Clasificación físico-química y estructura química
A nivel global, todas las hormonas se dividen en dos grandes grupos según su afinidad por los medios acuoso y lipídico.
- Hormonas hidrofílicas
Este amplio grupo incluye moléculas altamente solubles en agua. Por su estructura química se dividen en:
- Proteínas y péptidos. Estos incluyen absolutamente todas las hormonas del hipotálamo (péptidos), así como las secreciones de los lóbulos anterior y medio de la hipófisis (hormonas proteicas tróficas, péptidos ACTH, MSH y lipotropina). La glándula tiroides secreta el péptido calcitonina, y las paratiroides, el polipéptido paratohormona. En el páncreas se produce todo un espectro de polipéptidos: insulina, glucagón, somatostatina, VIP y PP. Los riñones secretan renina y la glucoproteína eritropoyetina. También se incluyen aquí las hormonas proteicas del timo, los péptidos del sistema APUD del tracto gastrointestinal (gastrina, secretina, colecistoquinina) y los neuropéptidos cerebrales.
- Derivados de aminoácidos. La médula suprarrenal secreta adrenalina y noradrenalina. A partir del triptófano se forman la melatonina (la principal hormona de la glándula pineal) y la serotonina, y a partir de la histidina, la histamina (sintetizada por basófilos, mastocitos y endocrinocitos del tracto gastrointestinal). A pesar de tener un radical cíclico, la mayoría de ellas son hidrofílicas.
- Hormonas hidrofóbicas (lipofílicas)
Este grupo es relativamente pequeño y está representado por tres clases:
- Hormonas esteroideas. Son derivados del colesterol. Incluyen los corticosteroides (el mineralocorticoide aldosterona, el glucocorticoide hidrocortisona, el andrógeno androstendiona) y las hormonas gonadales (estrógenos, andrógenos, progesterona).
- Prostaglandinas. Derivados del ácido graso araquidónico que poseen un anillo ciclopentano. Se forman en muchos tejidos (incluidos los riñones) y poseen una enorme diversidad de efectos.
- Hormonas tiroideas (tiroxina, triyodotironina). Formalmente son derivados del aminoácido tirosina, pero esto es una excepción: las moléculas muestran marcadas propiedades hidrofóbicas.
Mecanismo de acción de las hormonas hidrofílicas
Dado que las proteínas, los péptidos y las catecolaminas no pueden atravesar la bicapa lipídica de la membrana, interactúan con los receptores en la superficie del plasmalema. La señal se transmite al interior de la célula a través de una cascada de segundos mensajeros.
Etapas básicas de la transmisión de la señal:
- Recepción. La hormona se une al receptor en la membrana externa.
- Activación enzimática. El complejo altera la actividad de una enzima unida a la membrana (por ejemplo, la adenilato ciclasa).
- Generación de un mensajero. La adenilato ciclasa convierte el ATP en un segundo mensajero: el monofosfato de adenosina cíclico (AMPc), cuya concentración en el citoplasma cambia drásticamente.
- Activación de la proteincinasa. El mensajero (AMPc) estimula una enzima reguladora (la proteincinasa).
- Fosforilación. Las proteincinasas añaden un grupo fosfato a las proteínas estructurales o reguladoras en el citoplasma o el núcleo.
La fosforilación cambia la conformación de la proteína Diana. Si la diana es una enzima, se modifica la velocidad de la reacción (por ejemplo, la adrenalina desencadena así la descomposición de las grasas). Si la diana es una proteína nuclear, se corrige la actividad génica.
Mecanismo de acción de las hormonas hidrofóbicas
Los esteroides y las hormonas tiroideas difunden libremente a través del plasmalema directamente hacia el citosol.
- Dentro de la célula, la hormona se une a un receptor específico. Si no hay un receptor adecuado, la molécula simplemente difunde de vuelta hacia el exterior.
- Una unión exitosa estimula un mayor flujo de hormona hacia la célula según el gradiente de concentración.
- El complejo «hormona-receptor» se trasloca al núcleo, donde interactúa con las regiones reguladoras del ADN.
Como resultado, cambia la velocidad de transcripción del ARNm, lo que conduce a la activación o inhibición de la síntesis de nuevas proteínas.
Especificidad y clasificación morfológica
La acción focal y estrictamente selectiva de la hormona depende de cuatro niveles de especificidad:
- La localización de los receptores (en qué células se expresan).
- El tipo de señalización intracelular desencadenada.
- Las proteínas Diana finales específicas.
- La naturaleza de la respuesta de cada elemento de la cadena (activación o inhibición).
Morfológicamente, las fuentes hormonales se dividen en dos grupos principales:
- Órganos endocrinos centrales: hipotálamo, hipófisis, glándula pineal.
- Glándulas endocrinas periféricas: tiroides y paratiroides, glándulas suprarrenales.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué hormonas se sintetizan a partir del aminoácido tirosina?
A partir del aminoácido tirosina se forman los siguientes derivados:
- catecolaminas: dopamina, noradrenalina, adrenalina;
- hormonas tiroideas (yodadas) de la glándula tiroides: tiroxina y triyodotironina.
Estas sustancias pertenecen a la clase química de los derivados de aminoácidos. Las hormonas tiroideas son una excepción entre los derivados de aminoácidos y muestran propiedades hidrofóbicas; la mayoría de los demás derivados de aminoácidos son hidrofílicos.
¿Qué segundos mensajeros participan en la transmisión de la señal de las hormonas hidrofílicas?
En la transmisión de la señal de las hormonas hidrofílicas participan moléculas de señalización intracelular (mensajeros) cuya concentración cambia en respuesta a la unión de la hormona con el receptor de membrana.
La función de segundos mensajeros dentro de la célula la desempeñan:
- AMPc — monofosfato de adenosina cíclico.
- GMPc — monofosfato de guanosina cíclico.
- IP3 — trifosfato de inositol (inositol-1,4,5-trifosfato).
- DAG — diacilglicerol.
- Ca²⁺: iones de calcio.
Estas sustancias transmiten la señal a proteínas y enzimas específicas (por ejemplo, proteincinasas), asegurando el cambio final en la tasa metabólica.
¿Qué enzimas de membrana se activan cuando las hormonas hidrofílicas se unen a los receptores?
Cuando las hormonas hidrofílicas se unen a los receptores en la superficie externa de la membrana, se activan enzimas de membrana específicas que desencadenan una cascada de reacciones.
En los sistemas de transducción de señales se activan las siguientes enzimas efectoras:
- Adenilato ciclasa — convierte el ATP en AMPc.
- Guanilato ciclasa — cataliza la formación de GMPc a partir de GTP.
- Fosfolipasa C — escinde el fosfolípido de membrana fosfatidilinositol-4,5-bifosfato para formar IP3 y DAG.
La activación de estas enzimas suele producirse con la participación de proteínas G y conduce a la síntesis de segundos mensajeros intracelulares.
Para recordar las tres clases de hormonas hidrófobas (lipófilas) se puede utilizar la sigla SPT: Esteroides, Prostaglandinas, Tiroideas.
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué las hormonas tiroideas se consideran excepciones?
Por su naturaleza química son derivados del aminoácido tirosina, pero físico-químicamente se comportan como moléculas lipófilas, atravesando la membrana y uniéndose a receptores intracelulares.
¿Cómo altera la función celular una hormona hidrófila sin penetrar en ella?
Transmite la señal al receptor en el plasmalema, el cual activa a los segundos mensajeros (por ejemplo, el AMPc). Estos desencadenan una cascada de fosforilación, modificando la actividad de las enzimas intracelulares.
¿Qué ocurriría si no hubiera un receptor para la hormona esteroidea en el citosol de la célula?
La hormona atravesará libremente la membrana hacia el interior, pero al no encontrar un blanco, no ejercerá ningún efecto y simplemente se difundirá de regreso al medio extracelular.
Qué más repasar sobre el tema
- Órganos con función endocrina mixta y sistema endocrino difuso (APUD)
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