Efectos de las Hormonas Tiroideas sobre la Insulina

Efectos de las Hormonas Tiroideas sobre la Actividad de la
Insulina
Br. Diego Enrique Guerra Bello.
Primero que nada debemos comprender el funcionamiento de las hormonas tiroideas y de la
insulina para así luego poder explicar la relación existente entre ambas.
Las Hormonas Tiroideas
Las hormonas tiroideas, tiroxina (T4) y triyodotironina (T3), son hormonas basadas en
la tirosina producidas por la glándula tiroides, el principal responsable de la regulación
del metabolismo. Un componente importante en la síntesis de las hormonas tiroideas es
el yodo, que se obtiene en la dieta en forma de yoduro. El yodo se almacena en el coloide,
el cual es un espacio interno (con sustancia viscosa en su interior) del folículo tiroideo y
que se encuentra rodeado por células cuboidales, y se une con fragmentos de tiroglobulina
para formar T3 o T4. Cuando la concentración de yodo es superior a la ingesta requerida se
inhibe la formación tanto de T4 como de T3.
La liberación de hormonas está dada por la concentración de T4 en sangre; cuando está es
baja, ocurre una liberación de TRH (hormona liberadora de tirotropina) por parte del
Hipotálamo; esto promueve que la Glándula Hipófisis secrete tirotropina (TSH),
denominada también hormona estimulante de la tiroides u hormona tirotrópica, la cuál
regula la producción de hormonas tiroideas, promoviendo la endocitosis del coloide, su
digestión por enzimas lisosómicas y la liberación de T4 y T3 a la circulación. Esté proceso
es conocido con el nombre de retroalimentación de bucle cerrado el cual es el encargado de
mantener concentraciones ideales de estas hormonas en sangre.
La mayoría de las hormonas tiroideas circulando por el torrente sanguíneo están unidas a
unas proteínas transportadoras. Sólo una pequeña cantidad de las hormonas circulantes
están libres y biológicamente activas, por lo tanto la medición de las concentraciones de
hormonas tiroideas libres es de gran valor diagnóstico.
Las hormonas tiroideas son sustancias lipofílicas que son capaces de atravesar la membrana
celular de las células Diana, aun de manera pasiva. Sin embargo, se han identificado en
humanos al menos 10 diferentes transportadores de yodotironina activos energíadependientes y genéticamente regulados. Ellos garantizan que los niveles intracelulares de
hormona tiroidea sean mayores que en el plasma sanguíneo o líquido intersticial. Además
estas poseen receptores específicos en el núcleo de las células, los cuales les permiten
realizar su principal función que es la modificación a nivel genético, actuando sobre los
factores de transcripción, aumentando o disminuyendo la expresión de los genes.
Las Hormonas Tiroideas actúan en casi todas las células del cuerpo, incrementando
el metabolismo basal, afectando a la biosíntesis proteica, ayudando a regular el crecimiento
de los huesos largos (sinergia con la hormona del crecimiento), durante el desarrollo
embrionario, en la maduración neuronal, e incrementan la sensibilidad del cuerpo a
las catecolaminas (tales como la adrenalina) a través de la permisividad. Las hormonas
tiroideas son esenciales para el desarrollo y diferenciación adecuada de todas las células del
cuerpo humano. Estas hormonas también regulan el metabolismo de proteínas, grasas,
y carbohidratos, afectando el cómo las células humanas usan los compuestos energéticos.
También estás estimulan el metabolismo de las vitaminas.
Entre sus efectos fisiológicos más importantes se tienen los siguientes:

Aumentan y disminuyen la expresión génica.

Incrementan el gasto cardiaco.

Incrementan la frecuencia cardiaca.

Potencian el desarrollo del cerebro.

Incrementan el metabolismo de proteínas y carbohidratos.

Incrementan la tasa de ventilación.

Incrementan el metabolismo basal.

Participan en la regulación termogénica.

Aumentan el número de receptores de catecolaminas y amplifica la respuesta
postreceptor en el sistema simpático.

Aumentan la eritropoyetina.

Regulan el metabolismo óseo.

Permiten la relajación muscular.

Engruesan el endometrio en las mujeres.

Intervienen en los niveles de producción de hormonas gonadotrofinas y somatotropa o
GH.

Permiten la respuesta correcta del centro respiratorio a la hipoxia e hipercapnia.

Regulan los transportes transmembrana de sodio, potasio, calcio y glucosa.

Regulan la acción de algunas proteínas quinasas.
La Insulina
La insulina es una hormona polipeptídica formada por 51 aminoácidos, producida y
secretada por las células beta de los islotes de Langerhans del páncreas.
La insulina interviene en el aprovechamiento metabólico de los nutrientes, sobre todo con
el anabolismo de los carbohidratos. Su déficit provoca la diabetes mellitus y su exceso
provoca hiperinsulinismo con hipoglucemia.
La síntesis de la insulina pasa por una serie de etapas. Primero la preproinsulina es creada
por un ribosoma en el retículo endoplasmático rugoso (RER), que pasa a ser (cuando pierde
su secuencia señal) proinsulina. Esta es importada al aparato de Golgi, donde se modifica,
eliminando una parte y uniendo los dos fragmentos restantes mediante puentes disulfuro.
Gran número de estudios demuestran que la insulina es una alternativa segura, efectiva,
bien tolerada y aceptada para el tratamiento a largo plazo de la diabetes tipo 1 y la diabetes
tipo 2, incluso desde el primer día del diagnóstico.
La insulina va a actuar con un primer mensajero el cual activara una serie de eventos, que
conllevara principalmente a activar las rutas metabólicas presentes en el estado
postprandial, y disminuir las concentraciones de Glucosa en la sangre. Está va a actuar en
las células en primer lugar, uniéndose con el receptor especifico de insulina en las
membranas plasmáticas de las células, el cual es una proteína tetramérica formada por 4
subunidades:
- 2 subunidades α -->extracelular y tiene dominio para el receptor
- 2 subunidades β -->inter e intramembrana y dominio tirosina/quinasa
La unión de la insulina con su receptor (específicamente con la subunidad α), hace que
estas subunidades se acerquen, permitiendo unir moléculas de ATP a las subunidades β del
receptor, lo cual hace que se autofosforilen de manera cruzada (las subunidades β),
activando su propiedad tirosina-quinasa, las cuales van a fosforilar residuos de tirosina de
unas proteínas IRS-1 [sustrato de receptor de insulina], la cual se va a unir al dominio
sulfidrilo [SH2] de una proteína llamada fosfatidilinositol3 Quinasa [PI3K], la cual va a
fosforilar el lípido de membrana PIP2 haciendo que este cambia a PIP3.
Luego una proteína intracelular Quinasa llamada Quinasa dependiente de fosfatidilinositol
[PDK] se asocia al lípido de membrana PIP3, donde la PDK sufre un cambio
conformacional lo que la activa, siendo capaz de fosforilar a la PKB
La PKB fosforilada va a encontrarse activa, y cumplirá la función de activar a proteínas
fosfatasas que desfosforilaran a proteínas blanco, translocar a los transportadores de
Glucosa GLUT4 a la membrana plasmática de la célula, activa a la enzima Glucógeno
Sintasa 3 Quinasa [GSK] la cual actúa en la síntesis metabólica de proteínas, funcionar
como un factor de transcripción genético, entre otras funciones.
La insulina es una hormona "anabólica" por excelencia: permite disponer a las células del
aporte necesario de glucosa para los procesos de síntesis con gasto de energía. De esta
glucosa, mediante glucólisis y respiración celular se obtendrá la energía necesaria en forma
de ATP. Su función es la de favorecer la incorporación de glucosa de la sangre hacia las
células: actúa siendo la insulina liberada por las células beta del páncreas cuando el nivel
de glucosa en sangre es alto. El glucagón, al contrario, actúa cuando el nivel de glucosa
disminuye y es entonces liberado a la sangre. Por su parte, la Somatostatina, es la hormona
encargada de regular la producción y liberación tanto del glucagón como de la insulina.
La insulina tiene una importante función reguladora sobre el metabolismo, sobre el que
tiene los siguientes efectos:

Estimula la glucogenogénesis.

Inhibe la neoglucogénesis y la glucogenolisis.

Promueve la glucólisis.

Favorece la síntesis de triacilgleceroles (triglicéridos). Para ello, estimula la
producción de acetil-CoA (por ejemplo, al acelerar la glucólisis), y también
estimula la síntesis de ácidos grasos (componentes de los triacilgliceroles) a partir
de la acetil-CoA.

Estimula la síntesis de proteínas.
Efectos de las Hormonas Tiroideas sobre la Insulina
Como se menciono anteriormente, uno de los efectos de las hormonas tiroideas es la
modificación a nivel genético, actuando sobre los factores de transcripción, induciendo de
está forma la transcripción de diferentes genes, generándose así una producción aumentada
de proteínas en la célula. Uno de estos genes que inducen las hormonas tiroideas para su
transcripción, es el gen para el receptor de Insulina (IR o IRG), el cual se va a transcribir y
luego traducir para sintetizarse de esta manera dicha proteína; en un principio, la
producción de éstos receptores de insulina es acelerada y sin ninguna anomalía, lo que
conlleva a que la insulina en sangre sea captada fácilmente por los receptores antes
nombrados, desencadenando ésta sus eventos característicos que traerán como
consecuencia una disminución de los niveles de glucosa en sangre. De mantenerse éste
proceso de forma acelerada por la influencia de las hormonas tiroideas, entonces se
presentaran anomalías que impedirán el correcto funcionamiento de los receptores
hormonales para la Insulina.
Está modificación de los receptores de la Insulina hacen que los mismos no reconozcan a la
Insulina, debido a una deficiencia de señalización o que por dicha alteración en su síntesis,
los receptores sean eliminados, lo que traerá como consecuencia una disminución del
numero de receptores para la insulina. Al encontrarse una persona en un estado de buena
alimentación (Postprandial), las concentraciones de Glucosa en sangre aumentan, trayendo
como resultado que las células β del páncreas comiencen a segregar insulina para así bajar
la concentración de los niveles de glucosa.
Los receptores de Insulina en membrana, debido a su mal funcionamiento no reconocerán
la insulina circulante en sangre, lo que provoca que los eventos característicos que la
Insulina desencadena en la célula (Cascada de la PI3K), que al final de los mismos provoca
la translocación de GLUT4 (receptor de membrana de la Glucosa) a la membrana
plasmatica, la fosforilación de las enzimas Fosfatasas que favorecen las vías metabólicas
que suceden en el correspondiente estado de Postprandial (Glucólisis, Glucogenogénesis,
Lipogénesis, Síntesis de TAG…), no se lleven a cabo, por lo que no se producirá una
disminución de la concentración de Glucosa en sangre.
Al no disminuir la hiperglicemia causada por la ingesta de alimentos, las células β del
páncreas, seguirán secretando insulina, la cual no va a poder ser reconocida por los
receptores de insulina en las membranas plasmáticas de las células, lo que causara un
aumento de la concentración de insulina en sangre (Hiperinsulinismo). Este proceso
llamado Resistencia a la Insulina causara a la larga una disminución de la población de
células β, debido a una a un al alto estrés de producción que estás tienen, lo que conllevara
a que el persona desarrolle Diabetes Mellitus tipo 2.
Otra función que ejercen las hormonas tiroideas (T3 y T4) sobre el metabolismo de la
insulina, es la disminución de la expresión de la enzima Proteína Quinasa B (PKB), la cual
es esencial durante los proceso de señalización de la insulina. Al estar disminuida la
expresión de la PKB se producirá una disminución de GLUT 4 en la membrana plasmática
y una disminución de las enzimas Fosfatasas fosforiladas, entre otras consecuencias que
esto trae, pero principalmente las dos nombradas anteriormente, que conllevaran a que se
disminuya la síntesis de glucógeno, la síntesis de lípidos, la síntesis de Triacil Glicéridos y
una disminución de la degradación de Glucosa.
REFERENCIAS
1. Jesús A. F. Tresguerres. «Anatomía y Fisiología del Cuerpo Humano.». 1ª edición.
Editorial McGrawHill; 2009.
2. Thomas M. Devlin. «Bioquímica. Libro de Texto con Aplicaciones Clínicas». 4ª
edición. Editorial Reverté, S. A. 2004
3. Luis Alberto Isea M. «Fisiología de la Glándula tiroides.». 2012