Fisiología Endocrina - INTRO (RECEPTORES HORMONALES - MECANISMO ACCIÓN) PARTE 3/3 (IG:@doctor.paiva)

Introducción a la Endocrinología

Resumen de la sección: En esta clase de fisiología endocrina, el profesor Eduardo Paiva introduce el tema de la endocrinología y habla sobre los receptores hormonales. Explica que las hormonas se unen a receptores específicos en las células para iniciar su acción. Los receptores pueden estar ubicados en la membrana celular, en el citoplasma o en el núcleo, dependiendo del tipo de hormona. También menciona que el número y la sensibilidad de los receptores pueden variar y ser regulados por la célula.

Receptores Hormonales

• Los receptores pueden estar unidos a proteínas como las proteínas Gs, Gq o enzimas.

• La acción de una hormona comienza con su unión a un receptor específico.

• Las células sin el receptor adecuado no responderán a una hormona.

• Hay receptores en la membrana celular (como los receptores de insulina y catecolaminas), en el citoplasma (como los receptores del cortisol) y en el núcleo (como los receptores de las hormonas tiroideas).

• Los receptores extracelulares están ubicados fuera de las células y son responsables de recibir hormonas proteicas y polipéptidos.

• Los receptores intracelulares están ubicados dentro del citoplasma o núcleo celular y son responsables de recibir hormonas liposolubles como las esteroides y tiroideas.

Regulación de los Receptores

• El número y la sensibilidad de los receptores hormonales pueden variar.

• Los receptores pueden inactivarse, destruirse o reactivarse en la célula.

• La disminución de la expresión de los receptores puede ocurrir por inactivación de proteínas intracelulares, secuestro temporal del receptor o menor producción de nuevos receptores.

• La desensibilización se refiere a una disminución en el número de receptores debido a un aumento en la persistencia hormonal.

• La resensibilización implica un aumento en la expresión de los receptores debido a una mayor producción o reactivación.

Mecanismo de Acción y Ubicación Hormonal

Resumen de la sección: En esta parte, el profesor Paiva explica el mecanismo de acción y ubicación hormonal. Destaca que las hormonas proteicas y polipéptidos actúan a través de receptores extracelulares debido a su naturaleza hidrofílica. Por otro lado, las hormonas liposolubles como las esteroides y tiroideas actúan a través de receptores intracelulares debido a su capacidad para atravesar la membrana celular.

Mecanismo de Acción

• Las hormonas proteicas y polipéptidos actúan mediante receptores extracelulares debido a su naturaleza hidrofílica.

• Las hormonas esteroides y tiroideas actúan mediante receptores intracelulares debido a su naturaleza liposoluble.

Ubicación Hormonal

• Las hormonas proteicas y polipéptidos tienen receptores extracelulares.

• Las hormonas esteroides y tiroideas tienen receptores intracelulares ubicados en el citoplasma o núcleo celular.

Conclusión: En esta clase introductoria de fisiología endocrina, se abordaron los conceptos básicos de los receptores hormonales, su ubicación y mecanismo de acción. Se destacó la importancia de la especificidad del receptor para una hormona específica y cómo el número y la sensibilidad de los receptores pueden regularse en las células. Además, se explicó que las hormonas pueden actuar a través de receptores extracelulares o intracelulares dependiendo de su solubilidad.

Mecanismos de señalización celular

Resumen de la sección: En esta sección se discuten los mecanismos de señalización celular, incluyendo los segundos mensajeros y las vías de activación de genes.

Receptores unidos a canales iónicos y receptores unidos a proteínas

• Los receptores unidos a canales iónicos pueden ser activados por químicos o voltaje. La hormona se une al receptor y causa la apertura del canal.

• Los receptores unidos a proteínas también pueden ser regulados por ligandos, como los segundos mensajeros acoplados a proteínas.

Receptores hormonales unidos a enzimas y receptores hormonales intracelulares

• Los receptores hormonales unidos a enzimas se dividen en guanilato ciclasa y tirosina kinasa.

• Los receptores hormonales intracelulares son liposolubles y activan la expresión génica.

Tipos de receptores según su acción

• Los receptores glucocorticoides, mineralocorticoides, progesterona, andrógenos, tiroideos, vitamina D y retinoides son ejemplos de diferentes tipos de receptores hormonales.

Receptores unidos a canales iónicos

Resumen de la sección: En esta sección se explican los mecanismos de acción de los receptores unidos a canales iónicos.

• Los receptores unidos a canales iónicos son simples y se activan por la unión de la hormona al receptor, lo que causa la apertura del canal.

Receptores unidos a proteínas

Resumen de la sección: En esta sección se describen los receptores unidos a proteínas y su regulación por ligandos.

• Los receptores unidos a proteínas pueden ser regulados por ligandos, voltaje o segundos mensajeros acoplados a proteínas.

Conclusiones

En este video se discuten los diferentes tipos de receptores hormonales y sus mecanismos de acción. Se explican los receptores unidos a canales iónicos y los receptores unidos a proteínas, así como los segundos mensajeros involucrados en la señalización celular. También se mencionan los receptores hormonales intracelulares que activan la expresión génica. Es importante comprender estos mecanismos para entender cómo las hormonas actúan en el organismo.

Funcionamiento de los canales iónicos dependientes de químicos

Resumen de la sección: En esta sección se explica cómo funcionan los canales iónicos dependientes de químicos, específicamente el canal de sodio. Se menciona que cuando entra sodio en la célula, se produce una despolarización y el umbral de excitación se alcanza. Esto provoca la apertura del canal de sodio, que depende del voltaje de la membrana para activarse.

• El sodio es un ion positivo y su entrada a la célula causa una despolarización.

• El canal de sodio se abre cuando el voltaje de la membrana alcanza el umbral de excitación.

• La apertura del canal de sodio está regulada por un químico, como la acetilcolina en el caso del receptor nicotínico.

Receptores acoplados a proteína G

Resumen de la sección: En esta sección se explica cómo funcionan los receptores acoplados a proteína G. Estos receptores están unidos a proteínas G que constan de tres subunidades: alfa, beta y gamma. Cuando el receptor está inactivo, la subunidad alfa está unida al GDP. Al activarse, cambia a GTP y se desprende del grupo beta y gamma.

• Los receptores acoplados a proteína G están unidos a proteínas G que constan de tres subunidades: alfa, beta y gamma.

• La subunidad alfa puede estar unida al GDP (inactiva) o al GTP (activa).

• La activación del receptor causa un cambio estructural y la subunidad alfa se desprende del grupo beta y gamma.

Funciones de las proteínas G

Resumen de la sección: En esta sección se explican las funciones de las proteínas G. La subunidad alfa activa puede abrir canales iónicos, activar enzimas en la membrana, activar enzimas intracelulares y regular la transcripción génica.

• La subunidad alfa activa puede abrir canales iónicos, como los de potasio.

• También puede activar enzimas en la membrana y enzimas intracelulares mediante la activación de activadores químicos específicos.

• Además, puede regular la transcripción génica y causar cambios estructurales en las proteínas.

Activación de adenilato ciclasa y fosfolipasa C por proteína G

Resumen de la sección: En esta sección se explica cómo la proteína G puede activar dos enzimas: adenilato ciclasa y fosfolipasa C. Estas enzimas están involucradas en diferentes vías de señalización celular.

• La proteína G puede activar adenilato ciclasa, aumentando el nivel de AMP cíclico.

• También puede activar fosfolipasa C, generando IP3 (inositol trifosfato) y DAG (diacilglicerol).

• Estas vías de señalización tienen efectos opuestos: una aumenta el AMP cíclico mientras que la otra disminuye su nivel.

Diferencias entre los tipos de proteínas G

Resumen de la sección: En esta sección se explican las diferencias entre los tres tipos de proteínas G: Gs, Gi y Gq. Cada tipo tiene diferentes efectos en la señalización celular.

• La proteína Gs activa adenilato ciclasa y estimula canales iónicos excitatorios.

• La proteína Gi inhibe adenilato ciclasa y disminuye el nivel de AMP cíclico.

• La proteína Gq activa fosfolipasa C, generando IP3, DAG y calcio.

Efecto de la apertura de canales de potasio en el potencial de acción

Resumen de la sección: En esta sección se explica cómo la apertura de canales de potasio durante el potencial de acción tiene un efecto inhibitorio. Esto se debe a que el potasio sale de la célula, lo que hace que el estado de reposo sea más negativo.

• La apertura de canales de potasio durante el potencial de acción causa una salida del ion positivo.

• Esto hace que el estado de reposo sea más negativo, lo que tiene un efecto inhibitorio en la célula.

Activación y funciones específicas de las proteínas G

Resumen de la sección: En esta sección se menciona que las proteínas G pueden tener diversas funciones específicas, como abrir canales iónicos, activar enzimas y regular la transcripción génica.

• Las proteínas G pueden abrir canales iónicos específicos, como los canales iónicos excitatorios estimulados por calcio y sodio.

• También pueden activar enzimas en la membrana y enzimas intracelulares mediante la activación de activadores químicos específicos.

• Además, pueden regular la transcripción génica y causar cambios estructurales en las proteínas.

Función del AMP cíclico y la proteína quinasa

Resumen de la sección: En esta sección se explora el papel del AMP cíclico (mp cíclico) y la proteína quinasa en la transducción de señales hormonales.

Función del AMP cíclico y activación de la proteína quinasa

• El AMP cíclico es un segundo mensajero que actúa como mediador en la vía de adenilato ciclasa.

• El mp cíclico activa la proteína quinasa dependiente del mp cíclico, lo que desencadena una serie de respuestas celulares.

• La proteína quinasa inactiva se activa cuando es fosforilada por el mp cíclico.

• La activación de la proteína quinasa puede abrir canales, fosforilar proteínas específicas y regular la transcripción genética.

Papel de la fosfodiesterasa en el control del AMP cíclico

• La fosfodiesterasa es una enzima que controla los niveles de mp cíclico al desintegrarlo.

• Sin la acción de la fosfodiesterasa, el mp cíclico persistiría sin control.

• Los fármacos inhibidores de la fosfodiesterasa, como la cafeína y el sildenafil, pueden aumentar los niveles de mp cíclico.

Estructura y función de la proteína quinasa

• La proteína quinasa consta de cuatro subunidades: dos reguladoras y dos catalíticas.

• Cuando el mp cíclico se une a las subunidades reguladoras, las subunidades catalíticas se activan y pueden fosforilar sustratos proteicos.

Regulación de la proteína quinasa y la fosfodiesterasa

• La fosfodiesterasa regula el mp cíclico, mientras que la proteína fosfatasa 1 inhibe las proteínas fosforiladas por la proteína quinasa.

• Existe un equilibrio complejo entre estas enzimas que controla la actividad de la proteína quinasa.

Funciones del AMP cíclico mediadas por diferentes hormonas

Resumen de la sección: En esta sección se explora cómo diferentes hormonas utilizan el mp cíclico para desencadenar diversas respuestas celulares.

Diversidad de funciones del AMP cíclico

• El mp cíclico puede ser activado por varias hormonas, como TSH, ACTH y ADH.

• La activación del mp cíclico por estas hormonas tiene efectos específicos en diferentes tejidos y células.

• El aumento del mp cíclico puede estimular la formación de hormonas tiroideas, corticosteroides y aumentar la permeabilidad al agua en los riñones.

Importancia de los receptores acoplados a proteínas G

• Las hormonas se unen a los receptores acoplados a proteínas G para iniciar una cascada de señalización.

• La inhibición de adenilato ciclasa disminuye los niveles de mp cíclico.

• La activación de las proteínas G también puede abrir canales iónicos y regular el flujo celular.

Papel de las proteínas G en la transducción de señales hormonales

Resumen de la sección: En esta sección se explora el papel de las proteínas G en la transducción de señales hormonales.

Función inhibidora de las proteínas G

• Las proteínas G inhiben adenilato ciclasa y, por lo tanto, disminuyen los niveles de mp cíclico.

• La inhibición de adenilato ciclasa impide la conversión del ATP en mp cíclico.

Apertura de canales iónicos por las proteínas G

• La activación de las proteínas G puede abrir canales iónicos, como los canales de potasio.

• La apertura de estos canales permite que los iones salgan de la célula y regula el equilibrio iónico.

Conclusiones finales

En resumen, el AMP cíclico (mp cíclico) y la proteína quinasa desempeñan un papel crucial en la transducción de señales hormonales. El mp cíclico actúa como un segundo mensajero que activa la proteína quinasa, desencadenando una serie de respuestas celulares. La fosfodiesterasa controla los niveles del mp cíclico al desintegrarlo. Diferentes hormonas utilizan el mp cíclico para mediar diversas funciones en diferentes tejidos y células. Las proteínas G juegan un papel importante en la regulación del nivel del mp cíclico y pueden abrir canales iónicos.

Funcionamiento de las proteínas y vías de señalización

Resumen de la sección: En esta sección se explica cómo funcionan las proteínas y las vías de señalización en el organismo. Se mencionan dos vías principales: la vía de la proteína Gq y la vía de la fosfolipasa C. Estas vías están involucradas en la regulación del nódulo sinusal y en la activación de diferentes segundos mensajeros, como el trifosfato de inositol (IP3) y el calcio.

Vía de la proteína Gq

• La proteína Gq abre canales de potasio en el nódulo sinusal, lo que hiperpolariza este nodo y disminuye la frecuencia cardíaca.

• La subunidad alfa de la proteína Gq activa a la fosfolipasa C, que corta los lípidos presentes en la membrana celular. Esto genera diacilglicerol (DAG) e IP3 como segundos mensajeros.

• El DAG activa a una proteína quinasa C, mientras que el IP3 abre canales de calcio tanto en el retículo sarcoplásmico como en las mitocondrias. El calcio intracelular actúa como otro segundo mensajero para activar diferentes respuestas fisiológicas.

Vía de la fosfolipasa C

• La fosfolipasa C también activa una proteína quinasa C mediante el DAG y el IP3 generados. Esta vía también involucra la liberación de calcio desde el retículo sarcoplásmico y las mitocondrias.

• El calcio intracelular puede activar la proteína quinasa C y unirse a una proteína llamada calmodulina, lo que desencadena diversas respuestas metabólicas, como la contracción del músculo liso vascular.

Receptores acoplados a proteínas G

• Los receptores adrenérgicos son un ejemplo de receptores acoplados a proteínas G. La adrenalina y noradrenalina se unen a diferentes subtipos de estos receptores (alfa 1, alfa 2, beta 1, beta 2), los cuales utilizan diferentes vías de señalización para ejercer sus efectos fisiológicos.

• Los receptores adrenérgicos alfa 1 utilizan la vía de la proteína Gq para disminuir el monofosfato cíclico de adenosina (cAMP), mientras que los receptores adrenérgicos beta aumentan el cAMP. Estas acciones están relacionadas con las respuestas específicas mediadas por estos receptores.

Resumen final sobre las vías de señalización

Resumen de la sección: En esta sección se realiza un resumen general sobre las vías de señalización estudiadas.

• La vía de la adenilato ciclasa y el monofosfato cíclico de adenosina (cAMP) está involucrada en diferentes procesos celulares y es activada por hormonas como la calcitonina.

• La vía de la fosfolipasa C genera segundos mensajeros como el DAG e IP3, los cuales activan diferentes respuestas celulares a través de la proteína quinasa C y el calcio intracelular.

• El calcio también actúa como segundo mensajero a través de su unión a la calmodulina, lo que desencadena diversas respuestas metabólicas.

• Diferentes hormonas utilizan receptores acoplados a proteínas G para ejercer sus efectos fisiológicos, utilizando las vías de señalización mencionadas anteriormente.

Receptores acoplados a proteínas

Resumen de la sección: En esta sección se habla sobre los receptores acoplados a proteínas, específicamente aquellos que utilizan tanto adenilato ciclasa como fosfolipasa c. Se mencionan tres grupos principales: guanilato ciclasa, receptores tirosina kinasa y receptores asociados a tirosina.

Receptores Guanilato Ciclasa

• Los receptores que utilizan guanilato ciclasa como segundo mensajero incluyen el péptido natriurético auricular y el óxido nítrico.

• La acción del guanosín monofosfato cíclico (GMPc) generado por la guanilato ciclasa puede ser la relajación del músculo liso, estimulación de diuresis y captación de estímulos luminosos en la retina.

Receptores Tirosina Kinasa

• Estos receptores tienen actividad enzimática y pueden auto-fosforilarse en residuos de tirosina.

• Utilizan la vía RAS-MAP quinasa para llevar a cabo sus funciones específicas, como activar canales o regular la expresión génica.

• Hormonas como la insulina y factores de crecimiento utilizan esta vía.

Receptores Asociados a Tirosina

• Estos receptores no tienen actividad tirosina kinasa propia, pero están unidos a una enzima llamada jak quinasa.

• Utilizan la vía JAK/STAT para regular la síntesis de proteínas y causar efectos fisiológicos.

• Hormonas como la hormona del crecimiento, prolactina y leptina utilizan esta vía.

Óxido Nítrico y Guanilato Ciclasa

Resumen de la sección: En esta sección se explora la relación entre el óxido nítrico y la guanilato ciclasa como segundo mensajero.

• El óxido nítrico es producido por las células endoteliales a partir de oxígeno y arginina.

• Activa el receptor de guanilato ciclasa, que convierte GTP en GMPc.

• El GMPc puede causar la relajación del músculo liso, lo que explica por qué el óxido nítrico actúa como vasodilatador.

Receptores con Actividad Tirosina Kinasa

Resumen de la sección: Esta sección se centra en los receptores que tienen actividad tirosina kinasa propia.

• Estos receptores constan de dos subunidades alfa unidas a través de un enlace covalente a dos subunidades beta.

• Al unirse una hormona al receptor, este experimenta dimerización y activación mediante auto-fosforilación en residuos de tirosina.

• Los receptores activados pueden fosforilar proteínas efectoras para llevar a cabo funciones específicas, como activar canales o regular la expresión génica.

Receptores Asociados a Tirosina Kinasa

Resumen de la sección: En esta sección se habla sobre los receptores que están asociados a tirosina kinasa, pero no tienen actividad enzimática propia.

• Estos receptores están acoplados a una enzima llamada tirosina kinasa de la familia JAK.

• Utilizan la vía JAK/STAT para regular la síntesis de proteínas y causar efectos fisiológicos.

• Hormonas como la hormona del crecimiento, prolactina y leptina utilizan esta vía.

Conclusiones

Resumen de las conclusiones: En este video se exploraron diferentes tipos de receptores acoplados a proteínas y sus mecanismos de acción. Se destacaron los receptores que utilizan guanilato ciclasa como segundo mensajero, los receptores con actividad tirosina kinasa y los receptores asociados a tirosina kinasa. Cada tipo de receptor tiene funciones específicas y utiliza diferentes vías de señalización para llevar a cabo sus acciones fisiológicas.

Receptores de hormonas y comunicación celular

Resumen de la sección: En esta sección se discute sobre los receptores de hormonas y su papel en la comunicación celular. Se mencionan diferentes tipos de receptores, como los receptores de tirosina quinasa, las tirosina fosfatasas y los receptores de serina carolina quinasa. También se habla sobre las hormonas liposolubles y sus mecanismos de acción a través del núcleo o el citoplasma.

Receptores Hormonales

• Los receptores incluyen guanilato ciclasa, tirosina kinasa y otros asociados a tirosinas.

• Existen también las tirosina fosfatasas y los receptores de serín a carolina quinasa.

• Algunos receptores son más relevantes en el sistema endocrino, mientras que otros están relacionados con la inmunología.

Hormonas Liposolubles

• Las hormonas liposolubles pasan a través de la membrana celular debido a su naturaleza lipofílica.

• Los tres grupos principales son las hormonas esteroideas (corticoides, progesterona, andrógenos), las hormonas tiroideas (T3, T4) y los retinoides.

• Estas hormonas pueden unirse a un receptor citoplasmático o ingresar directamente al núcleo para activar la transcripción génica.

Mecanismos de Acción

• Las hormonas liposolubles pueden difundir por difusión simple hacia el núcleo o unirse a una proteína receptora específica en el citoplasma.

• Una vez en el núcleo, las hormonas liposolubles se unen a elementos de respuesta específicos del ADN y activan la transcripción génica.

• El ARNm resultante se traduce en proteínas específicas en los ribosomas del retículo endoplasmático rugoso.

Tipos de Receptores

• Los receptores nucleares, como los receptores X retiró de lejos y los receptores de la hormona tiroidea T3 y T4, están ubicados dentro del núcleo.

• Estos receptores se unen directamente al ADN para regular la transcripción génica.

• También existen receptores acoplados a proteínas que utilizan vías de señalización intracelular, como los receptores tirosina kinasa.

Clasificación de Hormonas y Receptores

Resumen de la sección: En esta sección se clasifican las hormonas según sus tipos de receptores. Se mencionan las hormonas que utilizan receptores acoplados a proteínas, receptores catalíticos y receptores nucleares.

Receptores Acoplados a Proteínas

• Los receptores acoplados a proteínas incluyen el péptido natriurético auricular, el óxido nítrico, la insulina y los factores de crecimiento.

• Estos receptores utilizan vías de señalización intracelular para transmitir su mensaje hormonal.

Receptores Catalíticos

• Los receptores catalíticos incluyen las hormonas que utilizan la vía rushman o receptor tirosina kinasa.

• Ejemplos de hormonas que utilizan estos receptores son la hormona de crecimiento, la prolactina y la leptina.

Receptores Nucleares

• Los receptores nucleares se encuentran en el núcleo celular y están asociados con hormonas liposolubles.

• Ejemplos de hormonas que utilizan receptores nucleares son las hormonas esteroideas (corticoides, progesterona, andrógenos), las hormonas tiroideas (T3, T4) y los retinoides.

Próximos Temas a Tratar

Resumen de la sección: En esta sección se mencionan los temas que serán abordados en futuras clases. Se menciona el eje hipotálamo-hipofisario, la hormona del crecimiento y otras hormonas relacionadas con la tiroides, el páncreas y las glándulas suprarrenales.

Temas Futuros

• Se hablará sobre el eje hipotálamo-hipofisario y su regulación hormonal.

• Se abordará en detalle la hormona del crecimiento y sus efectos.

• También se discutirán las diferentes hormonas producidas por la tiroides, el páncreas y las glándulas suprarrenales.

Bibliografía

Se recomienda consultar los siguientes recursos para obtener más información sobre fisiología:

• Tratado de Fisiología - Guyton

• Fisiología - 3G Red

• Química Biológica - Antonio Blanco