Las proteínas crean un choque térmico de las células en condiciones estresantes. Si bien ayudan a proteger las células y equilibrar el sistema inmunológico, también desempeñan un papel en una variedad de afecciones crónicas. Siga leyendo para conocer las funciones de las proteínas de choque térmico en la salud y los factores de enfermedad + que las aumentan.
¿Qué son las proteínas de choque térmico?
Las proteínas de choque térmico (HSP) se encuentran en todas las especies vivas, desde las bacterias hasta los humanos. Son una familia de proteínas que las células crean durante situaciones de estrés. Pueden proteger las células de condiciones y extremos potencialmente fatales. [1].
Se han descubierto PAS para el choque térmico, pero desempeñan un papel en varios tipos de respuesta al estrés, incluida la exposición al frío, la curación de heridas, las infecciones y muchas más. [2].
Roles y función de las proteínas de choque térmico
1) Actuar como acompañantes
Las PAS también son moleculares proteínas chaperonas. Las proteínas acompañantes regulan el plegamiento de proteínas, que es importante por sus funciones específicas. Las proteínas que no regresan correctamente pueden desencadenar una respuesta inmunitaria y muchos otros problemas. [3, 4].
Demasiada proteína no digerida o no digerida puede conducir a un agrupamiento / recorte inadecuado de proteínas y puede conducir a diversas enfermedades como la enfermedad de Huntington o el Alzheimer. Las proteínas de choque térmico ayudan a evitar que las proteínas formen agregados asegurando un retorno adecuado. [4].
Se sabe que un fármaco llamado geldanamicina regula el choque térmico de las proteínas, Hsp90. Hsp90 puede estimular la producción Hsp70 en la célula, lo que ayuda a reducir la toxicidad en la célula de la proteína mutante y mal plegada en la enfermedad de Huntington [3].
2) Prevención de la muerte celular
Cuando las células están estresadas, la respuesta común a la muerte celular es encontrar una de dos vías: necrosis o apoptosis. Las proteínas de choque térmico son responsables de inhibir las vías apoptóticas y necróticas. [5].
3) Regulación de la respuesta inmune
Cuando una célula es cancerosa o infectada por un patógeno, produce proteínas que normalmente no se encuentran en el cuerpo. Estas proteínas actúan como antígenos, que son sustancias extrañas que desencadenan una respuesta inmunitaria.
Las células inmunes deben estar informadas sobre estos antígenos. Proteínas de choque térmico, principalmente Hsp70 o Hsp90, para alertar a las células inmunitarias de los antígenos. Entregan antígenos a las células que presentan antígenos al sistema inmunológico (APC) a través de receptores de superficie. [6].
Al mismo tiempo, las proteínas de choque térmico inhiben ciertas vías inflamatorias. [7].
Fortalecen las células sanas protegiéndolas del estrés y las lesiones. [8].
4) Habilite la señalización hormonal
La Hsp90 es la principal responsable de la función del receptor de glucocorticoides. Cuando el receptor interactúa con las proteínas de choque térmico, aumenta la expresión de los genes. [9].
Hsp90 también es responsable de la unión de estrógenos, progesterona, andrógenos y aldosterona a receptores relacionados. [10].
6) Protege el corazón
Las PAS pueden proteger el corazón al ayudar a las células cardíacas a adaptarse al estrés. [11, 12].
La sintasa Hsp90 se une al óxido nítrico endotelial y la guanilato ciclasa soluble, enzimas involucradas en la relajación vascular. [13].
La fosforilación de Hsp20 es un proceso importante para la función del corazón y los vasos sanguíneos [14].
7) Participar en el control del azúcar en sangre
Bajos niveles de Hsp70 puede estar relacionado con la resistencia a la insulina en humanos [15].
En ratas, las proteínas de choque térmico interactuaron con la señalización de la insulina. Esto da como resultado una menor resistencia a la insulina y una mayor sensibilidad a la insulina. [16].
Funciones de las proteínas de choque térmico en la enfermedad
1) aterosclerosis
La placa aterosclerótica está formada por grasa, colesterol, calcio y otras sustancias en la sangre. Con el tiempo, la placa se endurece y, como resultado, estrecha las arterias. La aterosclerosis puede provocar un ataque cardíaco o un derrame cerebral [17].
Las HSP se producen ampliamente en lesiones ateroscleróticas humanas. Factores de riesgo de aterosclerosis que incluyen infección, estrés oxidativo, estrés biomecánico, sobreproducción de HSP por activación del factor de transcripción de choque térmico 1 [18].
2) cáncer
Las proteínas de choque térmico que detienen la muerte celular pueden estar involucradas en la formación del cáncer [5].
Se producen en niveles elevados de cáncer y proporcionan un entorno para el desarrollo de tumores que conduce a un mal pronóstico y resistencia a la terapia. [19].
La producción de HSP puede provocar un crecimiento descontrolado, una inhibición reducida del tumor, una mayor viabilidad celular y síntomas metastásicos. Los niveles elevados de Hsp90 ayudan a formar nuevas células que son resistentes al tratamiento al permitir que se desarrollen nuevos rasgos en los tumores. Pueden interactuar con varios genes que causan cáncer para ayudar a promover el cáncer de un individuo. [19].
Las HSP pueden promover el crecimiento celular descontrolado al tiempo que inhiben las vías de muerte. [20].
Las HSP también sirven como biomarcadores para la formación de cáncer en algunos tejidos e indican el grado de progresión y agresión de algunos cánceres. Además, un aumento en algunas PAS puede predecir la respuesta a ciertos tratamientos antidepresivos. [21].
Genética de las proteínas de choque térmico
Los seres humanos varían en su capacidad natural para producir proteínas de choque térmico.
Proteína de choque térmico 70:
Factores que aumentan los niveles de HSP
Los números de HSP aumentan debido al desarrollo de proteínas, el aborto espontáneo o la agregación, así como al aumento de la producción de proteínas no nativas en el cuerpo.
Otras causas de aumento de la producción incluyen estrés oxidativo, deficiencias nutricionales, infección viral, algunas sustancias químicas y exposición a citocinas (mediadores inmunitarios). [22].
Ejercicio
Algunas de las condiciones que se sabe que desencadenan la reacción de estrés celular son similares a las condiciones que experimentan las células en respuesta al ejercicio físico.
La hipertermia, isquemia, oxidación, citocinas y estrés muscular, privación de glucosa y cambios en el calcio y el pH son fuertes inductores de la expresión de HSP en varios tipos de células y tejidos. El ejercicio y la restricción de calorías son formas de estrés leve que mejoran temporalmente la actividad de la PAS [23, 24].
Énfasis en la vida
- Infección [25]
- Inflamación [25]
- UV [25]
- Exposición de la célula a toxinas (etanol, arsénico, metales traza, entre muchos otros) [25]
- Hambriento [25]
- Hipoxia (privación de oxígeno) [25]
- Privación de agua [25]
Alimentos y suplementos que aumentan la HSP70
Las PAS son un signo de estrés celular. No necesariamente indica un problema con niveles bajos o altos si no hay síntomas o si su médico le dice que no se preocupe. Su estrés celular no necesariamente mejora sus niveles de HSP, pero puede usarse como biométrico.
La siguiente es una lista de enfoques complementarios que pueden aumentar los niveles de HSP. Si bien los estudios sugieren que este potencial se debe a varios factores dietéticos y de estilo de vida, se necesitan más estudios a gran escala. Recuerde hablar con su médico antes de realizar cambios importantes en su rutina diaria.
Mecanismos relevantes
Factor de choque térmico 1 (HSF1)
Las mujeres con deficiencia de Hsf1 tienen un tiempo de liberación más prolongado y, por lo tanto, son más activas que los ratones de tipo salvaje. [45].
Se ha demostrado que la citocina interleucina 6 (IL-6) agota HSF1 al reducir la actividad de GSKb [46].
Las células que carecen de HSF1 fueron susceptibles a la muerte celular apoptótica después de la exposición al estrés por calor. Además, los ratones que carecían de HSF1 tenían niveles elevados de factor de necrosis tumoral (TNF-a), lo que resultaba en un aumento de la mortalidad tras la provocación inflamatoria y con endotoxinas. [42, 47].