Capítulo 69: Mecanismos de acción hormonal

Introducción

La homeostasis de los organismos multicelulares depende de la interacción coordinada entre las distintas células del organismo. Para ello las células se comunican entre sí mediante señales químicas que se pueden dividir en tres clases: autocrinas, paracrinas y endocrinas. En las señales autocrinas la propia célula sintetiza la molécula señal, la cual puede actuar en el citoplasma o ser secretada e interaccionar después con los receptores de membrana. En las señales paracrinas, la señal química difunde al exterior celular, donde interacciona de manera local con las células más próximas. Finalmente, la señalización endocrina tiene lugar a través de las hormonas, que son moléculas orgánicas (lípidos y proteínas) pertenecientes al grupo de los biocatalizadores junto con las enzimas y las vitaminas. Las hormonas son secretadas por ciertas células especializadas, que se localizan en las glándulas de secreción interna o glándulas endocrinas, y son transportadas por el sistema circulatorio, solas o unidas a ciertas proteínas, y ejercen sus efectos en determinados órganos o tejidos diana a distancia de donde se sintetizaron. Todas las moléculas de comunicación son esenciales para la supervivencia, desarrollo y reproducción de los organismos superiores, y todas ellas tienen la capacidad de inducir y controlar una gran variedad de respuestas biológicas. La diversidad y especificidad de las acciones que controlan se vincula con sus diferentes estructuras y propiedades fisicoquímicas, lo que les permite reconocer a muy diversos receptores celulares que desencadenan rutas de señales específicas, una vez activados por su ligando. El término ligando, que en química se aplica a las moléculas que forman uniones estables mediante enlaces no covalentes, se usa en la actualidad para designar a los agentes que se unen a receptores celulares como paso previo a su acción biológica. Los ligandos actúan a concentraciones muy bajas de alrededor de ≤10⁻⁸ M, y los receptores que los reconocen se unen a ellos con una elevada constante de afinidad de Ka ≥10⁸ litros/mol. En este capítulo se va a describir el modo de acción de las hormonas y de otros ligandos, y se va a establecer una división inicial, basada en la localización de sus receptores. Así, la primera parte describirá el mecanismo de acción a través de receptores que se localizan en la membrana plasmática, y la segunda parte describirá los receptores nucleares.

Receptores de membrana

Los receptores de membrana son la diana de una gran variedad de hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento, etc., de estructura proteica, peptídica, o incluso de sólo algunos aminoácidos modificados y que se consideran los primeros mensajeros en la comunicación. Tras la unión del ligando se inicia una serie de eventos en la membrana que inducen la generación de un segundo mensajero intracelular, el cual dispara la activación de otra serie de moléculas e induce una cascada de señales, que en última instancia altera la fisiología de la célula.

Estructura de los receptores de membrana