Colecistoquinina: características, estructura, funciones
La colecistoquinina (CCK) es una hormona animal que participa en la regulación de la fisiología gastrointestinal. Funciona como inhibidor de la ingesta de comida y del “vaciado” gástrico, además estimula la secreción de enzimas pancreáticas y la contracción de la vesícula biliar.
Fue descrita por primera vez en 1928 en las secreciones intestinales de gatos y perros. Sin embargo, no fue sino hasta 1962 que se aisló y caracterizó a partir de intestinos porcinos, determinándose que es un péptido capaz de inducir la contracción de la vesícula biliar y la secreción de enzimas pancreáticas.
Luego de su descubrimiento, la colecistoquinina se convirtió, junto con la gastrina y la secretina, en parte del trío hormonal que participa en las diversas funciones gastrointestinales, aunque también funciona como factor de crecimiento, neurotransmisor, factor de fertilidad espermática, etc.
Al igual que la gastrina, esta hormona pertenece a la familia de los péptidos neuroendocrinos, caracterizados por la identidad del extremo C-terminal, donde residen todas sus propiedades y efectos biológicos.
La colecistoquinina es producida abundantemente por las células endocrinas de la mucosa del duodeno y el yeyuno (zonas del intestino delgado) de muchos mamíferos, así como por muchos nervios entéricos (aquellos que están asociados con el sistema digestivo) y neuronas del sistema nervioso central y periférico.
Como muchas otras hormonas, la colecistoquinina está implicada en diferentes condiciones patológicas complejas, especialmente con tumores cancerosos.
Índice del artículo
- 1 Características y estructura
- 2 Producción
- 3 Mecanismo de acción
- 4 Funciones
- 5 Enfermedades relacionadas
- 6 Referencias
La colecistoquinina madura es un péptido que puede tener longitudes variables que dependen del procesamiento enzimático de su forma precursora, el cual está mediado por proteasas específicas. Las formas más conocidas de la hormona son CCK-33, CCK-58, CCK-39 y CCK-8.
Estos péptidos sufren modificaciones postraduccionales posteriores que tienen que ver con la adición de sulfatos a los residuos de tirosina, la amidación de fenilalaninas C-terminales y la eliminación selectiva de algunos residuos aminoacídicos particulares en ambos extremos del péptido.
Tal hormona peptídica pertenece a la familia de péptidos reguladores que poseen una secuencia C-terminal muy conservada. Esta contiene su sitio activo y su actividad usualmente depende de la presencia de residuos sulfurados.
A esta familia de péptidos también pertenece una hormona peptídica cercanamente relacionada, la gastrina, así como otros péptidos presentes en ranas y protocordados.
En la literatura, la colecistoquinina es descrita como un péptido de contracción de la vesícula biliar y se caracteriza por la secuencia C-terminal compuesta por 7 aminoácidos, a saber: Tyr-Met-X-Trp-Met-Asp-Phe-NH2, donde X, en los mamíferos, es siempre un residuo de glicina (Gly).
La colecistoquinina es sintetizada y liberada en múltiples isoformas moleculares, sin embargo, sólo se ha encontrado una molécula de ARNm, por lo que se piensa que esta pasa por diversos procesamientos postranscripcionales.
Este mensajero se ha encontrado en igual proporción tanto en el cerebro como en la mucosa intestinal, lo que significa que sus funciones en el sistema nervioso son tan importantes como en el sistema digestivo, aunque en el primero aún no se comprendan del todo.
En los humanos, el gen codificante para este péptido se encuentra en el cromosoma 3. Está conformado por cinco exones y entre sus primeros 100 pb existen varios elementos reguladores.
Entre estos se encuentra un elemento E-box (para la unión de factores de transcripción), una región rica en repetidos GC y un elemento de respuesta a AMPc.
El ARN mensajero transcrito a partir de dicho gen tiene cerca de 1.511 pb y codifica para un péptido precursor de 115 residuos aminoacídicos que se conoce como pre-pro-CCK.
La primera parte de la molécula pre-pro-CCK está compuesta por un péptido señal y la segunda corresponde a un péptido espaciador, cuya secuencia varía mucho entre especies.
Los péptidos bioactivos de la colecistoquinina derivan de la última porción de 58 residuos aminoacídicos, que es muy conservada entre especies diferentes.
El procesamiento de las moléculas precursoras es celular-específico. Esto quiere decir que, dependiendo del tejido donde se exprese el gen CCK, se encuentran mezclas de péptidos CCK con longitudes y modificaciones postraduccionales distintas.
Dicho procesamiento ocurre normalmente en sitios con residuos monobásicos sulfurados, que son decisivos para la unión con sus receptores específicos, especialmente con el denominado CCK1, que se encuentra en el plexo mesentérico, en la pituitaria anterior y en algunas partes del cerebro.
Las células I del intestino delgado son las responsables de la secreción de colecistoquinina en este compartimiento, a través de sus membranas apicales, que están en contacto directo con la mucosa intestinal y por medio de unos “gránulos” secretores específicos.
En el sistema nervioso, la colecistoquinina es producida por algunas células adrenales medulares y por algunas células pituitarias.
El cerebro es el órgano que más colecistoquinina produce en el cuerpo de un mamífero y las neuronas que lo producen son más abundantes que las que producen cualquier otro neuropéptido.
También existen numerosos nervios productores de colecistoquinina en el colon, principalmente en la capa circular de músculo, por lo que se asegura que esta hormona también tiene efectos en la excitación de los músculos lisos del colon.
La liberación de la colecistoquinina puede ser estimulada, entre otras cosas, por la presencia de ácidos grasos y proteínas en el intestino delgado, concretamente, por ácidos grasos de cadena larga y L-aminoácidos aromáticos.
Los efectos de los péptidos de colecistoquinina están relacionados con su interacción con dos receptores específicos: el CCK-A (receptor “alimenticio”) y el CCK-B (receptor “cerebral”, del inglés “Brain”).
El receptor CCK-A es el que participa en la contracción de la vesícula biliar, en la relajación del esfínter de Oddi, en el crecimiento del páncreas y la estimulación de la secreción de enzimas digestivas, en el retardo del vaciado gástrico y en la inhibición de la secreción de ácidos gástricos.
Los péptidos de colecistoquinina que poseen grupos sulfato y amida son reconocidos por los receptores CCK-A y se unen a estos con una gran afinidad. Los receptores de tipo CCK-B son menos efectivos en la respuesta y no se unen con tanta afinidad a los péptidos sulfurados.
La colecistoquinina es liberada desde el intestino tras la ingesta de alimentos y activa unos receptores (CCK 1) en el nervio vago que consiguen la transmisión de la sensación de “llenura” o “saciedad” al cerebro, que se encarga de terminar el comportamiento de alimentación.
Tanto la colecistoquinina como la gastrina (otra hormona relacionada) pueden ser liberadas hacia el torrente sanguíneo o hacia el lumen intestinal, ejerciendo funciones paracrinas, autocrinas y exocrinas no sólo en el sistema nervioso, sino en el sistema digestivo directamente.
La asociación con estos receptores desencadena la cascada de respuesta hormonal que tiene que ver, principalmente, con la hidrólisis de moléculas de fosfatidilinositol.
Como ya se ha comentado, la colecistoquinina fue inicialmente descrita como una hormona cuyas funciones principales estaban relacionadas con la fisiología del sistema digestivo.
Aunque hoy en día se sabe que participa en muchos otros procesos del desarrollo y la fisiología de los animales, una de sus funciones principales es la estimulación de la contracción (disminución del volumen) de la vesícula biliar.
Entre sus funciones exocrinas también está la de la estimulación de la secreción de enzimas pancreáticas digestivas, por lo que está indirectamente implicada en la digestión y absorción de los alimentos (nutrición), especialmente en los mamíferos.
Esta pequeña hormona peptídica participa también en la inhibición del vaciado del estómago al mediar la contracción del esfínter pilórico y la relajación del estómago proximal a través del nervio vago, lo que ha sido demostrado experimentalmente en ratas, humanos y primates no-homínidos.
Dependiendo de la especie de mamífero que se considere, la colecistoquinina tiene efectos inhibitorios o estimulantes para la secreción de ácidos estomacales, contribuyendo positiva o negativamente con otras hormonas relacionadas como la gastrina.
Además de sus funciones gastrointestinales, la colecistoquinina participa en el sistema nervioso aumentando o potenciando los efectos inhibitorios de la dopamina, un neurotransmisor del sistema nervioso central.
De la misma manera, la colecistoquinina incrementa la respiración y la presión sanguínea en el sistema cardiovascular de roedores.
Administrada exógenamente en animales experimentales, esta hormona peptídica induce un estado hipotérmico al incrementar la acción de las neuronas de respuesta a altas temperaturas e inhibir las neuronas de respuesta al frío.
Otras funciones tienen que ver con la liberación de distintos neurotransmisores, la regulación del crecimiento del páncreas, la inducción del crecimiento de carcinomas, la maduración de las células espermáticas en los testículos, entre otras.
Diversos autores han determinado la presencia de cantidades variables de colecistoquinina en distintos tumores endocrinos, especialmente en los tumores pituitarios, en los carcinomas de tiroides, en los tumores pancreáticos y en los sarcomas de Ewing.
Elevadas concentraciones de esta hormona en determinados tumores producen lo que se ha denominado síndrome de “CCKomas”, inicialmente descrito en animales y confirmado posteriormente en seres humanos.
El cáncer de páncreas y la pancreatitis también están relacionados con la colecistoquinina, pues esta está involucrada en su crecimiento normal y en parte de la estimulación exocrina para la secreción de las enzimas digestivas.
Se ha determinado que el papel de la colecistoquinina es estas condiciones patológicas tiene que ver con la sobreexpresión de sus receptores (CCK-A y CCK-B), lo que permite que esta hormona ejerza su función aun cuando es sobre-expresada por las células tumorales.
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