Mecanismo de Acción de las Hormonas Tróficas

Dr. Germán Barón Castañeda, M.D.

Las hormonas tróficas incluyen las hormonas liberadoras producidas en el hipotálamo y una variedad de péptidos y glicoproteínas liberadas en la hipófisis anterior.

La especificidad de estas hormonas depende de la presencia de un receptor de membrana en la célula blanco; no ingresan a la célula sino interactúan con este receptor de membrana.

Metabolismo

El hígado y los riñones desempeñan un papel fundamental en la depuración y excreción de estas hormonas, pero poco se sabe acerca del proceso detallado de su metabolismo.

La vida media de la prolactina es de 12 minutos; la de la LH y FSH es cercana a la hora, mientras que la HCG tiene una vida media de varias horas. Si el contenido de ácido siálico es mayor, más prolongada es la supervivencia de la hormona en la circulación.

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Interacción con receptores de membrana

La interacción con el receptor de membrana es rápida y reversible. Debe existir alta afinidad y especificidad ya que las hormonas se encuentran en muy baja concentración a nivel sanguíneo. Con la unión de la hormona al receptor y activación del segundo mensajero se producen señales intracelulares que son específicas para cada receptor; son amplificadas y generan una variedad de efectos secundarios y terciarios que modifican la función celular.

Los receptores de membrana en general tienen dominios específicos que: 1. se unen al ligando; 2. interactúan con sistemas efectores ya sea en forma indirecta a través de la proteína G o directa por los canales del calcio; 3. poseen actividad enzimática inherente; 4. determinan la localización en la membrana e internalización.

La síntesis de los receptores se inicia en el retículo endoplásmico rugoso. El receptor inmaduro pasa por el complejo de Golgi donde es modificado por glicosilación, acilación, formación de puentes disulfuro y ruptura en subunidades. Los receptores así formados son insertados en la membrana celular.

La acción celular de las hormonas peptídicas se traduce en cambios metabólicos. Esta acción puede resumirse en fosforilación-defosforilación de residuos aminoácidos, especialmente de la serina. Aunque el mecanismo no es claro, se sabe que de alguna manera también afectan la expresión de genes.

 Figura 1.3 Mecanismo de acción de hormonas peptídicas

Este tipo de receptores son proteínas integradas a la membrana; la atraviesan completamente. Se distinguen tres grupos o familias principales:

1. Incluye los receptores adrenérgicos, muscarínicos, además de los específicos para vasopresina, angiotensina II, serotonina, sustancia P, LH, FSH, HCG, TSH y factor activador de plaquetas. Se caracterizan por tener siete dominios transmembrana. Utilizan como segundo mensajero el AMPc y la proteína G.

2. Este grupo contiene un solo dominio transmembrana. Su cola citoplasmática tiene actividad de tirosina quinasa. Incluye los receptores para insulina, IGF-I, factor derivado de plaquetas, factor de crecimiento epidérmico y factor de crecimiento fibroblástico.

3. Se caracteriza por tener un solo dominio transmembrana pero, el mecanismo que utiliza para la transmisión de señales es desconocido. Incluye los receptores para hormona de crecimiento, prolactina, IGF-II e interleuquinas.

La proteína receptora en la membrana celular puede actuar como un agente activo y después de unirse, operar como canal de iones o funcionar como una enzima.

En forma alternativa, la proteína puede unirse a un mensajero intracelular, de los cuales los principales son AMP cíclico, inositol, 1,4,5-trifosfato, 1,2-diacilglicerol, calcio y GMP cíclico.
Los receptores de esta familia también pueden encontrarse en las membranas de los lisosomas, el retículo endoplásmico, el complejo de Golgi y el núcleo.

El Mecanismo del AMP Cíclico

El AMPc es el mensajero intracelular para FSH, LH, HCG, TSH y ACTH. La unión de la hormona con su receptor activa la adenil-ciclasa, que lleva a la conversión intracelular de ATP a AMPc. La célula es capaz de actuar con pequeñas cantidades de hormona ya que contiene un gran número de receptores.

Una vez liberado el AMPc se une a una proteína citoplasmática específica y este complejo activa la protein-quinasa.

Se cree que la protein-quinasa existe en forma inactiva como un tetrámero que contiene dos subunidades reguladoras y dos catalíticas. La unión con el AMPc libera las subunidades catalíticas, las cuales van a actuar sobre proteínas celulares tales como enzimas y proteínas mitocondriales, microsomales y cromatina. El AMPc es degradado por la fosfodiesterasa a un compuesto inactivo, el 5′-AMP.

El DNA contiene elementos respondedores que unen proteínas fosforiladas por las unidades catalíticas, lo cual lleva a transcripción de genes.

Las prostaglandinas y el GMPc pueden participar en el mecanismo de retroalimentación negativa intracelular que comanda la dirección o cantidad de actividad de la célula.