2. Mecanismos de señalización hormonal

Mecanismos de señalización hormonal

Mecanismos de señalización hormonal

Elaborado por: Márquez SalinaS aLEJANDRO

Organización de la clase

Clasificación de receptores

Objetivos de la clase

• Receptores intracelulares VS membrana
• Receptores intracelulares
• Receptores de hormona esteroide/tiroidea

• Receptores de membrana plasmática:

• Receptores acoplados a canales iónicos
• Receptores heptahelicoidales (acoplados a proteínas G)
• Receptores que son cinasas o que se unen y activan cinasas

• ¿Qué aprenderé durante la clase?

Características generales de los mensajeros químicos

• Panorama general de señalización celular
• Acciones endócrincas, parácrinas y autócrinas

Sistemas de señalización

• Sistema nervioso
• Sistema endócrino
• Sistema inmunitario
• Otros

Objetivos de la clase

Distinguir diferencias entre el mecanismo de acción de horonas hidrosolubles y liposolubles (velocidad de respuesta y acción sobre enzimas y genes)

Identificar esquema general de sistema formado por hormona hidrosoluble, receptor de membrana, proteínas G, enzimas transductoras, segundos mensajeros y fosforilación de proteínas

Identificar esquema general de sistema formado por hormona liposoluble, receptor intracelular (citoplasmático o nuclear) y la región del DNA con la que interactúa modulando expresión de genes

Panorama General de señalización celular

Importancia de la comuniación celular

Mensajeros químicos / moléculas de señalización

Un organismo complejo tiene diferentes órganos, tejidos y tipos de células con funciones específicas ¿cómo se regulan?

• Transmiten mensajes intercelulares desde la célula secretora → célula blanco
• Requieren la presencia de receptores y moléculas de transducción de señales

• Se requiere de comunicación celular que se lleva a cabo gracias a mensajeros químicos / moléculas de señalización

Martínez F. (2018). Bioquímica de Laguna y Piña. Editorial Manual Moderno // Nelson, D. L. (2017). Lehninger principles of biochemistry (7th ed.). W.H. Freeman.

Panorama General de señalización celular

Secuencia de pasos en sistema de señalización

1. Secreción de mensajero químico: sucede cuando existen estímulos específicos
2. Difusión o transporte: desde célula secretora a célula blanco
3. Unión al receptor: receptor de membrana o intracelular
1. Transducción de la señal: segundos mensajeros o proteinas transductoras
4. Respuesta celular específica: activación / inactivación de proteínas, aumento / disminución en expresión de genes
5. Terminación de la señal

Martínez F. (2018). Bioquímica de Laguna y Piña. Editorial Manual Moderno // Nelson, D. L. (2017). Lehninger principles of biochemistry (7th ed.). W.H. Freeman.

Panorama General de señalización celular

Características de los sistemas de transducción de señal

Afinidad: el receptor tiene alta afinidad por su ligando (tiene baja constante de disociación, Ka)

Amplificación: el número de moléculas activadas río abajo incrementa exponencialmente

Especificidad: el receptor se une a su ligando complementario, no a otros

Martínez F. (2018). Bioquímica de Laguna y Piña. Editorial Manual Moderno // Nelson, D. L. (2017). Lehninger principles of biochemistry (7th ed.). W.H. Freeman.

Panorama General de señalización celular

Características de los sistemas de transducción de señal

Desensibilización / Adaptación: la activación del receptor provoca una retroalimentación negativa que desconecta el receptor o lo elimina de la superficia celular

Modularidad: proteínas con afinidades polivalentes (permiten unión de varias moléculas) provoca que se formen complejos multienzimáticos. La interacción es reversible gracias a fosforilaciones

Integración: cuando se tienen efectos opuestos en dos vías de señalización distintas la respuesta dependerá de cuál señal sea más potente (considerando ambos estimulos)

Martínez F. (2018). Bioquímica de Laguna y Piña. Editorial Manual Moderno // Nelson, D. L. (2017). Lehninger principles of biochemistry (7th ed.). W.H. Freeman.

Panorama General de señalización celular

Características de los sistemas de transducción de señal

Respuesta localizada: cuando la enzima que destruye el mensaje está cerca del lugar de su producción, provoca que no pueda difundirse a puntos muy lejanos, haciendo la respuesta localizada

Divergencia: cuando un receptor es activado, se suelen activar dos o más vías que tienen diferentes efectos

Martínez F. (2018). Bioquímica de Laguna y Piña. Editorial Manual Moderno // Nelson, D. L. (2017). Lehninger principles of biochemistry (7th ed.). W.H. Freeman.

Clasificación según la distancia en la que actúan

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Sistemas de señalización

SISTEMA NERVIOSO

NEUROTRANSMISORES DE MOLÉCULAS PEQUEÑAS

• Aminoácidos:

• Aminas biogénicas → dopamina, norepinefrina, epinefrina, serotonina e histamina

NEUROPÉPTIDOS

• Se componente de tres o más aminoácidos (son más grandes)
• Ejemplos: endorfinas, encefalinas, sustancia P, neuropéptido Y

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Sistemas de señalización

SISTEMA ENDÓCRINO

• Las hormonas endocrinas son compuestos secretados por células endocrinas específicas

Polipeptídicas

Compuesta por aminoacidos (ej. insulina)

Catecolaminas

Neurotransmisor y hormona (ej. adrenalina)

Esteroideas

Derivadas del colesterol

Tiroideas

Derivada de la tirosina

Sistemas de señalización

OTROS

SISTEMA INMUNOLÓGICO

EICOSANOIDES incluyen protaglandinas, tromboxanos y leucotrienos, controlan función celular en respuesta al daño.Derivados del ácido araquidónico

CITOCINAS es el nombre que se le da a los mensajeros del sistema inmunológico, son pequeñas proteínas que regulan la respuesta para la destrucción de patógenos

• Interleucinas (pro y antiinflamatorias)
• Factor de necrosis tumoral
• Interferones (respuesta viral)
• Factores estimulantes de colonias
• Quimiocinas → tienen la capacidad de inducir movimiento de las células blanco hacia la fuente

FACTORES DE CRECIMIENTO son polipéptidos que estimulan la proliferación celular (hiperplasia) o crecimiento celular (hipertrofia)

Clasificación de receptores según la localización

RECEPTORES INTRACELULARES VS RECEPTORES DE MEMBRA PLASMÁTICA

Membrana plasmática sus ligandos son moléculas polares, solubles en agua, no cruzan la membrana.

Intracelulares los ligandos deben ser moléculas hidrófobicas / lipofílicas que les permita difundir a través de la membrana.→ El receptor puede ser nuclear o citosólico (factor de transcripción), regulan la expresión de genes → Deben ser transportados por proteínas (albúmina o globulinas)

Martínez F. (2018). Bioquímica de Laguna y Piña. Editorial Manual Moderno // Nelson, D. L. (2017). Lehninger principles of biochemistry (7th ed.). W.H. Freeman.

Receptores de hormonas esteroides/tiroideas

Superfamilia de receptores de hormonas esteroides y hormonas tiroideas

• Hormonas lipofílicas que cruzan la membrana plasmática y membrana nuclear

• Se transportan en saco hidrófobo de la albúmina, o bien, a proteínas específicas
• Globulinas unidoras de esteroides
• Globulina unidadora de hormona tiroidea

• Los receptores son estructuralmente similares, una vez unido el ligando se translocan al nucleo y se unen a una porción del DNA llamada elemento de respuesta a hormona

Martínez F. (2018). Bioquímica de Laguna y Piña. Editorial Manual Moderno // Nelson, D. L. (2017). Lehninger principles of biochemistry (7th ed.). W.H. Freeman.

Receptores de la membrana plasmática

Receptores que son cinasas o que se unen y activan cinasas

Receptores acomplados a canales iónicos

Receptores acoplados a proteínas G (heptahelicoidales)

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Receptores de la membrana plasmática

Receptores acomplados a canales iónicos

La unión del mensajero provoca un cambio conformacional en el canal provocando su apertura La apertura del canal permite el transporte de iones específicos a favor del gradiente de concentración OJO: NO SON TRANSPORTADORES

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Receptores de la membrana plasmática

Receptores acoplados a proteínas G (heptahelicoidales)

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Receptores de la membrana plasmática

Receptores que son cinasas o que se unen y activan cinasas

Martínez F. (2018). Bioquímica de Laguna y Piña. Editorial Manual Moderno // Nelson, D. L. (2017). Lehninger principles of biochemistry (7th ed.). W.H. Freeman.

Receptores de la membrana plasmática

RECEPTORES CON ACTIVIDAD DE TIROSINA CINASA

Martínez F. (2018). Bioquímica de Laguna y Piña. Editorial Manual Moderno // Nelson, D. L. (2017). Lehninger principles of biochemistry (7th ed.). W.H. Freeman.

Fosfatidilinositol

SEÑALIZACIÓN POR INSULINA

Amplificación de la señal

Martínez F. (2018). Bioquímica de Laguna y Piña. Editorial Manual Moderno // Nelson, D. L. (2017). Lehninger principles of biochemistry (7th ed.). W.H. Freeman.

Receptores de la membrana plasmática

RECEPTORES DE CITOCINA JACK-STAT

Martínez F. (2018). Bioquímica de Laguna y Piña. Editorial Manual Moderno // Nelson, D. L. (2017). Lehninger principles of biochemistry (7th ed.). W.H. Freeman.

Receptores de la membrana plasmática

RECEPTORES DE CINASA DE SERINA - TREONINA

Martínez F. (2018). Bioquímica de Laguna y Piña. Editorial Manual Moderno // Nelson, D. L. (2017). Lehninger principles of biochemistry (7th ed.). W.H. Freeman.

Terminación de las señales

La terminación de la señal depende de qué tipo de respuesta genera el estímulo:

• Rápida → Impulsos neuronales, respuestas metabólicas
• "Intermedia" → Proliferación celular, hormonas esteroideas
• Largo plazo → Regulación de la diferenciación celular

Degradación del mensajero: hormonas polipeptídicas (ej. insulina) son degradadas a nivel hepático, enzimas que degradan neurotransmisores

Regulación a nivel de receptor: desensibilización, internalización del receptor, degradación

Degradación de transductores: inactivación de segundos mensajeros o proteínas transductoras

Martínez F. (2018). Bioquímica de Laguna y Piña. Editorial Manual Moderno // Nelson, D. L. (2017). Lehninger principles of biochemistry (7th ed.). W.H. Freeman.