A galanina é un neuropéptido codificado no xene GAL do cromosoma 11 humano, que se expresa abundantemente no cerebro, medula espiñal e tracto dixestivo de humanos e outros animais. A sinalización que realiza a galanina prodúcese a través de tres receptores acoplados á proteína G.
Descoñécense aínda moitos aspectos do papel funcional da galanina. A galanina está estreitamente implicada na modulación e inhibición de potenciais de acción en neuronas. Foi implicada en moitas funcións biolóxicas, como as seguintes: nocicepción, regulación da vixilia e o sono, cognición, alimentación, regulación do estado de ánimo e da presión arterial; tamén ten un papel no desenvolvemento e actúa como factor trófico. As neuronas de galanina na área preóptica medial do hipotálamo poden dirixir o comportamento parental. A galanina está ligada a varias doenzas como a enfermidade de Alzheimer, epilepsia, depresión, trastornos de alimentación, cancro e adicción. A galanina parece ter unha actividade neuroprotectora, xa que a súa biosíntese se incrementa nun factor de 2-10 despois dunha axotomía no sistema nervioso periférico e cando ocorre unha actividade epiléptica no cerebro. Pode tamén promover a neuroxénese.
É predominantemente un neuropéptido inhibitorio hiperpolarizante e como tal inhibe a liberación de neurotransmisores. A galanina adoita estar colocalizada con neurotransmisores clásicos como a acetilcolina, serotonina e norepinefrina e tamén con outros neuromoduladores como o neuropéptido Y, a substancia P e o péptido intestinal vasoactivo.
Descubrimento
A galanina identificouna por primeira vez o profesor Viktor Mutt e colegas en extractos intestinais porcinos en 1978 no Instituto Karolinska, Suecia usando unha técnica de ensaio químico que detecta péptidos de acordo coa súa estrutura amida alanina C-terminal. A galanina denomínase así porque contén un residuo de glicina N-terminal e unha alanina C-terminal. A estrutura da galanina determinouna en 1983 o mesmo equipo e o ADNc da galanina clonouse dunha biblioteca da pituitaria anterior de rata en 1987.
Distribución nos tecidos
A galanina localízase predominantemente no sistema nervioso central e no tracto gastrointestinal. Dentro do sistema nervioso central as maiores concentracións encóntranse no hipotálamo, e hai niveis menores no córtex cerebral e no tronco cerebral. No hipotálamo encóntrase por exemplo no núcleo preóptico ventrolateral onde ten unha función de promoción do sono. Dentro do cerebro a galanina tamén se atopou no prosencéfalo e na amígdala cerebral. De acordo con isto, a reacción inmune da galanina no cerebro está centrada no hipotálamo-pituitaria. A galanina gastrointestinal é máis abondosa no duodeno, con menores concentracións no estómago, intestino delgado e colon. A galanina tamén se expresa na pel onde desempeña funcións antiinflamatorias. Especificamente, atopouse en queratinocitos, glándulas sudoríparas écrinas e arredor dos vasos sanguíneos. A galanina encontrouse en tumores endócrinos. Dentro das células cancerosas gástricas observouse que a galanina ten un papel supresor de tumores, mais a hipermetilación detén as súas propiedades supresoras de tumores.
Estrutura
+Secuencias da galanina que aparecen endoxenamente Especies 1 6 11 16 21 26 ! Porco G W T L N S A G Y L L G P H A I D N H R S F H D K Y G L A * Humano G W T L N S A G Y L L G P H A V G N H R S F S D K N G L T S ** Vaca G W T L N S A G Y L L G P H A L D S H R S F Q D K H G L A * Rata G W T L N S A G Y L L G P H A I D N H R S F S D K H G L T* * amida C-terminal ** ácido libre C-terminal
A galanina é un péptido consistente nunha cadea de 29 aminoácidos (30 aminoácidos en humanos) producido a partir do corte dunha proteína de 123 aminoácidos chamada prepro galanina, que está codificada no xene GAL. A secuencia deste xene está moi conservada en mamíferos, mostrando un 85% de homoloxía entre ratas, ratos, porcinos, bovinos e humanos. Nestas especies animais os primeiros 15 aminoácidos desde o extremo N-terminal son idénticos, pero os aminoácidos son diferentes en varias posicións do extremo C-terminal da proteína.
Estas lixeiras diferenzas na estrutura da proteína teñen grandes implicacións nas súas funcións. Por exemplo, a galanina de porcinos e ratas inhibe a secreción de insulina inducida pola glicosa en ratas e cans pero non ten efecto sobre a secreción de insulina en humanos. Isto demostra que é esencial para estudar os efectos da galanina e outros péptidos reguladores nas súas especies autólogas.
A familia de proteínas da galanina comprende catro proteínas, das cales a GAL foi a primeira que se identificou. A segunda foi a proteína asociada á mensaxe da galanina (GMAP, do inglés galanin message-associated protein), un péptido de 59 ou 60 aminoácidos tamén formados a partir do corte da prepro galanina. Os outros dous péptidos, chamados péptido similar á galanina (GALP, galanin-like peptide) e alarina, identificáronse relativamente recentemente e ambos os dous están codificados no mesmo xene, o xene prepro GALP. A GALP e a alarina prodúcense por un empalme postranscricional diferente deste xene.
Receptores
A sinalización realizada pola galanina prodúcese a través de tres clases de receptores de galanina, chamados GALR1, GALR2 e GALR3, que forman parte da superfamilia do receptor acoplado á proteína G (GPCR). Os reeptores da galanina exprésanse no sistema nervioso central, o páncreas e en tumores sólidos. O nivel de expresión dos diferentes receptores varía en cada localización e a súa distribución cambia despois de sufrir unha lesión nas neuronas. Os experimentos sobre a función dos subtipos de receptores realizáronse maiormente en ratos knockout. A localización do receptor e a combinación de receptores que son inhibidos ou estimulados fortemente afecta ao resultado final da sinalización por galanina.
Características clínicas
Apetito
As inxeccións de galanina nun ventrículo lateral ou directamente no hipotálamo crea unha urxencia por alimentarse, con preferencia por comer graxas. A galanina tamén regula o metabolismo da glicosa e potencialmente pode aliviar síntomas da diabete tipo 2 debido á súa interacción coa resistencia á insulina. A galanina é un inhibidor da secreción pancreática de insulina.
Adicción
A galanina xoga un papel na regulación da adicción. Está implicada na inxestión repetida de alcohol. Ademais da adicción ao alcohol, tamén ten un papel na adicción á nicotina e opiáceos.
Enfermidade de Alzheimer
Unha das características patoloxicas do cerebro nas etapas finais da enfermidade de Alzheimer é a presenza de fibras nerviosas supercrecidas que conteñen GAL que inervan as neuronas colinérxicas superviventes. Outra característica é un incremento na expresión de GAL e de receptores de GAL, dos cales se ten observado un aumento de ata o 200% en cerebros post mortem de pacientes de Alzheimer. Sábese pouco do papel e da causa deste incremento.
Suxeriuse que a hiperinervación actúa promovendo a morte destas neuronas e que o efecto inhibitorio da galanina en neuronas colinérxicas empeora a dexeneración desa función cognitiva en pacientes ao diminuír a cantidade de acetilcolina dispoñible para esas neuronas.
Unha segunda hipótese baséase en datos que indican que a GAL está implicada na protección do hipocampo dos danos excitotóxicos e das neuronas do prosencéfalo basal colinérxico da toxicidade amiloide.
Rendemento cognitivo
A galanina participa no rendemento cognitivo e observouse que debilita a aprendizaxe e a cognición.
Depresión
A noradrenalina e a serotonina, dous neurotransmisores que interveñen na depresión, coexprésanse e son modulados pola galanina, o que indica que a galanina xoga un papel na regulación da depresión. A estimulación dos receptores Gal1 e Gal3 ten como resultado comportamentos similares á depresión, mentres que a estimulación do receptor Gal2 ten como resultado a redución destes comportamentos. Un dos potenciais mecanismos para isto é que a galanina estimula o eixe hipotálamo-pituitaria-adrenal, o que leva a un incremento da secreción de glicocorticoides. O incremento dos niveis de hormonas glicocorticoides é común en persoas que padecen depresión.
Epilepsia
A galanina no hipocampo é un inhibidor do glutamato pero non do GABA. Isto significa que a galanina pode incrementar o limiar da epilepsia e, por tanto, espérase que actúe como un anticonvulsivo. En concreto, o GalR1 foi ligado coa supresión de epilepsias espontáneas. Un posible medicamento antiepiléptico agonista é NAX 5055.
No desenvolvemento
Observouse que a galanina desempeña un papel no control do desenvolvemento neural posnatal temperán dos ganglios espiñais. Os animais mutantes para a galanina mostran unha diminución do 13% no número de células do ganglio espiñal adultas, así como unha diminución do 24% na porcentaxe de células que expresan a substancia P. Isto suxire que a perda de células por apoptose que adoita ocorrer no desenvolvemento dos ganglios espiñais está regulada pola galanina e que a ausencia de galanina orixina un incremento no número de células que morren.
Dor e neuroprotección
A galanina ten un papel inhibitorio no procesamento da dor, no que a altas doses reduce a dor. Cando se engade galanina á medula espiñal, redúcese a dor neuropática. Ademais, crese que a galanina é efectiva na redución da hiperexcitabilidade espiñal. As neuronas sensitivas liberan cada vez máis galanina cando foron danadas. Un incremento nas concentracións da galanina tamén se cre que se produce por razóns neuroprotectoras e leva a promover a neuroxénese. A activación de GalR2 crese que media no papel de supervivencia exercido pola galanina nos ganglios espiñais.
Papel parental en ratos
Un informe indicou que as neuronas que expresan galanina na área preóptica medial do cerebro son responsables de regular a agresión contra as crías nas femias de rato.
Notas
Véxase tamén Ligazóns externas
Categoría:Neuropéptidos