Resumen de los principales mecanismos de acción hormonal

1. LA UNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD DE CIENCIAS VETERINARIAS
DIVISIÓN DE POSTGRADO
ESPECIALIDAD EN REPRODUCCIÓN ANIMAL
MECANISMOS DE ACCIÓN HORMONAL
Dra. Evelin Rojas Villarroel
Mayo 2013

2. SEÑALIZACIÓN INTERCELULAR
En organismos multicelulares, las células
intercambian información:
Habilidad de recibir y responder
apropiadamente a las señales:
COMUNICACIÓN INTERCELULAR
Mantienen la vida.

3. SEÑALÍZACIÓN INTERCELULAR. Tipos
Autocrina
Actúa sobre células del mismo
tipo (Ej. Sistema inmune)
Paracrina
Actúa sobre células vecinas
Ej. neurotransmisores
Endocrina
Sistema endocrino (Ej. Hormonas)
Torrente sanguíneo→ actúa a distancia

4. TIPOS DE SEÑALES
En todos los casos:
señal detectada por receptor
y convertida en respuesta celular
Señal
Receptor
Respuestas
celulares

5. Señal endocrina
Órgano endocrino secretor
↓
Sangre
↓
Todas las células del organismo
↓
Sólo células diana responden a a la señal
Proteínas receptoras
específicas
Ejercer su funciones biológicas

6. HORMONAS
GLÁNDULAS ENDOCRINAS
CÉLULAS EPITELIALES O INTERSTICIALES
Efecto sobre
Órganos o tejidos
blanco (diana)
Liberadas en sangre
Moléculas
biológicamente activas
HORMONAS

7. CLASIFICACIÓN QUÍMICA DE LAS HORMONAS
Hipotalámicas
Adenohipofisarias
Pancreáticas
Peptídicas Calcitonina
PTH
Plasmáticas
Aminas
Derivadas de Tyr y Trp
Glucoproteínas
Esteroideas
Médula suprarrenal
Glándula tiroides
Glándula pineal.
LH
FSH
Hormonas sexuales
Estrógenos
Andrógenos
Progesterona
Corticosteroides adrenales
Mineralocorticoides
Glucocorticoides

8. DIVERSAS FUNCIONES DE LAS HORMONAS
H. Antidiurética
H. Atrial natriurética,
Aldosterona,
.
Angiotensina
Prolactina
Paratohormona
Tirocalcitonina
Estradiol
Dehidroepiandrosterona
Glucocorticoides
Insulina
H. del crecimiento
H. tiroideas,
Somatostatina
Glucagon,
Metabólicas
Regulación equilibrio Hidrosalino
Regulación del sistema esquelético,
metabolismo del calcio y fósforo
Regulación metabolismo de carbohidratos

9. DIVERSAS FUNCIONES DE LAS HORMONAS
Metabólicas
H. Crecimiento
Leptina
Estrógenos
H. Tiroideas
Insulina
Regulación metabolismo de lípidos
Andrógenos
Insulina
Glucocorticoides
H.Tiroideas
H. crecimiento
Regulación del metabolismo de
proteínas

10. DIVERSAS FUNCIONES DE LAS HORMONAS
Reproductivas
Estrógenos
Andrógenos
Progesterona
LH
FSH
REGULACIÓN:
Fertilización
Implantación
Diferenciación y proliferación celular
Carcinogénesis (vg. cáncer de próstata)
Inmunidad mediada por células

11. DIMENSIÓN DE ESTUDIO DE LA ACCIÓN
HORMONAL
Efecto biológico de la hormona:
Respuesta medible que produce la hormona sobre un órgano
o acción enzimática.
Mecanismo de acción molecular Como una hormona interactúa
con un receptor específico y los eventos intracelulares subsiguientes
que conllevarán al efecto biológico.

12. MODO DE ACCIÓN
Actuan:
Los sistemas enzimáticos
Hormonas proteicas (⇑ PM)→ torrente sanguíneo unen a
un receptor de membrana señal → enzimas → función
La permeabilidad de las membranas
Hormona modifica permeabilidad → paso de sustancias al
interior celular
Los genes
Hormonas ⇓ PM → ingresan al interior celular → unión a
genes

13. RECEPTORES DE HORMONAS
Presentes en células diana, diferentes localizaciones:
H. hidrosolubles→ Receptor superficie externa membrana
Requiere activación de segundos mensajeros
H. lipófilas y tiroxina→ Receptor intracelular
Citosólico
Nuclear
Similares en hormonas de la misma categoría química
Interacción hormona-receptor: Altamente específica
Receptores alta afinidad: ↑ fuerza de unión
Receptores de baja capacidad: saturación

14. HORMONAS DE NATURALEZA PROTEICA
Elevado PM
No atraviesan libremente la membrana celular
Requieren unirse a receptores de membrana
Llevan la señal hormonal al interior de la célula
Segundos mensajeros
Traducirla en acción biológica.

15. HORMONAS ESTEROIDEAS
Síntesis ⇒ Organos esteroidogénicos
⇓
Secretan ⇒ Circulación general o
⇓
Sistema linfático
Transportadas (proteínas)
⇓
Captadas específicamente
⇓
Órganos blanco

16. INTERACCIÓN HORMONA -RECEPTOR
Receptores hormonales nucleares
(Factores de transcripción)
Cambios moleculares:
Transcripción génica específica
Procesamiento ARNm precursor
Traducción en proteínas específicas
↓
Modificación de la función celular
Crecimiento
Diferenciación

17. TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES
-Receptor
-Transductor: proteína G
-Efector: proteína blanco que se activa o inhibe
-Segundo mensajero: molécula pequeña que se libera

18. Componentes de la vía de receptores acoplados a
proteína G
- Receptor
- Transductor: proteína G
- Efector: proteína blanco que se
activa o inhibe
- Segundo mensajero: molécula
pequeña que se libera

19. Estructura del receptor acoplado a proteína G

20. Proteína G
Proteínas G
• Triméricas
• Se disocian en un monómero
y un dímero
• Disociación se dispara por la
activación del receptor asociado
•Su actividad controlada por el
nucleótido de guanina
•Monómero activo tiene actividad
GTPasa

21. Proteína G
Proteínas G estimuladoras Gs:
Activan adenilatociclasa
Proteínas G estimuladoras Gq:
Activan fosfolipasa C
Proteínas G estimuladoras Gt:
Activan fosfodiesterasa
Proteínas G inhibidoras Gi:
Inhiben adenilatociclasa

22. Proteína G

23. Segundos mensajeros
AMP cíclico
GMP cíclico
Ión calcio
Ión calcio unido a la calmodulina
Acido araquidónico y sus metabolitos
Inositol trifosfato
Diacilglicerol.
Fosforilan proteínas que van a actuar sobre porciones específicas del
DNA (elementos de respuesta)→ acción hormonal.

24. AMPc
Acoplado a sistema adenilato ciclasa: enzima unida al lado interno
de la membrana citoplasmática: convierte ATP en AMP cíclico (Mg2+).
Su concentración es controlada por la fosfodiesterasa: hidróliza
AMPc en 5’-AMP.
Activa una proteína kinasa.(dos subunidades: catalítica y regulatoria)
Se une a subunidad regulatoria, se separa subunidad catalítica :y
activa a la proteína kinasa
Proteína kinasa activa (subunidad catalítica) fosforila proteínas
específicas:
Proteína ligadora del elemento de respuesta al AMPc (CREB)
Modulador del elemento de respuesta al AMPc (CREM).

25. AMPc
Fosforilación de CREB y CREM
↓
Cambios en sus actividades
↓
Interactúan con secuencias específicas del DNA
↓
ELEMENTOS DE RESPUESTA AL AMPc (CRE):
modulan la transcripción del gen.
Ej., gonadotropinas glucagón, FSH, ACTH

26. AMPc

27. AMPc

28. GMPc
Guanidil ciclasa convierte GTP en GMPc.
GMPc activa la proteína kinasa G que a su
vez fosforila proteínas.
Puede generar efectos antagónicos o
complementarios al AMPc
Ej. Control de división celular
Regulación del músculo liso por óxido
nítrico

29. Fosfodiesterasas
Permiten la regulación de la concentración intracelular de AMPc
y GMPc.
Cinco (5) tipos de fosfodiesterasas:
Fosfodiesterasa I: Estimulada por el complejo calcio-calmodulina
Fosfodiesterasa II: Estimulada por GMPc
Fosfodiesterasa III: Inhibida por GMPc
Fosfodiesterasa IV: Específica para AMPc
Fosfodiesterasa V: Específica para GMPc.
Fosfodiesterasas III, IV y V (tejido cavernoso del pene) regulan la
erección.
Sildenafil (viagra) actúa inhibiendo la fosfodiesterasa V y
favorece la erección

30. Calcio
Segundo mensajero: libre intracitoplasmática o unido a la calmodulina.
Unión específica hormona- receptor
↓
Cambio conformacional en la membrana
↓
Apertura de canales de calcio: influjo de calcio.
↓
Señal en diversos sistemas de control

31. Calcio
Complejo calcio-calmodulina→ ⊕ Proteina kinasa (núcleo)
↓P
Proteína ligadora dependiente de AMPc
(CREB y CRE)
Transcripción inducida por calcio (en sistemas endocrinos y
neuroendocrinos Ej. hipocampo, hipotálamo, pituitaria)
↓
Proteína kinasa nuclear dependiente de calcio-calmodulina
Calcio intracelular
Procesos de exocitosis para la secreción hormonal
Activa sistemas enzimáticos que participan en la formación de otros
mensajeros.

32. Fosfoinositoles
Fosfoinositoles (fosfatidilinositol, fosfatidil inositol monofosfato, y
fosfatidil inositol bifosfato) cara interna de la membrana
citoplasmática.
Fosfatidilinositol-4,5-bifosfato interviene después unión hormona receptor.
Hidrólisis de este fosfolípido por acción de una fosfodiesterasa
produce diacilglicerol (DAG) e inositol-1,4,5-trifosfato (ITP).
 ITP moviliza calcio intracelular, mientras que el diacilglicerol puede
activar una proteína kinasa C (PKC) → fosforilación de proteínas que
favorecen la respuesta biológica u hormonal.
Insulina, angiotensina II y hormonas hipotalámicas actúan a través de
la proteína kinasa C

33. El calcio como segundo mensajero y la activación de la
PKC

34. Tirosina Quinasa
Característico de insulina y factores de crecimiento
Fosforila proteínas en un residuo Tyr
Autofosforilación (dimerización receptor)
Función presente en la misma proteína receptora
La actividad quinasa se activa: unión hormona-receptor

35. HORMONAS ESTEROIDEAS
Naturaleza lipofílica
Parcialmente insolubles en medios acuosos
Interaccionan con proteínas sanguíneas: transporte

36. PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS
Globulina trasportadora de hormonas sexuales (SHBG)
• Elevada afinidad por andrógenos y estrógenos
• Alta especificidad
• Un sitio de unión/molécula de esteroide
• Elevada velocidad de disociación
Globulina transportadora de corticosteroides (CBG) o
transcortina
•Alta afinidad y especificidad: esteroides de origen
suprarrenal
Albúmina
•Afinidad relativamente baja
•Transportan en menos proporción

37. HORMONAS ESTEROIDEAS
 Fracción unida a proteínas plasmáticas
 Fracción libre o disociada
Investigaciones contrastan
Fracción donde reside actividad biológica
Investigaciones recientes
Fracción unida a proteína- unión receptor membrana-⇑ AMPc

38. TRANSPORTE DE LA HORMONA AL INTERIOR
CELULAR
• Paso del esteroide en su forma libre
(difusión pasiva a través de membrana)
• Formación del complejo hormona-receptor de
superficie (células sensibles a hormona)

39. MECANISMO DE ACCIÓN HORMONAS
ESTEROIDEAS
Hormonas esteroideas
⇓
Variedad de efectos
⇓
Diferentes niveles de organización molecular

40. MECANISMO DE ACCIÓN HORMONAS
ESTEROIDEAS
Modo de acción
⇓
Elucidación
⇓
Existencia de componente
proteico de alta especificidad
RECEPTOR INTRACELULAR DE HORMONAS ESTEROIDEAS

41. RECEPTORES INTRACELULARES DE HORMONAS
ESTEROIDEAS
Receptor de estrógenos
Receptor de progesterona
Receptor de andrógenos
Receptor de glucocorticoides
Receptor de mineralocorticoides

42. RECEPTOR INTRACELULAR DE HORMONAS
ESTEROIDEAS
•Macromoléculas receptoras (núcleo: H. sexuales; citoplasma: corticosteroides)
•Al unirse a la hormona: Complejo Hormona-receptor
•Complejo hormona –receptor “activado”: afinidad sitios de unión en núcleo
•Especificamente en sitio aceptor en ADN:
Elementos Respondedores de Hormonas (HRE o ERA)
•Influencia (aumentando o disminuyendo) la expresión génica
Proteína shock térmico
(HSP)
Evita dimerización

43. RECEPTOR INTRACELULAR DE HORMONAS
ESTEROIDEAS
Gen diana
Hormona
esteoidea
Elemento de respuesta hormonal
Proteína receptora
Hormona esteroidea
Dominio
de unión
al
ligando
Dominio
de unión
al ADN
ADN

44. RECEPTOR INTRACELULAR DE HORMONAS
ESTEROIDEAS
Dimerización del receptor
Transcripción genética
ARNm

45. ACTIVACIÓN DEL COMPLEJO
HORMONA -RECEPTOR
Modificación estructural
(Modificación PM; conformación cuaternaria; propiedades de sedimentación)
⇓
Translocación al núcleo
⇓
Ocupación de sitios aceptores
(ADN, cromatina, secuencias génicas específicas)

46. FACTORES ACTIVACIÓN DEL COMPLEJO
HORMONA -RECEPTOR
 Temperatura
 Fuerza iónica
 Tipo de hormona
Complejos no activados ( Edo nativo): ≥ 7S
Complejos activados (modificados ): < 5S
Mayor estabilidad
Vida media 3x mayor

47. INTERACCIÓN HORMONA -RECEPTOR

48. FUNCIÓN BIOLÓGICA. COMPLEJO
HORMONA –RECEPTOR ACTIVADO
Complejo Hormona – Receptor (Progesterona) activado
Unión de alta afinidad al gen uteroglobina (región del promotor)
Transcripción del gen a su ARN m específico
Síntesis de uteroglobina
Nidación de blastocitos