Recepción membranosa
Los receptores membranosos se localizan en la superficie celular y se unen a hormonas proteico-peptídicas, catecolaminas y neurotransmisores. Estos ligandos son hidrófilos y no pueden atravesar por sí mismos la bicapa lipídica de la membrana.
Se distinguen dos grupos principales:
- Receptores ionotrópicos. Son proteínas que actúan simultáneamente como receptor y como canal iónico. Cuando se les une un ligando, el canal se abre de inmediato, provocando una corriente iónica (por ejemplo, los receptores nicotínicos de acetilcolina).
- Receptores metabotrópicos. Su activación desencadena una cascada de segundos mensajeros (intermediarios) en el interior de la célula.
Los receptores metabotrópicos, a su vez, se dividen en catalíticos (contienen una enzima o están unidos a ella) y acoplados a proteína G (GPCR). El segundo grupo es el más numeroso; estos receptores atraviesan la membrana 7 veces y utilizan proteínas G para transmitir la señal al interior de la célula.
Sistemas de segundos mensajeros
En la recepción membranosa, la señal se transmite a través de una cascada de reacciones. La proteína G actúa como nexo entre el receptor y los sistemas intracelulares.
Una de las vías más importantes es la adenilciclasa:
- La proteína G actúa sobre la enzima adenilciclasa.
- La adenilciclasa convierte el ATP en el segundo mensajero AMPc.
- El AMPc activa las proteína cinasas dependientes de AMPc.
- Las proteína cinasas fosforilan proteínas (generalmente enzimas), alterando su actividad y provocando una respuesta celular.
La propiedad principal de estas cascadas es la amplificación múltiple de la señal primaria, lo que permite que las hormonas actúen incluso en concentraciones muy bajas en sangre.
Recepción intracelular
Este mecanismo es característico de las hormonas esteroideas y tiroideas lipófilas, ya que son capaces de penetrar en el interior de la célula.
El proceso se desarrolla de la siguiente manera:
- La hormona se disocia de la proteína transportadora en la sangre y atraviesa la membrana celular.
- En el citoplasma (o en el núcleo), se une a su receptor intracelular.
- El complejo hormona-receptor se une al ADN.
- Se activa la transcripción (síntesis de ARNm) y posteriormente la traducción, es decir, la síntesis de nuevas proteínas en los ribosomas.
- Las nuevas proteínas modifican la función celular.
Las hormonas tiroideas (T3 y T4) se caracterizan por un transporte activo a través de la membrana, la conversión intracelular de T4 en T3 (que es más activa) y su unión a los receptores nucleares.
Regulación de la sensibilidad
El número de receptores en una célula no es un valor constante, sino que se sintetizan y degradan de forma continua. La sensibilidad de la célula diana se ajusta al nivel hormonal:
- Ante el déficit de hormona, el número de receptores aumenta.
- Ante el exceso, disminuye.
Los receptores membranosos de las hormonas proteico-peptídicas pueden sufrir internalización: tras unirse al ligando, el receptor se introduce en la célula y se inactiva.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué sustancias desempeñan la función de segundos mensajeros en la transmisión de la señal hormonal?
La función de segundos mensajeros dentro de la célula la realizan moléculas e iones específicos que amplifican la señal primaria.
Los principales sistemas de segundos mensajeros incluyen:
- AMPc: monofosfato de adenosina cíclico 3',5';
- GMPc: monofosfato de guanosina cíclico 3',5';
- IP₃: inositol-1,4,5-trifosfato (sustancia hidrosoluble que pasa al citosol);
- DAG: diacilglicerol (sustancia hidrófoba que permanece en la membrana);
- Ca²⁺: iones de calcio.
Una propiedad común de estos sistemas es la amplificación múltiple de la señal, gracias a la cual las hormonas actúan eficazmente incluso a concentraciones muy bajas en sangre.
¿Cuál es la especificidad del mecanismo de acción de las hormonas tiroideas en comparación con las esteroideas?
La especificidad de la acción de las hormonas tiroideas frente a las esteroideas radica en el modo de penetración celular, la presencia de conversión intracelular y las características de su unión a los receptores.
| Característica | Hormonas tiroideas | Hormonas esteroideas |
|---|---|---|
| Penetración celular | T3 y T4 son transportadas en sangre por proteínas específicas; en la superficie de la membrana de la célula diana se produce la unión al receptor y la separación de la hormona de la proteína transportadora; el transporte a través de la membrana se realiza mediante un transportador activo. | Las hormonas esteroideas, al ser sustancias no polares, atraviesan libremente la membrana celular; también existen datos sobre receptores membranosos que aseguran el reconocimiento de la hormona y su transporte al interior celular. |
| Conversión intracelular | Dentro de la célula, la T4 se desyoda a T3, que es la forma activa. | En las fuentes bibliográficas sobre hormonas esteroideas no se describe dicha etapa. |
| Unión al receptor | La T3 se une a receptores nucleares proteicos. | En el citoplasma, la hormona se une a un receptor citosólico necesario para su transporte al núcleo; en el núcleo se forma el complejo hormona-receptor con el receptor nuclear. |
En ambos casos, el efecto final está relacionado con la regulación de la transcripción y la síntesis proteica, lo que provoca una modificación en la función celular.
¿Cómo funciona el mecanismo de transducción de la señal hormonal mediado por inositol fosfato?
El mecanismo de señalización por inositol fosfato se lleva a cabo mediante la activación de las proteínas Gq de la membrana y de la fosfolipasa C.
- Iniciación: los receptores se acoplan a proteínas Gq, las cuales activan la enzima fosfolipasa C.
- Hidrólisis: la fosfolipasa C activada hidroliza el fosfatidilinositol-4,5-difosfato de la membrana.
- Formación de mensajeros: se forman segundos mensajeros, el inositol-1,4,5-trifosfato (IP₃) hidrosoluble y el diacilglicerol (DAG) hidrófobo.
- Liberación de calcio: el IP₃ interactúa con los canales de calcio del retículo sarcoplásmico o endoplásmico, provocando la liberación de Ca²⁺ al citoplasma.
El aumento de la concentración de Ca²⁺ citoplasmático desencadena una respuesta celular, por ejemplo, la formación de un complejo con la calmodulina y la subsiguiente contracción de las células de músculo liso vascular.
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué las hormonas proteicas necesitan receptores de membrana?
Las hormonas proteicas son hidrófilas y no son capaces de disolverse en lípidos, por lo que no pueden atravesar la membrana celular. Deben transmitir la señal a través de receptores en la superficie celular.
¿Qué efecto se produce más rápido: el de los receptores de membrana o el de los intracelulares?
De los de membrana. Estos activan enzimas ya existentes en la célula, mientras que la recepción intracelular requiere tiempo para la síntesis de nuevas proteínas.
¿Qué son los segundos mensajeros (mensajeros)?
Son sustancias intracelulares (AMPc, GMPc, calcio, etc.) que se forman tras la activación del receptor de membrana y transmiten la señal más adelante, amplificándola múltiples veces.
Qué más repasar sobre el tema
- Estructura y funciones de los receptores ionotrópicos
- Receptores catalíticos (tirosinas quinasas y guanilato ciclasas)
- Variedades y funciones de las proteínas G (Gs, Gi, Gq)
- Papel de los iones de calcio, el inositol trifosfato y el diacilglicerol como segundos mensajeros
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