¿Qué es la colecistoquinina?
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, 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. En 1962 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.
Como 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.
Como muchas otras hormonas, la colecistoquinina está implicada en diferentes condiciones patológicas complejas, especialmente con tumores cancerosos.
Características de la colecistoquinina
– Origen. La colecistoquinina se produce principalmente en células especializadas del intestino delgado, las células I. También se produce en el sistema nervioso central, específicamente en el núcleo del tracto solitario del bulbo raquídeo.
– Familia hormonal. Pertenece a los 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.
– Cumple funciones fundamentales. Esta hormona se involucra en procesos como la digestión, la regulación del apetito, la contracción de la vesícula biliar y la señalización nerviosa, entre otras.
– Longitud. Como hormona polipeptídica, 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, que difieren en el número de aminoácidos.
Producción de la colecistoquinina
La colecistoquinina es sintetizada y liberada en múltiples isoformas moleculares, pero solo 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, 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.
- ¿Dónde se produce el péptido precursor? 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.
- Estimulación de la producción. 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.
Mecanismo de acción de la colecistoquinina
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 transmiten 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 solo 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.
Funciones de la colecistoquinina
- En la digestión. La colecistoquinina fue inicialmente descrita como una hormona cuyas funciones principales estaban relacionadas con la fisiología del sistema digestivo. Aunque hoy 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 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. Dependiendo de la especie de mamífero, la colecistoquinina tiene efectos inhibitorios o estimulantes para la secreción de ácidos estomacales, contribuyendo positiva o negativamente con otras hormonas relacionadas, como la gastrina.
- Otras funciones. 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. En el cerebro, funciona como neurotransmisor para regular el apetito.
Enfermedades relacionadas con la colecistoquinina
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 el síndrome de “CCKomas”, inicialmente descrito en animales y confirmado posteriormente en 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.
El papel de la colecistoquinina en 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.
Referencias
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- Dockray, G.J. Cholecystokinin. Current Opinion in Endocrinology, Diabetes and Obesity.
- Keller, J. Gastrointestinal Digestion and Absorption. In Essentials of Medical Biochemistry (2nd ed.). Elsevier Inc.
- Rehfeld, J.F. Cholecystokinin-From local gut hormone to ubiquitous messenger. Frontiers in Endocrinology.
- Sekiguchi, T. Cholecystokinin. In Handbook of Hormones. Elsevier Inc.