37.4: Cómo funcionan las hormonas - Receptores hormonales intracelulares

Objetivos de aprendizaje

• Describir cómo las hormonas alteran la actividad celular al unirse a receptores intracelulares

Receptores hormonales intracelulares

Las hormonas derivadas de lípidos (solubles) como las hormonas esteroides se difunden a través de las membranas de bicapa lipídica de la célula endocrina. Una vez fuera de la célula, se unen para transportar proteínas que las mantienen solubles en el torrente sanguíneo. En la célula diana, las hormonas se liberan de la proteína portadora y se difunden a través de la bicapa lipídica de la membrana plasmática de las células diana. Luego se adhieren a receptores intracelulares que residen en el citoplasma o en el núcleo. Las vías de señalización celular inducidas por las hormonas esteroides regulan genes específicos dentro del ADN de la célula. Las hormonas y el complejo receptor actúan como reguladores de la transcripción al aumentar o disminuir la síntesis de moléculas de ARNm a partir de genes específicos. Esto, a su vez, determina la cantidad de proteína correspondiente que se sintetiza a partir de este ARN; esto se conoce como alteración de la expresión génica. Esta proteína puede ser utilizada ya sea para cambiar la estructura de la célula o para producir enzimas que catalizan reacciones químicas. De esta manera, la hormona esteroidea regula procesos celulares específicos.

Figura\(\PageIndex{1}\): Regulación hormonal de la expresión génica: Un receptor nuclear intracelular (NR) se localiza en el citoplasma unido a una proteína de choque térmico (HSP). Tras la unión hormonal, el receptor se disocia de la proteína de choque térmico y se transloca al núcleo. En el núcleo, el complejo hormona-receptor se une a una secuencia de ADN llamada elemento de respuesta hormonal (HRE), que desencadena la transcripción y traducción de genes. El producto proteico correspondiente puede entonces mediar los cambios en la función celular.

Otras hormonas liposolubles que no son hormonas esteroides, como la vitamina D y la tiroxina, tienen receptores localizados en el núcleo. Las hormonas se difunden tanto a través de la membrana plasmática como de la envoltura nuclear, luego se unen a los receptores en el núcleo. El complejo hormona-receptor estimula la transcripción de genes específicos de la misma manera que lo hacen las hormonas esteroides. Por ejemplo, el metabolito activo de la vitamina D, calcitriol, media sus efectos biológicos al unirse al receptor de vitamina D (VDR), que se localiza principalmente en los núcleos de las células diana. La unión del calcitriol al VDR permite que el VDR actúe como un factor de transcripción que modula la expresión génica de proteínas transportadoras que están involucradas en la absorción de calcio en el intestino. La activación de VDR en el intestino, hueso, riñón y células de la glándula paratiroides conduce al mantenimiento de los niveles de calcio y fósforo en la sangre y al mantenimiento del contenido óseo.

Puntos Clave

• Las hormonas liposolubles son capaces de difundirse directamente a través de las membranas tanto de la célula endocrina donde se producen como de la célula diana, ya que las membranas celulares están hechas de una bicapa lipídica.
• Estas hormonas pueden unirse a receptores que se localizan ya sea en el citoplasma de la célula o dentro del núcleo de la célula.
• Cuando estas hormonas se unen a sus receptores, esto indica a la célula que sintetice más o menos ARNm a partir de un gen o genes, lo que luego da como resultado que se creen más o menos proteínas a partir de esas moléculas de ARNm.
• El aumento o disminución en la producción de proteínas puede alterar la célula estructuralmente o alterar cómo y cuándo cataliza las reacciones químicas.

Términos Clave

• expresión génica: la transcripción y traducción de un gen en ARN mensajero y, por lo tanto, en una proteína
• transcripción: la síntesis de ARN bajo la dirección del ADN
• esteroide: una clase de compuestos orgánicos que tienen una estructura de 17 átomos de carbono dispuestos en cuatro anillos; son lípidos, y se presentan naturalmente como esteroles, ácidos biliares, hormonas suprarrenales y sexuales, y algunas vitaminas