Lhormona estimulant dels melanòcits (MSH), o també hormona estimulant dels melanòfors, és una hormona de la família de les melanocortines. Va ser aïllada per primera vegada el 1954 per l'equip d'Aaron B. Lerner. L'article es va publicar a l'Associació Mèdica Nord-americana.
La seva síntesi es produeix a partir de les propioomelanocortines. D'aquest precursor se'n deriven tres tipus diferents de MSH: la α-MSH, la β-MSH i la γ-MSH.
La MSH és sintetitzada principalment a l'hipotàlem. Tot i això, també s'ha identificat la seva producció en altres localitzacions com els melanòcits de la pell. La seva funció principal és l'estimulació dels melanòcits per tal que produeixin melanina i així oferir protecció a la llum ultraviolada. Generalment en aquest procés la radiació ultraviolada és l'estímul que indueix el nostre organisme a produir la MSH. Tot i això, també es troba involucrada en altres funcions, en les quals és activada per estímuls diferents.
La MSH pot tenir aplicacions clíniques diverses com el diagnòstic de melanoma, tractaments dermatològics o potenciador del desig sexual femení.
Tipus i estructura Hi ha tres tipus d'hormona estimulant dels melanòcits. La α-MSH, la β-MSH i la γ-MSH. Es distingeixen entre elles per la seva unió preferent a diferents receptors de melanocortina (MCR), a través dels quals exerceixen els seus efectes, i per la seva estructura, ja que s'origina cadascuna des d'una regió diferent de POMC. El pèptid α-MSH es deriva de la regió mitjana de POMC, la β-MSH es deriva de l'extrem C-terminal (l'extrem que conté un grup carboxil) i el γ-MSH del N-terminal (l'extrem que conté un grup amino). Es creu que les diferents seqüències d'aminoàcids dels pèptids MSH expliquen la seva capacitat per activar un tipus de MCR o un altre.
Lα-MSH, la més important, és un pèptid de tretze aminoàcids. L'α-MSH estimula la síntesi i distribució de melanina en els melanòcits, dels mamífers, i, en els melanòfors, de les anamniotes. D'aquesta manera, en els mamífers, a través de la sang arriba als melanòcits que sintetitzen i segreguen la melanina, causant de la coloració de la pell. És produïda al glòbul intermedi de la hipòfisi i a l'hipotàlem.
La β-MSH és un pèptid de vint-i-dos aminoàcids. És produïda al glòbul intermedi de la hipòfisi i a l'hipotàlem.
La γ-MSH és un pèptid d'onze aminoàcids. És produïda al glòbul intermedi de la hipòfisi i a l'hipotàlem.
+ Característiques de cada tipusTipusSeqüència d'aminoàcidsNom IUAPCFórmula molecularMassa Molarα-MSHAc-Ser-Tyr-Ser-Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-Lys-Pro-Val-NH₂N-acetil-L-seril-L-tirosil-L-seril-L-metionil-L-alfa-glutamil-L-histidil-L-fenilalanil-L-arginil-L-triptofil-glicil-L-lisil-L- prolil-L-valinamidaC77H109N21O19S1664,884 g/molβ-MSHH-Ala-Glu-Lys-Lys-Asp-Glu-Gly-Pro-Tyr-Arg-Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-Ser-Pro-Pro-Lys-Asp-OHDL-alanil-DL-alfa-glutamil-DL-lisil-DL-lisil-DL-alfa-aspartil-DL-alfa-glutamil-glicil-DL-prolil-DL-tirosil-DL-arginil-DL-metionil-DL- àcid alfa-glutamil-DL-histidil-DL-fenilalanil-DL-arginil-DL-triptofil-glicil-DL-seril-DL-prolil-DL-prolil-DL-lisil-DL-aspàrticC118H174N34O35S2660,91596 g/molγ-MSHH-Tyr-Val-Met-Gly-His-Phe-Arg-Trp-Asp-Arg-Phe-Gly-OHDL-tirosil-DL-valil-DL-metionil-glicil-DL-histidil-DL-fenilalanil-DL-arginil-DL-triptofil-DL-alfa-aspartil-DL-arginil-DL-fenilalanil-glicinaC74H99N21O16S1570,77396 g/mol + Estructura 2D de cada tipusEstructura 2D (α-MSH)Estructura 2D (β-MSH)Estructura 2D (ɣ-MSH)center|Estructura 2D (α-MSH)|sense marc|331x331pxAdaptació deEstructura 2D (β-MSH)|center|sense marc|479x479pxAdaptació deEstructura 2D (ɣ-MSH)|center|sense marc|355x355pxAdaptació de
Biosíntesi On se sintetitza miniatura|510x510px|Síntesi de α-MSH, β-MSH i ɣ-MSH a través de la proteòlisi post-traduccional del precursor POMC i altres pèptids resultants del procés. Es poden veure els enzims implicats, els diferents passos que es segueixen fins a la formació dels productes i en quins teixits s'obtenen.
Adaptació de:
- The Role of -Melanocyte-Stimulating Hormone in Cutaneous Biology (Figura 1)
- Proopiomelanocortin, a polypeptide precursor with multiple functions: from physiology to pathological conditions (Figura 1)
- 60 YEARS OF POMC: Biosynthesis, trafficking, and secretion of pro-opiomelanocortin-derived peptides (Figura 5) El precursor de la MSH, la POMC, es troba en la hipòfisi, l’hipotàlem, el sistema nerviós central, la placenta i la pell. El POMC és sotmès a un extens processament post-traduccional en què s'eliminen seqüències d'aminoàcids irrellevants. D'aquesta manera, el seu trencament difereix segons el tipus de teixit i genera, en cada cas, diferents tipus de pèptids implicats en diverses funcions biològiques, entre ells l'hormona estimulant dels melanòcits (MSH).
La POMC és sintetitzada per: cèl·lules corticòtropes de l'adenohipòfisi, cèl·lules melanotropes del lòbul intermedi de la hipòfisi, a prop de 3000 neurones en el nucli arcuat de l'hipotàlem, les poblacions més petites de les neurones en l'hipotàlem dorsomedial i el tronc cerebral i, finalment, els melanòcits a la pell. Cada teixit aprofita segments de tall del POMC per originar diferents pèptids. Així, la regulació de la seva expressió és específica de cèl·lules i teixits. Concretament la α-MSH se sintetitza a la glàndula pituïtària en el glòbul intermedi i l'hipotàlem. L'ACTH (producte de la POMC) també és sintetitzada a la hipòfisi però per un altre tipus de cèl·lula.
Cèl·lules de la pell on és manifestada la α-MSH: queratinòcits, melanòcits, monòcits de cèl·lules Langerhans, macròfags, cèl·lules endotelials, fibroblasts i mastòcits.
Procediment La síntesi de pèptids derivats de POMC comença amb el procés de traducció de l'ARNm en un polipèptid precursor inactiu, seguit de proteòlisi post-traduccional per alliberar diferents productes. En el cas de POMC, s'aconsegueix mitjançant l'acció de diferents convertases prohormona (PC). Un cop codificada a partir de l'ARNm, la POMC segueix el trànsit intracel·lular d'una proteïna secretada a través del complex de Golgi, i finalment arriba als grànuls secretors on s'emmagatzemen els productes finals abans de ser secretats per exocitosi o aprofitats per la cèl·lula. Durant aquest procediment, POMC es processa proteolíticament en una sèrie de pèptids fisiològicament diferents, que inclouen α-MSH, β-MSH i γ-MSH entre d'altres.
El processament post-traduccional hipotalàmic de la POMC consta de 3 exons dels quals es dona la traducció de l'exó 2 i 3. Les convertases prohormones PC 1 / 2 / 3 trenquen la POMC original en pèptids successius mitjançant l'escissió d'aminoàcids dibàsics emparellats (carregats positivament) que consisteixen en lisina (K) i / o arginina (R). És a dir poden fer talls: lys-arg, lys-lys, arg-lys o arg-arg. Depenent del teixit, la proteòlisi de la POMC s'atura en un pas o un altre aconseguint diferents concentracions dels productes del precursor segons el tipus de cèl·lula i teixit. miniatura|482x482px|Síntesi i inhibició de α-MSH més detallat; des de l'ACHT (1-17) fins a la seva forma activa α-MSH (1-13) i la seva forma inactiva α-MSH (1-12)
Adaptació de:
- alpha-Melanocyte stimulating hormone: production and degradation (Figura 2) Un cop transcrits els exons de l'ADN per donar lloc a l'ARNm es dona la traducció i s'obté la prePOMC, per l'acció de PC 1 / 3 es forma la Proopiomelanocortina (POMC) que podrà seguir tres vies proteolítiques diferents per arribar a formar α-MSH, β-MSH o ɣ-MSH. Així, la POMC inicial és trencada per P1 per obtenir N-POMC (Pro-ɣ-MSH), corticotropina (ACTH) i β-lipotropina (LPH).
En la síntesi de la γ-MSH, sobre el segment N-POMC (Pro-ɣ-MSH) actua la PC 2 obtenint N-POMC i JP. Addicionalment, gràcies a l'acció de PC 2 es forma l'hormona estimulant dels melanòcits gamma (ɣ-MSH).
En la síntesi de la β-MSH, sobre el segment β-lipotropina (LPH) actua la PC 2 per obtenir ɣ-lipotropina i β-endorfina. La PC 2 trenca la ɣ-lipotropina arribant així a l'hormona estimulant dels melanòcits beta (β-MSH).
En la síntesi de la α-MSH la POMC és escindida inicialment per PC1 per generar corticotropina (ACTH). L'ACTH s'escindeix encara més per generar ACTH (1-17) i CLIP. Després, l'enzim carboxipeptidasa E (CPE) elimina els aminoàcids bàsics C-terminals d'ACTH (1-17) obtenint α-MSH (1-14) i l'enzim peptidil α-monooxigenasa amidant (PAM) amida el pèptid per generar desacetil α-MSH (1-13), un pèptid de 13 aminoàcids. Finalment, es dona l'acetilació de desacetil α-MSH (1-13) a acetil α-MSH (1-13) (la forma més activa de α-MSH) per un enzim N-acetiltransferasa (NAT). Per una altra banda, la prolilcarboxipeptidasa (PRCP) convertirà acetil α-MSH (1-13) en el producte inactiu acetil-α-MSH (1–12).
Factor inhibidor de MSH Les hormones de l'escorça suprarenal (cortisol, adrenalina, noradrenalina) inhibeixen la secreció de la MSH així com per la neurohormona hipotalàmica (MIF), també coneguda com a Pro-Leu-Gly-NH₂, melanostatina o hormona inhibidora de l'alliberament de MSH.
La MSH és obtinguda pel precursor POMC, per tant, la inhibició de la proopiomelanocortina té efectes directes sobre l'hormona estimulant dels melanòcits. La síntesi i activitat de la POMC augmenta durant l'alimentació i en dejú s'inhibeix. Aquesta activació està regulada per hormones com la leptina i insulina i nutrients com la glucosa. Aquestes són lligands dels receptors de membrana de les neurones POMC, localitzades a l'hipotàlem. L'activació de la POMC per la leptina desencadena la producció i alliberació de l'hormona estimulant dels melanòcits α-MSH i també l'activació dels receptors de melanocortina MC3R i MC4R, cosa que comporta una supressió de la ingesta d'aliments i un augment de la despesa energètica. Una producció inadequada de α-MSH pot induir l'aparició d'obesitat. L'alteració d'enzims implicats en la maduració d’α-MSH (per exemple les prohormones convertases) afecta la regulació del metabolisme.
Per una altra banda, així com es coneixen els passos que segueix la síntesi de la α-MSH, també se sap que la seva inhibició és, en part, responsabilitat de l'enzim prolilcarboxipeptidasa (PRCP) que catalitza l'eliminació del residu de valina C-terminal, produint un pèptid de 12 aminoàcids inactiu α-MSH (1-12). L'enzim PRCP pertany a la família de les carboxipeptidases i conté en el seu centre actiu residus de serina, histidina i asparagina, aminoàcids essencials per la seva activitat catalítica. En gen PRCP es troba en els cromosomes 11 i 7 en els humans i el producte codificat és una proteïna de cadena única d'aproximadament 58 kD.
Regulació i transport miniatura|525x525px|La MSH és sintetitzada a l'hipotàlem i al globul intermedi de la glàndula pituïtària. També pot ser sintetitzada a les cèl·lules de la pell, entre d'altres. Si els queratinòcits reben una major exposició a la llum UV, aquesta podria danyar l'ADN mitjançant l'origen de mutacions. El dany de l'ADN estimula la p53 (proteïna, factor de transcripció), que augmenta l'expressió de POMC, proteïna precursora de l'hormona estimulant dels melanòcits (α-MSH). La MSH viatja fins al melanòcit més proper i augmenta l'expressió d'enzims i altres proteïnes necessàries per a la síntesi de melanina empaquetada en melanosomes, gràcies a la seva unió amb el receptor MC1R. Prolongacions citoplasmàtiques (pseudòpodes) del melanòcit s'uneixen amb el queratinòcit, permetent la transferència de melanina. Un cop al queratinòcit, el melanosoma es desgranula i allibera la melanina, que protegeix el nucli de la llum UV dissipant les ones de llum en forma de calor. Altres receptors de la MSH són el MC3R i el MC4R, com es pot veure a la imatge, entre d'altres (explicats a l'apartat de receptors de melanocortines).