FISIOLOGÍA HUMANA-833

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INTRODUCCIÓN
La evolución de los organismos multicelulares depen-
de de la interacción coordinada entre las distintas células
del organismo. Para ello, las células se comunican entre sí
mediante señales químicas que se pueden dividir en tres
clases: autocrinas, paracrinas y endocrinas. En las señales
autocrinas la propia célula sintetiza la molécula señal, la
cual puede actuar sólo en el citoplasma o puede ser secre-
tada e interaccionar después con los receptores de mem-
brana. En las señales paracrinas, la señal química difunde
al exterior celular, donde interacciona de manera local con
las células más próximas. Finalmente, la señalización
endocrina tiene lugar a través de las hormonas, que se
definen como moléculas orgánicas (péptidos y proteínas)
que con frecuencia se las considera pertenecientes al gru-
po de los biocatalizadores junto con las enzimas y las vita-
minas. Las hormonas son secretadas por ciertas células
especializadas localizadas en las glándulas de secreción
interna o glándulas endocrinas, son transportadas por vía
sanguínea, solas o asociadas a ciertas proteínas, y ejercen
sus efectos en determinados órganos o tejidos diana a dis-
tancia de donde se sintetizaron. Todas las moléculas de
comunicación son esenciales para la supervivencia, el de-
sarrollo y la reproducción de los organismos superiores, y
todas ellas tienen la capacidad de inducir y controlar una
gran variedad de respuestas biológicas. La diversidad y
especificidad de las acciones que controlan se debe a sus
diferentes estructuras y propiedades fisicoquímicas, pero
sobre todo a la estructura de sus receptores celulares y las
señales que estos desencadenan tras la unión del ligando.
El término ligando, que en química se aplica a las mo-
léculas que forman uniones estables mediante enlaces no
covalentes, se usa en fisiología para designar a los agentes
que se unen a receptores celulares como paso previo a su
acción biológica. Los ligandos actúan a concentraciones
muy bajas de aproximadamente ≤10–8 M, y los receptores
que los reconocen se unen a ellos con una elevada cons-
tante de afinidad de Ka ≥108 litros/mol. En este capítulo
vamos a describir el modo de acción de las hormonas y de
otros ligandos, y estableceremos una división inicial basa-
da en la localización de sus receptores. Así, la primera par-
te describirá el mecanismo de acción a través de receptores
localizados en la membrana plasmática y la segunda parte
describirá los receptores nucleares.
RECEPTORES DE MEMBRANA
Los receptores de membrana son la diana de una gran
variedad de hormonas, neurotransmisores, factores de cre-
cimiento, etc. de estructura proteica, peptídica o incluso de
sólo algunos aminoácidos modificados y que se conside-
ran los primeros mensajeros en la comunicación. Tras la
unión del ligando se inicia una serie de eventos en la mem-
brana que inducen la generación de un segundo mensajero
intracelular. Este segundo mensajero dispara la activación
de otra serie de moléculas e induce una cascada de señali-
zación que en última instancia altera la fisiología de la
célula.
Estructura de los receptores de membrana
Los receptores de membrana son proteínas integrales
de membrana que se caracterizan por poseer tres diferen-
tes dominios: extracelular, transmembrana y citoplasmáti-
co o intracelular. El dominio extracelular es el dominio de
interacción con el ligando; el dominio transmembrana está
formado por un dominio hidrofóbico, de forma que la
molécula esté “confortable” en la bicapa lipídica, sirvien-
do como anclaje del receptor en la superficie de la mem-
brana. El dominio intracelular suele formar una cola o lazo
en la parte final del receptor dentro del citoplasma, donde,
tras diferentes mecanismos, interacciona a través de su
región efectora con otras moléculas, generando segundos
mensajeros intracelulares. Los receptores de membrana se
han agrupado en diferentes familias dependiendo de su
estructura. A continuación iremos describiendo cada fami-
lia de receptores, sus ligandos más característicos, los
segundos mensajeros generados en cada caso y el meca-
nismo de señalización intracelular. 
Receptores acoplados a proteínas G
Los receptores acoplados a proteínas G (G protein-
coupled receptors, GPCR) forman una de las mayores
familias de receptores de membrana. Entre los receptores
de membrana, los GPCR son los más diversos y conserva-
dos evolutivamente y, a pesar de tener una estructura
común, cada receptor es activado por diferentes ligandos
(Fig. 66.1). Están involucrados en la mayoría de las fun-
ciones fisiológicas del organismo, como el reconocimien-
to y la transducción del mensaje inducido por la luz, el
olfato, el calcio, pequeñas moléculas tales como ligandos
de varios aminoácidos, nucleótidos y péptidos, así como
proteínas. Entre éstas cabe destacar a las hormonas gluco-
proteicas, como la tirotropina (TSH), la hormona luteini-
zante (LH), la hormona foliculoestimulante (FSH), la
corticotropina (ACTH), otras hormonas como el glucagón,
la vasopresina, la somatostatina, la calcitonina, la para-
thormona (PTH), la epinefrina, la norepinefrina, etc.
Mediante diferentes estudios se ha descrito un modelo
común para estos receptores que consiste en un núcleo
central compuesto por siete hélices transmembrana (TMI-
VII) conectadas por tres lazos intracelulares (i1,i2,i3) y
tres extracelulares (e1, e2, e3). La mayoría de estos recep-
tores tiene dos residuos de cisteína en e1 y e2 formando un
puente disulfuro que es necesario para la estabilización de
un número restringido de cambios conformacionales de
los dominios transmembrana. La variación en cuanto a
secuencia de los distintos GPCR hace que éstos difieran en
la longitud de sus extremos amino- y carboxiterminal,
dominios extra- e intracelular respectivamente. Cada uno
de estos dominios provee propiedades específicas a cada
receptor. El dominio central, transmembrana (TM), sufre
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