Las hormonas peptídicas son mensajeros químicos formados por cadenas de aminoácidos. Células especializadas las producen, a menudo las procesan a partir de moléculas precursoras más grandes, las liberan en respuesta a señales fisiológicas específicas y luego las utilizan para coordinar la actividad de otras células y tejidos.
Sin embargo, su acción no se debe al simple hecho de que estén péptidos. La respuesta biológica depende principalmente de si una célula determinada posee el receptor adecuado y el mecanismo de señalización intracelular que permita interpretar la señal recibida.
La insulina, el glucagón, el péptido similar al glucagón tipo 1 (GLP-1), la vasopresina, la parathormona (PTH), la hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH) y el péptido natriurético auricular (ANP) pertenecen a este amplio grupo. Sin embargo, participan en sistemas fisiológicos muy diferentes.
El término „hormona peptídica” describe, por tanto, una categoría química y un modo de comunicación biológica, y no un efecto común único.
Por ejemplo, los estudios sobre GLP-1 en humanos se centraron en la comunicación entre el tracto gastrointestinal y la secreción de insulina, mientras que las investigaciones sobre los canales de agua sensibles a la vasopresina se concentraron en la regulación del equilibrio hídrico por parte de los riñones. Se trata de sistemas fisiológicos distintos que utilizan diferentes receptores, tejidos diana y mecanismos de respuesta. [1] [2]
El funcionamiento de una hormona peptídica se puede entender más fácilmente siguiendo todo el proceso de principio a fin:
síntesis del precursor → procesamiento de la molécula → almacenamiento → liberación → reconocimiento por el receptor → señalización intracelular → respuesta celular → retroalimentación y terminación de la señal.
Cada una de estas etapas puede influir en la respuesta biológica final.
Este enfoque también permite evitar un malentendido importante. La detección del péptido, la observación de su unión al receptor, la medición del mensajero secundario y la demostración de una respuesta fisiológica de todo el organismo son diferentes niveles de evidencia. La interpretación completa requiere determinar cuál de estas etapas se ha investigado realmente.
¿Qué son las hormonas peptídicas?
Cadena de aminoácidos que transmite una señal biológica
Los hormonas peptídicas están formadas por residuos de aminoácidos unidos enlaces peptídicos.
Algunos son cadenas relativamente cortas, mientras que otros son moléculas mucho más grandes y también pueden denominarse hormonas proteicas.
En la biología del sistema endocrino, estas categorías se solapan parcialmente. La terminología relativa a las hormonas peptídicas abarca moléculas de señalización compuestas de aminoácidos y no requiere la existencia de un único límite universal de longitud de cadena que separe todos los péptidos de todas las proteínas.
La palabra „hormona” describe principalmente la función de señalización de una molécula, y no exclusivamente su estructura química.
En el sistema endocrino clásico, una célula o tejido libera una hormona a la circulación para que pueda actuar sobre las células receptoras situadas en otras partes del organismo.
Sin embargo, la comunicación biológica no se limita exclusivamente a este mecanismo. Las moléculas asociadas también pueden participar en la comunicación local entre células vecinas y en otras formas de señalización celular.
Por lo tanto, la sola estructura química no es suficiente para considerar a un péptido dado como hormona.
Muchos péptidos son, entre otros:
- metabolitos intermedios;
- fragmentos de proteínas más grandes;
- componentes estructurales;
- moléculas reguladoras intracelulares;
- productos de degradación de proteínas;
- moléculas que desempeñan otras funciones no relacionadas con el sistema endocrino.
Para confirmar la función hormonal, los investigadores suelen necesitar pruebas que vinculen una molécula dada con su producción, liberación regulada, células diana y acción fisiológica.
Los primeros estudios sobre el GLP-1 en humanos ilustran bien este enfoque.
Los investigadores detectaron material relacionado con el GLP-1 en los intestinos y observaron un aumento de su concentración en sangre tras la administración oral de glucosa o después de una comida. En un pequeño experimento de infusión, una forma específica de GLP-1 influyó en la respuesta de la insulina y la glucosa. [1]
En conjunto, estas observaciones respaldaban el concepto de un papel de señalización fisiológica de esta molécula.
Sin embargo, este estudio no debe considerarse como una prueba que confirme cada mecanismo, aplicación clínica o afirmación posterior relacionada con la biología del GLP-1.
Las células Diana se determinan por la capacidad de respuesta
Una hormona puede fluir junto a muchas células sin desencadenar la misma respuesta en cada una de ellas.
Para que una célula pueda responder, por lo general debe poseer el receptor adecuado y los mecanismos moleculares intracelulares que permitan procesar la señal generada tras su activación.
Los receptores reconocen características específicas de las moléculas.
El reconocimiento puede depender, entre otras cosas, de:
- secuencia de aminoácidos;
- estructura espacial;
- estiba de la carga;
- modificaciones químicas;
- conformación del receptor;
- la disponibilidad de superficies de unión adecuadas.
El mero hecho de que una molécula dada sea un péptido no significa, por tanto, que pueda activar el receptor de otra hormona peptídica.
También importa el número de receptores.
Una célula que posee un gran número de receptores funcionales puede responder de manera diferente que una célula que tiene menos. En la respuesta también pueden influir la localización de los receptores, sus modificaciones, las proteínas que interactúan con ellos y la estimulación previa.
Incluso dos tejidos que poseen el mismo receptor pueden reaccionar de manera diferente porque difieren en la maquinaria de señalización intracelular.
La activación del receptor puede influir, entre otras cosas, en:
- actividad enzimática;
- transporte de iones;
- canales de membrana;
- desplazamiento de burbujas;
- secreción;
- metabolismo;
- fosforilación de proteínas;
- transcripción de genes;
- la combinación de varios de estos procesos.
La unión al receptor es, por lo tanto, el principio de la explicación del mecanismo de acción, y no una respuesta completa a la pregunta sobre el efecto biológico.
Las hormonas peptídicas participan en muchos sistemas diferentes
| Área fisiológica | Ejemplo de hormona peptídica | Papel principal |
|---|---|---|
| Regulación de nutrientes | Insulina | Coordina las respuestas celulares relacionadas con la economía de nutrientes |
| Comunicación intestino-páncreas | GLP-1 | Ayuda a vincular la ingesta de nutrientes con la secreción de insulina |
| Gestión del agua | Vasopresina | Regula el equilibrio hídrico en los túbulos colectores de los riñones |
| Regulación del calcio | Parathormona | Participa en la regulación de la concentración de calcio mediante retroalimentación |
| Regulación del sistema reproductor | GnRH | Transmite señales a la hipófisis; la frecuencia y el ritmo de los impulsos también son importantes |
| Regulación del sistema cardiovascular y del volumen de líquidos | ANP | Activa el receptor relacionado con la producción de GMP cíclico |
Estos ejemplos representan funciones fisiológicas diferentes, y no beneficios comunes derivados de pertenecer al grupo de los péptidos.
Los estudios sobre la actividad de la quinasa del receptor de insulina, la fisiología del GLP-1, la acuaporina-2 en la orina, la respuesta de calcio–PTH, el ritmo de los pulsos de GnRH y los receptores de ANP analizan diferentes elementos de distintos sistemas hormonales. [1] [2] [3] [4] [5] [6]
Por esta razón, los resultados relativos a una hormona peptídica no deben extrapolarse automáticamente a otra simplemente porque ambas moléculas pertenezcan a la misma categoría química amplia.
¿Cómo se sintetizan y liberan las hormonas peptídicas?
Muchos hormones comienzan como moléculas precursoras más grandes
Muchos hormonas peptídicas se sintetizan inicialmente como moléculas más grandes llamadas preprohormonas.
El prefijo „pre-” suele referirse a una secuencia señal que ayuda a dirigir la molécula recién formada hacia la vía secretora celular.
Tras la eliminación de esta secuencia, el precursor restante suele denominarse prohormona.
El procesamiento adicional puede dar lugar a la formación de la hormona madura y, en algunos casos, de varios productos biológicamente relevantes.
En la vía secretora regulada clásica, el precursor naciente llega al retículo endoplasmático, luego pasa por el aparato de Golgi y se dirige a los compartimentos secretores adecuados.
Dependiendo de la molécula, las etapas posteriores pueden incluir:
- plegamiento;
- formación de puentes disulfuro;
- escisión enzimática;
- modificaciones de los extremos de la cadena;
- otras modificaciones químicas;
- clasificación;
- empaquetamiento en gránulos secretores.
Estos procesos no ocurren de manera idéntica para cada hormona peptídica.
Un solo precursor puede contener varios productos peptídicos potenciales, y diferentes tipos de células pueden procesar el mismo precursor de manera diferente.
Por lo tanto, la secuencia de aminoácidos codificada por el gen no tiene por qué corresponder directamente a una hormona madura presente en la circulación.
El procesamiento del precursor influye en qué hormona se formará
El proglucagón es un ejemplo especialmente bueno, porque el tejido del páncreas y el del intestino pueden producir diferentes productos moleculares a partir del mismo precursor.
En el estudio de tejidos humanos se utilizaron métodos inmunochemicos y cromatográficos para identificar diferentes patrones de moléculas relacionadas con el glucagón en el páncreas y el intestino delgado. [7]
En experimentos celulares posteriores se analizó la participación de las enzimas que procesan PC2 y PC3, siendo PC3 también denominada a menudo PC1/3.
Los resultados mostraron que el entorno enzimático influía fuertemente en si el procesamiento se parecía al patrón característico del páncreas o del intestino. Los estudios también revelaron limitaciones para reproducir todas las etapas de la escisión mediante un sistema enzimático aislado. [8]
La regla general es importante:
la secuencia del precursor determina los posibles productos, mientras que los mecanismos de procesamiento presentes en una célula determinada ayudan a determinar qué formas moleculares se formarán realmente.
Esto también tiene importancia para las mediciones de laboratorio.
Una prueba que reconoce varias formas relacionadas con un solo precursor puede dar resultados diferentes a los de un método diseñado específicamente para detectar una sola hormona madura.
Por lo tanto, la concentración indicada debe interpretarse junto con la información sobre qué formas moleculares exactas detecta el método analítico utilizado.
Los gránulos secretores permiten la liberación controlada
Muchas células endocrinas almacenan hormonas peptídicas procesadas en gránulos secretores.
Tras la aparición del estímulo adecuado, los mecanismos celulares regulados conducen a la fusión de los gránulos con la membrana celular.
Su contenido se libera posteriormente al exterior de la célula mediante exocitosis.
El almacenamiento permite un rápido incremento de la secreción sin necesidad de iniciar la síntesis de cada molécula liberada desde el principio exactamente en el momento en que aparece el estímulo.
Esto no significa, sin embargo, que todas las granulometrías estén igualmente disponibles para su liberación inmediata.
Las células pueden contener grupos de gránulos funcionalmente diferentes, y la secreción prolongada requiere una mayor producción, procesamiento y reposición de las reservas.
La liberación de hormonas es, por tanto, un proceso celular activamente controlado y no una fuga pasiva de todo el contenido celular.
Los estudios en islotes pancreáticos humanos y células beta demostraron que la reducción de la proteína exocitótica Munc18c alteraba la secreción de insulina y modificaba su liberación a partir de diferentes reservas de gránulos. [9]
Estos resultados respaldan directamente el papel de los mecanismos especializados de fusión de membranas.
Sin embargo, no constituyen una explicación completa de todos los procesos moleculares que regulan la secreción de insulina.
Diferentes sistemas hormonales responden a diferentes estímulos
Las distintas células endocrinas responden a diferentes señales fisiológicas.
Estos pueden incluir:
- concentraciones de nutrientes;
- actividad eléctrica;
- neurotransmisores;
- otras hormonas;
- Jony presente fuera de la célula;
- condiciones osmóticas;
- cambios mecánicos;
- combinaciones de diferentes estímulos regulatorios.
El calcio intracelular participa a menudo en la fusión de vesículas secretoras, pero los procesos que conducen a la generación de la señal de calcio difieren entre los tipos celulares.
En las células beta pancreáticas, el metabolismo de la glucosa está, por ejemplo, estrechamente vinculado a la actividad eléctrica, la entrada de calcio y la liberación de gránulos que contienen insulina.
Por su parte, las células neuroendocrinas hipotalámicas funcionan en redes complejas de señales neuronales, hormonales y fisiológicas.
Por lo tanto, no sería correcto presentar una vía detallada de secreción como el mecanismo universal de todas las hormonas peptídicas.
Desde un punto de vista experimental, también es importante distinguir la síntesis de la hormona de su secreción.
El estudio de las neuronas de rata productoras de hormona liberadora de corticotropina demostró que la activación génica y las respuestas asociadas a la secreción tenían diferentes umbrales de reacción durante el estrés sostenido. [10]
Por lo tanto, una mayor liberación de la hormona no implica necesariamente que la transcripción del gen que codifica su precursor cambie en la misma medida y exactamente al mismo tiempo.
El tiempo y el ritmo de secreción pueden transmitir información
La exposición a una hormona no se describe exclusivamente por su concentración media.
El patrón temporal puede incluir:
- impulsos separados;
- cambios de frecuencia de los pulsos;
- variaciones de la amplitud de los impulsos;
- aumento persistente de la concentración;
- ritmo circadiano;
- respuestas relacionadas con la comida, el sueño, el estrés u otros eventos fisiológicos.
Diferentes patrones temporales pueden conducir a distintas respuestas celulares.
Los experimentos realizados en ratas macho con deficiencia de GnRH demostraron que diferentes frecuencias de pulsos de GnRH provocaban distintos patrones de transcripción de las subunidades de gonadotropinas. La respuesta abarcó tanto la señalización directa de GnRH como cambios en los mecanismos de regulación local de la hipófisis. [5]
Estos estudios ayudan a explicar por qué el tiempo y el ritmo de una señal hormonal pueden transmitir información biológica.
Sin embargo, no se deben extrapolar los resultados de tales experimentos en animales a los esquemas de administración de sustancias en humanos.
Por lo tanto, la concentración hormonal medida en la sangre es solo una imagen de un sistema que cambia dinámicamente en un momento determinado.
La interpretación puede depender de:
- hora de recogida de la muestra;
- del carácter pulsátil de la secreción;
- de la forma molecular medida;
- de recientes acontecimientos fisiológicos;
- tasas de eliminación;
- las peculiaridades de la prueba aplicada.
Receptores y señalización celular
¿Qué sucede cuando una hormona peptídica llega a su célula diana?
La mayoría de las hormonas peptídicas inician su acción uniéndose a receptores ubicados en la superficie celular o directamente asociados a ella.
La unión de la hormona con el receptor cambia su actividad o conformación, permitiendo la transmisión de información al interior de la célula.
El señal cruza por tanto la membrana gracias al sistema receptor.
Un hormona peptídica normalmente no necesita atravesar por sí misma la membrana celular lipídica y entrar libremente en el citoplasma para iniciar la transducción de señales.
Esto permite comprender de qué manera una molécula extracelular relativamente bien soluble en el medio acuoso puede influir en los procesos que tienen lugar dentro de la célula.
El curso posterior depende del tipo de receptor.
Los receptores de hormonas peptídicas pertenecen a varias clases mecanicistamente distintas.
Algunos transmiten la señal a través de:
- proteínas G heterotriméricas;
- enzimas relacionadas con el receptor;
- de su propia actividad quinasa;
- actividades de la guanilato ciclasa;
- de otras proteínas de señalización.
Esquema general:
hormona → receptor → señal intracelular → respuesta celular
es muy útil.
Sin embargo, no existe una vía intracelular común característica de todas las hormonas peptídicas.
Receptores acoplados a proteína G y segundos mensajeros
Muchos hormones peptídicos transmiten señales mediante receptores acoplados a proteína G, es decir, GPCR.
Son proteínas de membrana que se comunican con proteínas G intracelulares, las cuales pueden influir en enzimas, canales iónicos y sistemas de segundos mensajeros.
Uno de los segundos mensajeros importantes es el AMP cíclico (AMPc).
En la vía típica del AMPc, la activación del receptor afecta a la adenilato ciclasa, que es la enzima responsable de la producción de AMPc.
Los cambios en la concentración de AMPc pueden afectar posteriormente a la actividad de otras proteínas de señalización.
Otros receptores GPCR pueden utilizar mecanismos diferentes.
Es importante destacar que no todos los receptores GPCR aumentan la concentración de AMPc.
Algunas combinaciones de receptores y proteínas G pueden disminuir su producción, mientras que otras regulan principalmente las vías relacionadas con el calcio u otros procesos intracelulares.
Afirmar que una hormona „utiliza un segundo mensajero” describe, por tanto, una estrategia de señalización general y no un único mecanismo molecular universal.
En un estudio temprano realizado en una línea celular de islotes pancreáticos de rata, se encontró que la forma procesada del GLP-1 aumentaba el AMPc, los niveles de ARNm relacionado con la insulina y la liberación de insulina. [11]
Este experimento conectó la señal peptídica extracelular con los cambios bioquímicos y la expresión génica en el interior de la célula.
Sin embargo, las conclusiones siguen siendo válidas para el modelo utilizado y las condiciones experimentales.
Señalización de calcio y amplificación de señales
Otra vía de GPCR comúnmente encontrada involucra a la fosfolipasa C.
Su activación puede conducir a la formación de mensajeros intracelulares, como el trifosfato de inositol (IP3) y el diacilglicerol (DAG).
El IP3 puede favorecer la liberación de calcio de los depósitos intracelulares, mientras que el DAG puede participar en la activación de la proteína cinasa C.
Estos procesos ayudan a transformar la activación del receptor en un cambio en la actividad celular.
Sin embargo, no es una vía utilizada por todos los receptores de hormonas peptídicas.
Las cascadas de señales también pueden amplificar la señal.
Un receptor activado puede interactuar con múltiples moléculas más adelante en la vía, y una enzima activada puede producir múltiples moléculas de segundo mensajero.
Esto permite explicar por qué una señal extracelular relativamente pequeña puede a veces desencadenar una respuesta celular significativa.
Sin embargo, la amplificación de la señal no es ilimitada.
Su fuerza y duración están influenciadas, entre otros factores, por:
- número de receptores;
- disponibilidad de enzimas;
- disponibilidad de sustratos;
- mecanismos de retroalimentación;
- fosfatasas;
- degradación de los segundos mensajeros;
- desensibilización de receptores;
- capacidades funcionales de la célula diana.
El segundo mensajero es, por lo tanto, un elemento intermedio de la vía y no el efecto fisiológico final.
Importan su tipo, concentración, localización y tiempo de acción, así como la capacidad de la célula para traducir esa señal en una respuesta concreta.
El receptor de insulina funciona de manera diferente
El receptor de insulina es una tirosina cinasa receptora.
Por lo tanto, su mecanismo de señalización inicial difiere sustancialmente del mecanismo clásico de los GPCR.
La unión de la insulina conduce a la activación de la porción quinasa intracelular del receptor.
El receptor activado fosforila sitios específicos en las proteínas y activa redes de señalización posteriores.
Los ensayos bioquímicos que emplean receptores de insulina purificados han vinculado la autofosforilación de tirosina con un aumento de la actividad quinasa. [3]
Estos experimentos permitieron determinar importantes propiedades del receptor.
Sin embargo, el receptor purificado no reproduce todos los procesos que tienen lugar en las células enteras de los músculos, el hígado, el tejido adiposo u otros tejidos que responden a la insulina.
La conclusión más importante es simple:
Las hormonas peptídicas pueden activar diferentes clases de receptores.
La insulina es un ejemplo importante que demuestra por qué la señalización de las hormonas peptídicas no debe resumirse con la afirmación:
„un hormona peptídica se une al GPCR y aumenta el AMPc.
Este mecanismo afecta a algunos sistemas, pero no a todo el grupo.
Los receptores de péptidos natriuréticos pueden producir GMPc
El ANP constituye un ejemplo de otro mecanismo receptor más.
Su receptor de guanilato ciclasa A está relacionado con la producción de GMP cíclico (cGMP).
El cGMP y el cAMP son nucleótidos cíclicos, pero no son la misma molécula y se forman con la participación de diferentes sistemas enzimáticos.
Los experimentos de mutación en los receptores de péptidos natriuréticos demostraron que la región reguladora de tipo quinasa desempeñaba un papel esencial en el control de la actividad del receptor. Las alteraciones en esta región podían provocar la pérdida de la regulación adecuada o una actividad que se producía sin la estimulación hormonal típica. [6]
En este caso, la terminología precisa es importante.
La presencia de un dominio similar a una kinasa no significa que el receptor actúe a través del mismo mecanismo de tirosina kinasa que el receptor de insulina.
Se debe tener en cuenta la arquitectura del receptor, su actividad catalítica y el tipo de producto bioquímico que se mide.
La unión a la superficie no significa que el receptor siempre permanezca allí
Los receptores activados pueden sufrir endocitosis, es decir, desplazarse desde la membrana celular hacia los compartimentos internos rodeados de membrana.
Este proceso difiere de la libre penetración de la hormona peptídica a través de la membrana lipídica hacia el citoplasma.
En células renales humanas modificadas, los investigadores rastrearon el movimiento de los receptores de ANP hacia compartimentos intracelulares mientras se mantenía la producción de cGMP. [12]
Estas observaciones muestran que el transporte del receptor y la señalización pueden ocurrir simultáneamente.
No demuestran, sin embargo, que cada receptor, tras la internalización, señale de la misma manera ni que todo el cGMP medido se haya originado en un compartimento celular específico.
La afirmación de que las hormonas peptídicas suelen iniciar la señalización a través de receptores de superficie es, por tanto, una generalización útil.
Por otro lado, afirmar que las hormonas peptídicas y sus receptores nunca pueden encontrarse en los compartimentos intracelulares sería demasiado categórico.
La respuesta celular puede ser rápida, tardía o incluir ambas etapas
La señalización por receptores puede alterar la actividad de proteínas ya presentes en la célula.
Tales mecanismos pueden conducir a respuestas relativamente rápidas.
Las vías de señalización también pueden influir en la transcripción y la síntesis de proteínas, lo que da lugar a efectos que se desarrollan a lo largo de un período de tiempo más prolongado.
Ambos mecanismos pueden ocurrir simultáneamente.
El mismo sistema de señalización puede provocar cambios bioquímicos rápidos y cambios transcripcionales posteriores.
En el estudio de GLP-1 en células se midieron tanto los cambios relacionados con la señalización como la expresión del gen de la insulina, lo que demuestra por qué la señalización que comienza en la superficie celular no debe considerarse incapaz de influir en los procesos que ocurren en el núcleo. [11]
Sin embargo, el aumento de la concentración del segundo mensajero representa solo un nivel de evidencia.
La demostración del efecto fisiológico completo requiere, dependiendo de la pregunta de investigación, la combinación de niveles sucesivos:
activación del receptor → señalización intracelular → comportamiento celular → respuesta tisular → fisiología de todo el organismo.
Hormonas peptídicas frente a hormonas esteroideas
Otras bases químicas
Las hormonas peptídicas están compuestas por cadenas de aminoácidos.
Los esteroides hormonales se originan a partir del colesterol y poseen un sistema característico de anillos esteroideos.
Las diferencias químicas afectan la forma en que ambos grupos de hormonas se sintetizan, almacenan, transportan, reconocen y transmiten señales.
Las hormonas peptídicas suelen funcionar bien en entornos acuosos, pero por lo general no atraviesan el interior hidrofóbico de la membrana celular mediante difusión simple.
Las hormonas esteroideas son más compatibles con el entorno lipídico y pueden alcanzar los sistemas de receptores intracelulares.
Muchos hormonas esteroideas circulan parcialmente unidas a proteínas de transporte.
Las propiedades de transporte de las hormonas peptídicas difieren entre las distintas moléculas.
Estos son patrones fisiológicos generales, y no reglas absolutas para cada representante de ambas categorías.
Las modificaciones moleculares, las proteínas de unión, el tipo de receptor y el contexto tisular pueden alterar los detalles.
Comparación clásica de receptores
| cecha | Hormonas peptídicas | Hormonas esteroideas |
|---|---|---|
| Base química | Cadenas de aminoácidos | Estructura esteroidea derivada del colesterol |
| Forma típica de producción | Síntesis del precursor, procesamiento y a menudo almacenamiento en gránulos | Síntesis enzimática a partir de precursores esteroideos; por lo general, menor importancia del almacenamiento de hormona ya lista |
| Ubicación inicial típica del receptor | Área celular | Receptores intracelulares en la vía clásica |
| Descripción típica de la señalización | Cascadas de receptores, enzimas y segundos mensajeros | Regulación transcripcional de genes mediada por receptores |
| Aviso importante | Pueden afectar la transcripción y sufrir internalización mediada por receptores | También pueden inducir efectos rápidos relacionados con la membrana |
| Lo que no se puede deducir de la categoría en sí | Un tiempo de acción universal, duración del efecto o respuesta fisiológica | Un tiempo de acción universal, duración del efecto o respuesta fisiológica |
Una comparación clásica es útil en el estudio de la biología hormonal.
Sin embargo, no se deben presentar ambas categorías como mundos de señalización completamente separados.
En una publicación que analiza la señalización peptídica y esteroidea se describieron pruebas de la acción rápida de los esteroides, que no requiere una nueva síntesis de proteínas. [13]
Esta fuente es una revisión basada, entre otras cosas, en discusiones científicas, y no un experimento individual que confirme un único mecanismo universal para todas las hormonas esteroides.
¿Por qué la afirmación „los péptidos actúan rápido y los esteroides lento” es demasiado simple?
Algunas respuestas a las hormonas peptídicas aparecen rápidamente porque las vías de señalización modifican proteínas ya presentes en la célula.
Sin embargo, la señalización peptídica también puede influir en la transcripción y síntesis de nuevas proteínas, provocando respuestas que se desarrollan más lentamente.
Por otro lado, las hormonas esteroideas no se limitan exclusivamente a los efectos lentos dependientes de la transcripción.
Las preguntas científicamente más útiles son:
- ¿Qué hormona se está analizando?
- ¿Qué receptor se activa?
- ¿Qué vía intracelular se activa a continuación?
- ¿Qué efecto biológico se mide?
- ¿Cuánto tiempo después de la estimulación se realizó la medición?
La comparación de la respuesta temprana de un mensajero secundario con la respuesta transcripcional tardía, sin especificar el efecto medido, puede llevar a una división confusa en hormonas „rápidas” y „lentas”. [11] [13]
Ambas clases de hormonas pueden regularse mutuamente
Las hormonas peptídicas y esteroideas a menudo participan en las mismas redes endocrinas.
Un buen ejemplo es el eje de respuesta al estrés.
Las señales peptídicas del hipotálamo y la hipófisis participan en la regulación de la producción de esteroides por las glándulas suprarrenales, mientras que los glucocorticoides participan en la retroalimentación que actúa sobre los elementos anteriores de este sistema.
Sin embargo, la retroalimentación no debe concebirse como un interruptor instantáneo de encendido y apagado.
El estudio de las neuronas CRH en ratas mostró que la secreción, la activación génica y la retroalimentación dependiente de los glucocorticoides dependían del tipo de estímulo y del momento de la medición. [10]
Esto apoya un modelo más detallado de regulación hormonal, en el cual los elementos individuales del sistema pueden responder en diferentes escalas de tiempo.
Realimentación y terminación de señal
La retroalimentación negativa ayuda a estabilizar los parámetros fisiológicos
La retroalimentación negativa ocurre cuando las consecuencias de una respuesta fisiológica disminuyen el estímulo que conduce a una mayor señalización.
El parámetro regulable puede incluir, entre otros:
- disponibilidad de nutrientes;
- concentración de iones;
- gestión del agua;
- volumen sanguíneo;
- actividad del órgano endocrino;
- otro parámetro fisiológico.
Un buen ejemplo es el eje calcio-PTH.
Una menor concentración de calcio extracelular suele favorecer la secreción de PTH, mientras que su aumento puede inhibir dicha secreción.
En un estudio realizado con hombres jóvenes sanos, se observó una disminución de la concentración de PTH en sangre tras la aplicación de un estímulo de calcio. [4]
Esto muestra la dependencia fisiológica observada en las condiciones de este estudio.
Sin embargo, no constituye la base para recomendaciones de suplementación ni permite predecir todas las respuestas que se presentan en la enfermedad.
El retroalimentación puede actuar en muchos niveles, entre otros a través de:
- secreción hormonal;
- la producción del precursor;
- transcripción de genes;
- sensibilidad de los receptores;
- siguientes etapas de señalización;
- interacciones entre los tejidos endocrinos.
También puede funcionar con cierto retraso.
Por lo tanto, la respuesta a corto plazo y la adaptación a largo plazo no deben tratarse automáticamente como el mismo proceso.
La degradación hormonal limita el tiempo de exposición
Las hormonas peptídicas pueden ser escindidas por enzimas, lo que altera su estructura molecular y su actividad biológica.
Dependiendo de la molécula específica, la captación tisular, los riñones, el hígado y otros procesos de eliminación también pueden participar en su eliminación.
Los estudios sobre el GLP-1 demostraron que en el plasma humano se formaba un metabolito truncado en el extremo N y señalaron la participación de la dipeptidil peptidasa IV (DPP-IV) en esta reacción. Los investigadores también diferenciaron el péptido intacto de sus metabolitos en muestras obtenidas de humanos. [14]
Esta distinción es importante porque la desaparición de la hormona intacta y la aparición de los fragmentos peptídicos relacionados no son la misma medición.
Del mismo modo, la estabilidad del péptido medida en un experimento aislado con plasma no debe equipararse automáticamente con su duración de acción completa en un organismo vivo.
El perfil temporal observado puede verse influido por la secreción, la distribución, el flujo sanguíneo, la captación tisular, la escisión enzimática y la eliminación.
La célula también desactiva su propia respuesta
La finalización de la señal no depende únicamente de la eliminación de la hormona de la circulación.
Las células poseen numerosos mecanismos para disminuir la señalización intracelular.
Por ejemplo:
- las proteínas G pueden volver a su estado inactivo;
- los nucleótidos cíclicos pueden ser degradados;
- las fosfatasas proteicas pueden eliminar grupos fosfato;
- la concentración y distribución de calcio intracelular pueden volver hacia los valores de reposo;
- las proteínas de señalización pueden ser inhibidas;
- los receptores pueden desensibilizarse;
- los receptores pueden ser trasladados a otros compartimentos celulares.
Estos mecanismos proporcionan múltiples puntos de control.
La hormona aún puede estar presente mientras la célula se vuelve menos sensible a su acción.
Por otro lado, algunas consecuencias intracelulares pueden persistir durante algún tiempo después de que disminuya la concentración de la hormona fuera de la célula.
Por lo tanto, medir un solo elemento de la vía no permite determinar el estado de toda la red de señalización.
La desensibilización modifica la sensibilidad del receptor
La desensibilización significa una reducción de la respuesta del sistema durante la estimulación continua o repetida.
Dependiendo del tipo de receptor, los mecanismos pueden incluir:
- fosforilación del receptor;
- desfosforilación;
- un cambio en la comunicación con los socios de señalización;
- internalización del receptor;
- un cambio en el número de receptores;
- Cambios en las proteínas que participan en las etapas posteriores de la señalización.
En el estudio del receptor de la cicladina A para ANP se describió un patrón complejo de fosforilación y desfosforilación asociado con una reducción de la respuesta. [15]
Los resultados no confirmaban el modelo simple en el que cada fosforilación activa el receptor y cada desfosforilación lo desactiva.
La internalización del receptor tampoco debe ser automáticamente identificada como el final total del impulso.
Las consecuencias dependen del tipo de receptor, de su ubicación en el interior de la célula, de la posibilidad de reutilización, de la degradación y de si la señalización puede continuar desde los compartimentos intracelulares.
¿Qué muestra la medición de la hormona y qué no?
La concentración medida de la hormona puede ser el resultado de varios procesos que se producen simultáneamente:
producción + procesamiento + desecho + distribución − degradación − captación − eliminación.
El método analítico también puede detectar:
- hormona intacta;
- partículas precursoras;
- metabolitos;
- fragmentos creados como resultado de la desintegración;
- varias formas moleculares relacionadas entre sí.
Las formas que se detectarán dependerán de la estructura del ensayo.
En el estudio de la degradación del GLP-1, este problema se analizó combinando el análisis cromatográfico con pruebas inmunológicas e identificación estructural del metabolito. [14]
La distinción era importante, ya que el resultado que representaba la inmunoreactividad total no tenía que corresponder a una medición exclusivamente de un péptido biológicamente relevante intacto.
El nivel de hormona, la unión al receptor, la producción del transmisor secundario, la expresión de genes y la función fisiológica son, por lo tanto, tipos distintos de mediciones.
La combinación de estos niveles permite crear una explicación mecánica mucho más sólida que tratar cada resultado como una representación del conjunto del sistema hormonal.
Preguntas más frecuentes
1. ¿Los hormonas peptídicas penetran en las células?
La mayoría de los hormonas peptídicas iniciarán la señalización uniendo sus moléculas a receptores ubicados en la superficie celular, en lugar de penetrar libremente a través de la membrana celular hasta la citoplásma. Sin embargo, la internalización posterior asociada con el receptor puede llevar a la transferencia de complejos hormona-receptor o de sistemas receptores asociados a compartimentos intracelulares rodeados por membranas. En los estudios del receptor ANP se observó la migración del receptor junto con el mantenimiento de la producción de cGMP en un modelo celular específico. Esto no implica la permeación libre del hormona a través de la membrana ni indica que cada hormona peptídica utiliza el mismo mecanismo. El reconocimiento inicial en la superficie celular y la internalización posterior asociada con el receptor son etapas distintas de la señalización. [12]
2. ¿Todos los péptidos son hormonas?
No. A un péptido se le define principalmente por su estructura molecular basada en aminoácidos, mientras que un hormona se define por su función en la comunicación fisiológica. La confirmación de la función hormonal requiere datos sobre la producción, la liberación regulada, las células reactivas, la acción receptora y la respuesta biológica. Los primeros estudios con GLP-1 en humanos muestran cómo diversos tipos de evidencias pueden corroborar conjuntamente la función hormonal. Muchos otros péptidos son fragmentos de proteínas, moléculas metabólicas, componentes estructurales o cumplen funciones no relacionadas con el sistema hormonal. Por lo tanto, la simple presencia de enlaces peptídicos no es suficiente para considerar una molécula como hormona. [1]
3. ¿Qué sucede primero cuando el hormona peptídica llega a la célula objetivo?
Normalmente, la hormona actúa primero sobre un receptor adecuado que se encuentra en la superficie de la célula o directamente con ella. La unión modifica la actividad o la conformación del receptor y desencadena una señalización intracelular. El curso posterior depende de la clase del receptor. En el caso del receptor insulínico, los estudios han relacionado su activación con la fosforilación tirosina y la actividad cinasa. Estos resultados se aplican a un sistema receptor específico y no a todos los hormonas peptídicas. La identificación del receptor adecuado es, por lo tanto, uno de los primeros pasos necesarios para comprender la respuesta de la célula. [3]
4. ¿Cómo afectan los hormonas peptídicas a las células diana?
Las hormonas peptídicas actúan sobre las células a través de rutas de señalización activadas por receptores. Pueden alterar la actividad de enzimas, el transporte a través de membranas, la regulación de la ionosíntesis, la secreción, el metabolismo, la fosforilación de proteínas y la expresión génica. En la línea celular de células de la glándula suprarrenal, el GLP-1 influyó en los niveles de cAMP, el ARNm relacionado con la insulina y la liberación de insulina. Este experimento muestra varios niveles de interacción de un único hormona peptídica con la célula, pero no significa que todas las células reaccionen de la misma manera. El efecto final depende del hormona específica, el receptor, los mecanismos intracelulares, el estado celular y el contexto experimental o fisiológico. [11]
5. ¿Por qué algunas células responden a un hormona y otras no?
La célula normalmente debe tener un receptor funcional adecuado y mecanismos de señalización necesarios para procesar la señal recibida. La propia presencia de la hormona no garantiza, por lo tanto, una respuesta. La importancia de la cantidad de receptores, su estructura, localización, proteínas de unión y la estimulación previa de la célula son factores determinantes. Los estudios moleculares de los receptores de los péptidos natriuréticos han demostrado que los cambios en el área reguladora pueden perturbar la activación adecuada dependiente de la hormona. Aunque se trataba de estudios experimentales, revelan bien por qué, además de la presencia del hormona, también es importante la estructura del receptor y el contexto celular. [6]
6. ¿Qué diferencia hay entre el prehormona y el prohormona?
El preprohormona contiene una secuencia de señales que normalmente ayuda a dirigir la molécula recién sintetizada al trayecto de secreción. La eliminación de esta secuencia suele dar lugar al prehormona, que posteriormente puede ser sometida a etapas adicionales de desintegración y modificación, lo que conduce a la formación de uno o varios productos maduros. Los estudios sobre el proglucagón muestran que los productos finales pueden depender significativamente de la célula y de los enzimas de procesamiento presentes en ella. Por lo tanto, el preprohormona, el prohormona, la forma intermedia y el hormona madura representan diferentes etapas moleculares y no son nombres intercambiables de la misma sustancia. [7] [8]
7. ¿Puede un precursor conducir a la formación de diferentes hormonas?
Sí. Diferentes células pueden transformar el mismo precursor en productos diferentes, ya que tienen mecanismos enzimáticos diferentes. En los estudios con proglucagón humano se observaron patrones de productos diferentes en la glándula pancreática y en el intestino, y experimentos posteriores analizaron la participación de PC2 y PC3 en su formación. Estos resultados no indican que un procesamiento idéntico ocurra en todos los organismos, tejidos o estados fisiológicos. Sin embargo, indican una regla general: tanto la secuencia del precursor como el entorno enzimático de la célula influyen en qué productos peptídicos maduros finalmente se producen. [7] [8]
8. ¿Por qué muchas hormonas peptídicas se almacenan en las semillas?
Las secreciones intersticiales proporcionan una reserva de hormona preparada que puede ser liberada tras la aparición de una señal fisiológica adecuada. De esta manera, la secreción puede aumentar rápidamente sin necesidad de sintetizar cada partícula desde el principio exactamente en ese momento. Las secreciones están activamente reguladas y diferentes flujos de secreciones pueden diferir en su disponibilidad para liberarse. Los experimentos con células beta humanas indicaron la participación de Munc18c en la liberación de insulina desde diferentes flujos de secreción intersticial. Este mecanismo no explica el funcionamiento de todas las células endocrinas, pero muestra cómo la maquinaria exocitotrópica especializada combina el almacenamiento con la secreción controlada. [9]
9. ¿Todos los hormonas peptídicas utilizan el cAMP?
No. El cAMP es un importante mediador secundario para algunos receptores de hormonas peptídicas, pero todo el grupo utiliza muchos sistemas receptores diferentes. La insulina actúa mediante la tirosina quinasa receptora, mientras que la ANP activa un receptor relacionado con la producción de cGMP. Otros hormonas peptídicas pueden utilizar vías GPCR diferentes, incluyendo sistemas que afectan al calcio intracelular. Los estudios sobre los receptores de la insulina y la ANP muestran por qué la señalización de las hormonas peptídicas no se puede reducir a un único trayecto cAMP. Por lo tanto, antes de describir el mecanismo, es necesario identificar el hormona específica y su receptor. [3] [6]
10. ¿Pueden los hormonas peptídicas cambiar la expresión de los genes?
Sí. La señal que se inicia en la superficie de la célula puede ser transmitida a través de rutas intracelulares adicionales y, finalmente, influir en la transcripción. En los estudios con GLP-1 en células cultivadas de ratón, se observaron cambios en el ARNm de la insulina, mientras que los experimentos con impulsos de GnRH en ratones mostraron cambios en la transcripción de las unidades de gonadotropina. Estos resultados se aplican a modelos específicos y no significan que cada respuesta al hormona peptídica requiera una nueva expresión génica. Sin embargo, indican que la señalización iniciada por el receptor de membrana puede influir tanto en procesos bioquímicos rápidos como en la regulación de la transcripción que ocurre a más largo plazo. [5] [11]
11. ¿Los hormonas peptídicas siempre actúan más rápido que los hormonas esteroides?
No. La velocidad de respuesta depende del receptor, la vía de señalización, el efecto biológico estudiado y el tiempo necesario para realizar la medición. Las hormonas peptídicas pueden alterar rápidamente la actividad de las proteínas existentes, pero también pueden afectar a la expresión génica y causar respuestas posteriores. Mientras tanto, la literatura endocrina describe los efectos rápidos de los esteroides que no requieren nueva síntesis proteica. La fuente de los esteroides utilizados en este artículo es una revisión, no un solo experimento concluyente. Una distinción más confiable se refiere a la química de las moléculas y los mecanismos de receptor que a una simple división en „peptidos rápidos” y „esteroides libres”. [11] [13]
12. ¿Por qué la frecuencia de los impulsos hormonales es importante?
Las células pueden responder de manera diferente a impulsos repetidos, diferentes frecuencias de impulsos y exposición continua, incluso cuando se trata siempre del mismo hormona. En ratones con deficiencia de GnRH, el cambio en la frecuencia de los impulsos afectó a los patrones de transcripción de las unidades de gonadotropina en la glándula suprarrenal y a las respuestas reguladoras locales. Estos experimentos confirman la importancia del tiempo en este modelo biológico, pero no determinan el esquema de administración del hormona a los humanos. La información hormonal puede, por tanto, ser codificada no solo por el nivel de concentración de la molécula, sino también por el patrón temporal en el que las células objetivo están expuestas a su acción. [5]
13. ¿Qué es la retroalimentación negativa en la regulación de los hormonas peptídicas?
La retroalimentación negativa se produce cuando las consecuencias de la acción de un determinado camino reducen el estímulo que conduce a la secreción adicional de una hormona o a la actividad de los componentes anteriores del sistema hormonal. Un ejemplo es la regulación del calcio: en un estudio controlado con hombres sanos, el aumento de la disponibilidad de calcio estuvo asociado con una disminución del nivel de PTH. Este experimento no refleja todos los estados patológicos ni la adaptación a largo plazo, pero muestra cómo un parámetro regulado puede transmitir información retroalimentadora al sistema endocrino. La retroalimentación puede incluir la secreción, la expresión de genes, la sensibilidad de los receptores, la interacción de otros hormonas y muchos otros niveles de regulación. [4]
14. ¿Cómo se desactiva la señal del hormona peptídica?
Varias vías pueden funcionar simultáneamente. La hormona que se encuentra fuera de la célula puede ser enzimáticamente descompuesta, captada por las células o eliminada del torrente sanguíneo. Los receptores pueden volverse menos sensibles o desplazarse entre diferentes compartimentos celulares, mientras que los transmisores secundarios pueden degradarse y la fosforilación de las proteínas puede revertirse. En los estudios con GLP-1 se identificó un metabolito producido enzimáticamente, mientras que los estudios del receptor ANP asociaron la desensibilización con cambios en su fosforilación. Ninguno de estos mecanismos es universal para todos los hormonas. Por lo tanto, es mejor entender el final del señalización como un control coordinado tanto del transmisor extracelular como de las células que lo responden. [14] [15]
15. ¿Qué significa la desensibilización del receptor?
La desensibilización significa que el sistema receptor, al recibir una estimulación continua o repetida, comienza a generar una respuesta más débil. Dependiendo del receptor, esto puede deberse a cambios en la fosforilación, a la manera en que interactúa con las proteínas señalizadoras, al desplazamiento del receptor, a un cambio en su número o a la adaptación de otros elementos del trayecto. En los experimentos con el receptor ANP, la reducción de la respuesta se asoció con un patrón específico de cambios en la fosforilación. Esto no significa que todos los receptores se desensibilicen de la misma manera ni que una respuesta reducida indique la destrucción del receptor. La desensibilización es un cambio funcional cuyo mecanismo debe determinarse por separado para cada sistema. [15]
16. ¿Significa siempre un nivel más alto de hormona una acción más potente?
No. La concentración de la hormona es solo uno de los factores que influyen en la respuesta biológica. El número de receptores, el grado de su ocupación, el sistema de señalización intracelular, el mecanismo de retroalimentación, la exposición previa, la desensibilización y el estado fisiológico actual de la célula objetivo también juegan un papel. Los experimentos sobre la desensibilización del receptor ANP muestran que la sensibilidad puede reducirse a pesar de la exposición continua al hormona activadora. Estos datos experimentales no permiten predecir la respuesta hormonal individual basada en una única medición de la concentración. La concentración de la hormona y la respuesta biológica están relacionadas, pero no son el mismo parámetro.[15]
17. ¿Puede el análisis hormonal detectar fragmentos inactivos o alterados?
Sí, dependiendo del método utilizado para reconocer el fragmento de la molécula. Los estudios con GLP-1 han demostrado por qué la distinción entre la hormona intacta y sus metabolitos acortados en el extremo N es importante durante la interpretación de los resultados de los ensayos inmunológicos. Un ensayo que detecta ambas formas puede responder a una pregunta diferente a la diseñada exclusivamente para detectar la hormona intacta. Por lo tanto, la restricción depende de la metodología analítica específica. Antes de interpretar el resultado como concentración de hormona activa, debe determinarse qué formas moleculares están realmente detectadas. [14]
18. ¿Los hormonas peptídicas y las hormonas proteicas son categorías completamente distintas?
No necesariamente. La terminología es parcialmente coincidente, ya que ambos grupos están compuestos por cadenas de aminoácidos y no existe un umbral de longitud generalmente aceptado que separe todos los hormonas peptídicas de todos los hormonas proteicas. La palabra „hormona” describe la función de señalización, mientras que los términos „péptido” y „proteína” se refieren a aspectos de la estructura molecular y al tamaño. En la práctica, los hormonas de mayor tamaño con una estructura aminoacídica suelen ser consideradas como proteínas, mientras que las más cortas se consideran péptidos. Sin embargo, la denominación exacta de la categoría no es tan informativa como la identificación de una molécula específica, su estructura madura, el receptor y la función experimentalmente confirmada.
19. ¿Puede el mismo hormona peptídica actuar de manera diferente en diferentes tejidos?
Sí. La acción de la hormona depende no solo del reconocimiento por el receptor, sino también de los mecanismos moleculares disponibles dentro de la célula objetivo. Las diferentes células pueden presentar diferentes números de receptores, proteínas señalizantes, enzimas, transportadores, factores de transcripción y proteínas reguladoras. Como resultado, la activación del mismo receptor no tiene que llevar a un efecto fisiológico idéntico en todos los entornos celulares. Por lo tanto, es mejor entender la señalización hormonal como una interacción entre una señal externa específica y una célula determinada capaz de responder, y no como un efecto constante codificado exclusivamente en la propia molécula del hormona.
20. ¿Es suficiente el registro secundario del transmisor para confirmar el efecto fisiológico?
No. El cambio en la concentración de cAMP, cGMP, calcio, el grado de fosforilación o otra señal intracelular indica que un elemento específico de la vía ha reaccionado, pero no confirma automáticamente el efecto completo a nivel de tejido o organismo entero. En el estudio de GLP-1, los cambios en el cAMP en las células estuvieron asociados con endpoints adicionales, mientras que los estudios de los receptores de insulina y ANP analizaron otros pasos bioquímicos específicos. [3] [6] [11] Una explicación mecanicista sólida debería distinguir la activación de los receptores, la señalización intracelular, la función celular, la respuesta tisular y la fisiología del organismo entero, en lugar de tratar una única medición como evidencia de todos estos niveles.
Restricciones a la interpretación de los estudios sobre los hormonas peptídicas
Al pasar de los mecanismos básicos de señalización hormonal a conclusiones biológicas más amplias, hay que tener en cuenta algunas limitaciones.
En primer lugar, las hormonas peptídicas no constituyen un grupo funcionalmente homogéneo. La insulina, el GLP-1, la vasopresina, la PTH, la GnRH y la ANP pertenecen a una amplia categoría de hormonas basadas en aminoácidos, pero actúan a través de diferentes receptores y participan en diferentes sistemas fisiológicos. [1] [2] [3] [4] [5] [6]
En segundo lugar, la detección del precursor no tiene que ser equivalente a la detección del hormona madura. El procesamiento dependiente de la célula puede conducir a la formación de diferentes productos del mismo precursor, como sucede con los estudios del proglucagón. [7] [8]
En tercer lugar, la síntesis y la secreción son procesos separados. La liberación aumentada de la hormona no tiene por qué significar un aumento idéntico y simultáneo de la transcripción del gen que codifica su precursor. [10]
En cuarto lugar, la unión al receptor no es sinónimo de una respuesta fisiológica completa. La señalización abarca varios niveles moleculares y diferentes células pueden transformar la activación del mismo receptor en respuestas diferentes.
En quinto lugar, los estudios sobre cultivos celulares y receptores purificados no recapitulan todo el organismo. Pueden proporcionar información importante sobre los mecanismos moleculares, pero las conclusiones deben mantenerse vinculadas al sistema experimental utilizado. [3] [6] [11] [12]
En sexto lugar, el tiempo es importante. La exposición pulsátil y continua a la hormona puede dar lugar a respuestas diferentes, y una medición individual en la sangre puede no reflejar el ritmo completo de la secreción. [5]
Septimo, los análisis hormonales difieren en su especificidad molecular. Algunas técnicas pueden detectar metabolitos, moléculas relacionadas con el precursor o varias formas simultáneamente, además del hormona intacta. [14]
Después del octavo paso, la internalización del receptor no tiene que significar el final inmediato de la señalización, ya que el transporte del receptor y la transmisión del mensaje pueden ocurrir simultáneamente en ciertas condiciones. [12]
Noveno, la desensibilización depende del receptor específico. Los mecanismos identificados para un receptor no deben aplicarse automáticamente a todos los receptores de hormonas peptídicas. [15]
Finalmente, la clasificación química no confirma la actividad medicinal, los beneficios ni la utilidad terapéutica. Los datos relativos a un hormona específica y a un sistema experimental no deben generalizarse a otros péptidos no relacionados únicamente porque también tienen una estructura aminoácida.
Resumen
Las hormonas peptídicas son moléculas señalizadoras formadas por aminoácidos que permiten la comunicación entre las células y los tejidos en muchos sistemas fisiológicos.
Su biología es mucho más compleja que el simple enunciado de que un péptido se une a un receptor.
Muchas hormonas peptídicas se originan inicialmente como moléculas precursoras más grandes, luego pasan por etapas de procesamiento específicas para cada tejido, se envasan en partículas segregadas y se liberan en respuesta a señales fisiológicas reguladas. Los estudios sobre el procesamiento del proglucagón y la exocitosis de las partículas insulínicas muestran cómo los mecanismos de procesamiento de los precursores y la secreción influyen en el destino del hormona en el entorno extracelular y en cuándo se libera. [7] [8] [9]
Tras la liberación, los hormonas peptídicas normalmente comienzan la señalización a través de receptores que se encuentran en la superficie de las células, pero estos receptores pertenecen a varias clases moleculares distintas.
Algunos hormonas utilizan GPCR y transmisores secundarios, como el cAMP o los sistemas relacionados con el calcio.
La insulina utiliza la quinasa tirosina-recetora.
ANP actúa a través de un receptor relacionado con la producción de cGMP.
Estos ejemplos muestran que no existe un único trayecto intracelular universal común a todos los hormonas peptídicas. [3] [6] [11]
La respuesta celular también puede desarrollarse en diferentes escalas temporales.
La señalización puede modificar rápidamente las proteínas existentes, influir en la secreción o el transporte, y luego llevar a cambios en la transcripción genética. Los patrones temporales, como la secreción pulsátil de hormonas, pueden por sí solos transmitir información biológicamente importante. [5] [11]
La señalización hormonal también se ve restringida activamente.
La degradación del hormona, la eliminación por las células, el desvío de los impulsos intracelulares, la migración de los receptores, la desensibilización y la retroalimentación negativa ayudan conjuntamente a controlar la intensidad y la duración de la respuesta.[4][12][14][15]
La norma más importante se puede resumir de la siguiente manera:
Las acciones del hormona peptídica biológica no se pueden predecir únicamente basándose en que sea un péptido. Su función deriva de todo el sistema de señalización: de qué forma molecular se produce, cómo se procesa y se libera, qué receptor la reconoce, cómo la célula objetivo interpreta el mensaje receptor, cómo la exposición cambia con el tiempo y cómo el sistema limita y finalmente finaliza la respuesta.
Descargo de responsabilidad
El artículo tiene carácter exclusivamente educativo y científico-informacional. Explica la biología de los hormonas peptídicas, el procesamiento de los precursores, la secreción, la señalización receptora, los mecanismos de retroalimentación, la degradación y ejemplos procedentes de estudios publicados. No constituye consejo médico, indicaciones diagnósticas, recomendaciones sobre el tratamiento, información sobre la dosificación, instrucciones de administración ni recomendaciones sobre el uso de hormonas peptídicas o sustancias relacionadas. Los resultados de los estudios bioquímicos, celulares, de investigación en animales y de investigación con participación de humanos deben interpretarse en el contexto del proyecto, las condiciones, la población estudiada y los límites de cada trabajo.
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