos, hormonas tiroideas, vistamina D, retinoides

• Complejos HR interactuan con secuencias de ADN llamadas elemtos de respuesta a

hormonas (HRE) alterando la expresión génica

• Respuesta a largo plazo

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Bibliografía:

Herrera: Principios de Bioquímica

Devlin: Bioquímica: Libro de texto con aplicaciones

clínicas. 3° edición, ed. Reverté

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