Estímulo sensorial procedente del ambiente

Hipotálamo

Hipófisis anterior

Tiroides Islotes del páncreas Médulaadrenal

Hígado HígadoMúsculo Hígado

Músculo

Sistema NerviosoCentral

DianasPrimarias

Dianasintermedias

Dianasfinales

Factores deliberación

Tirotropina

H.Tiroidea InsulinaGlucagón

Adrenalina

Acetilcolina

Jerarquía en la señalización hormonal

Clasificación química de las hormonas

1. Péptidos y proteínas. Oligopéptidos. Endorfinas, vasopresina, hormona liberadora tiroideaH. Polipeptídicas. Glucagón, InsulinaH proteicas. Hormona de crecimiento, reninaGlucoproteínas. Hormona estimulante de los folículos (FSH), H luteinizante (LH), H estimulante del tiroides (TSH), Eritropoyetina.

2. Catecolaminas (derivadas de la Tirosina). Adrenalina, noradrenalina, dopamina

3. Esteroides y derivados (precursor : colesterol). Cortisol, Aldosterona, VitD, testosterona, Estradiol, progesterona.

4. Hormonas Tiroideas (derivadas de la Tirosina). Tiroxina (T4) y Triiodotironina (T3)

5. Otros derivados de aminoácidos: Serotonina y Melatonina (Trp)

6. Derivados del ácido araquidónico: Prostaglandinas y leucotrienos

7. Oxido Nítrico?

Propiedades de los principales tipos de hormonas

Esteroides H Tiroideas H peptídicas Catecolaminas

Retroinhibiciónde la síntesis Sí Sí Sí Sí

Almacenamiento Poco Semanas un día días

Mecanismo desecreción Difusión Proteolisis Exocitosis Exocitosis

Unión a proteínasplasmáticas Sí Sí Raramente No

Vida en plasma horas días minutos segundos

Tiempo deacción Horas-días días minutos/horas segundos

Receptores Nucleares Nuclear Membrana Membrana o citoplasmáticos plasmática plasmática

Hormona

Receptor

Proteínaintermedia

Modificación deactividad enzimática ligada a membrana

Segundo mensajeroModificaciónProteínas efectoras

Mecanismo de acción hormonal (hormonas hidrosolubles)

Efecto Biológico

Receptorescon actividadquinasa

Receptoresacoplados aProteínas G

GDP

GTP

GTP

GDP

ACTIVACIONINACTIVACION

CICLO DE LAS PROTEINAS G HETEROTRIMERICAS

SUBUNIDADES

GS Estimula Adenilato CiclasaGi Inhibe Adenilato Ciclasa Gq Estimula PLCTransducina Estimula Guanilato ciclasa

C

N

I

II III

V

IV

VIVII

Estructura del receptor β Adrenérgico

Estructura del receptor de Insulina

Cadena α

Cadena β

N

C

N

C

Dominio con actividad enzimática

N

N N

N

NH2

OH H

O OH

H

O CH2

H

-O —P

AMP Cíclico

N

NNH

O

NNH2

OH H

O OH

H

O CH2

H

-O —P

GMP Cíclico

H2C — O — C — R1

| R2— C — O — C — H | H2C — OH

O

O

1,2 Diacil Glicerol

H

OHO

HH

OH

H

OHO

HO3P

PO3

H

OPO3

2-

2-

2-

ESTRUCTURA DE LOS PRINCIPALES SEGUNDOS MENSAJEROS HORMONALES

Inositol 1,4,5 trisfosfato

ATP cAMP

Adenilato Ciclasa Fosfodiesterasa

Ca2+

Iones Calcio

AMP

Proteínas con actividad enzimática ligadas a membrana

ADENILATO CICLASA

N

CGTP

ATP AMPc

FOSFOLIPASA C

PIP2 DAG

PLC

GTP

IP3

Fosfatidil Inositol 4,5P2 Fosfatidil Colina Esfingomielina

Inositol1,4,5P3

Diacilglicerol

Ac. GrasosInsaturados

Fosfatidato

ProstaglandinasTromboxanosLeucotrienos

Diacilglicerol

Ceramidas

Ca2+

Fosfolipasa CFosfolipasa CFosfolipasa A2

Fosfolipasa DFosfolipasa C

RESPUESTASCELULARES

FORMACION DE SEGUNDOS MENSAJEROS LIPIDICOS

SEÑAL

H2C — O — C — R1

| R2— C — O — C — H | H2C — O— P — O — X | O

O

O

O

A1

A2

C D

Sitios de corte de los principales tipos de Fosfolipasas

Ceramida — P — Colina

C

PROTEINAS EFECTORAS

SEGUNDO MENSAJERO PROTEINA EFECTORA

cAMP PKAcGMP PKGCalcio Calmodulina/PKCDAG PKCIP3 Receptor ER

Proteina qunasa Ainactiva

Subunidadesreguladoras

Subunidadescatalíticas

cAMP

Subunidades catalíticas activas

ACTIVACION de PKA por AMP cíclico

ACTIVACION por iones calcio a través de Calmodulina

Quinasainactiva

Calmodulina

Calcio

Quinasa Activa

IP3

RECEPTORde IP3

Ca2+

Vesículas del retículoendoplasmático

EL Inositol Tris fosfato provoca la salida de iones calcio del ER

Secuencias consenso para proteína quinasas

Quinasa Secuencia consenso

PKA X R (R/K) X (S/T) XPKG X (R/K)3 X (S/T) XPKC X (R/K1-3, X0-2) (S/T) X0-2, R/K 1-3) XCalmodulina quinasa X R X X (S/T) X Fosforilasa b quinasa K R K Q I (S/T) V R

Receptor de insulina quinasa T R D I Y E T D Y Y R KReceptor de EGF quinasa T A E N A E Y L R V A P

COOH

A B A B C 4 5 A B

2 3 1

Quinasa Centros fosforilados Inactivación

PKA 1A, 1B, 2, 4 +

PKG 1A, 1B, 2 +Fosforilasa bquinasa 2 +

PK dependiente de Calmodulina 1B,2 +

G sintasa K3 3A, 3B, 3C + + +

G sintasa K4 2 +

Caseína quinasa II 5 -

Caseína quinasa I Al menos 9 centros + + + +

Proteína quinasa C 1A +

Centros de fosforilación de la glucógeno sintasa

GDP

R

GDP

R

La hormona se une a su receptor e induce la interacción de éste con la proteína G

GTP

R

La interacción estimula el intercambio GDP/GTP

GDP

R

GTP

R

La subunidad activadase disocia

GTP

R

E interacciona con laAC, que se activa y sintetizacAMP

La hidrólisis del GTPvuelve el sistema ala posición de reposo

Mecanismo de acción del glucagón

IRS-1

SOS

P PGRb2

SHC

G

PI3K

MITOGENESIS

Glut4

Glut4

Activación dePKB (AKT)

P

Quinasas

PI34P2

Mecanismo de acción de la insulina

Fosfatasas

ras

IRS-1/2SOS P PGRb2 SHC

G

PI3K

MITOGENESISGlut4

Glut4

Activación dePKB (AKT)

P

Mecanismo de acción de la insulina

Fosfatasas

ras

P?

PI

PI3P

Hormona

Receptor

ComplejoHR

Promotor HRE

Gen activo

CITOPLASMA

Mecanismo de acción de hormonas esteroides y tiroideas

NUCLEO

Efectos de la insulina sobre el metabolismo energético

Efecto Enzima diana

Entrada de glucosa (músculo) Transportador de glucosa Entrada de glucosa (hígado) Glucoquinasa Síntesis de Glucógeno (hígado, músculo) Glucógeno sintasa Glucolisis hasta AcetilCoA (hígado, músculo) PFK-1 y PyrDH Síntesis de Acidos Grasos (hígado) AcetilCoA CarboxilasaSintesis de TAG (tejido adiposo) Lipoproteín lipasa

Degradación de Glucógeno (hígado, músculo) Glucógeno fosforilasa

Efectos del glucagón sobre el metabolismo energético

Efecto Enzima diana

Degradación de glucógeno (hígado) Glucógeno fosforilasa Síntesis de Glucógeno (hígado) Glucógeno sintasa Glucolisis hasta AcetilCoA (hígado) PFK-1 y PyrDH Gluconeogénesis hepática F1,6 BisPasa y Pyr qunasaDegradación de TAG (tejido adiposo) Triacilglicerol lipasa

Efectos de la adrenalina sobre el metabolismo energético

Efecto Enzima diana

Degradación de glucógeno (hígado y músculo) Glucógeno fosforilasa Síntesis de Glucógeno (hígado y músculo) Glucógeno sintasa Glucolisis hasta piruvato (músculo) PFK-1 Gluconeogénesis hepática F1,6 BisPasa y Pyr quinasa Degradación de TAG (tejido adiposo) Triacilglicerol lipasa

Secreción de glucagónfrecuencia cardíaca, presión sanguínea, dilatación de conductos respiratoriosSecreción de insulina