GMP cíclico (GMPc)

Qué es el GMP cíclico

El nombre completo del GMPc es guanosín 3',5'-monofosfato cíclico. "Guanosín" indica que la base nitrogenada del nucleótido es la guanina; "monofosfato" señala la presencia de un solo grupo fosfato; y "cíclico" describe la característica estructural que lo define: ese fosfato forma un anillo interno uniendo las posiciones 3' y 5' del azúcar ribosa. Esa ciclación confiere a la molécula una estabilidad mayor que la de su precursor lineal y le permite interactuar con dianas proteicas específicas dentro de la célula.

Se le clasifica como segundo mensajero porque no actúa directamente sobre el órgano diana, sino que traduce una señal extracelular (una hormona, un neurotransmisor, el propio óxido nítrico) en una respuesta intracelular. El concepto de segundo mensajero nació con el descubrimiento del AMPc por Earl Sutherland en 1957; el GMPc fue identificado poco después, aunque tardó más tiempo en revelar sus funciones fisiológicas concretas.

Síntesis y degradación

La producción de GMPc depende de la guanilato ciclasa, que existe en dos formas con estímulos muy distintos. La forma soluble (GCs) reside en el citoplasma y se activa cuando el óxido nítrico (NO) se une a su grupo hemo; esta vía es la que media la vasodilatación dependiente de endotelio. La forma particulada (GCp), anclada en la membrana celular, posee un dominio extracelular receptor al que se unen ligandos como los péptidos natriuréticos (ANP, BNP) o las guanilinas intestinales. Una misma molécula, el GMPc, pero generada por puertas de entrada diferentes según el tejido y la señal.

La vida del GMPc intracelular es breve. Las fosfodiesterasas (PDEs) hidrolizan el enlace fosfodiéster cíclico y lo convierten en GMP lineal, inactivo como señalizador. De las once familias de PDEs descritas en mamíferos, varias actúan sobre el GMPc con selectividad tisular variable. La PDE5, abundante en el músculo liso de los cuerpos cavernosos y en la vasculatura pulmonar, ha sido la diana farmacológica más explotada: al inhibirla, se prolonga la acción del GMPc y se potencia la relajación del músculo liso vascular.

Principales funciones fisiológicas

En el sistema cardiovascular, el GMPc es el eslabón intracelular que conecta la producción endotelial de óxido nítrico con la relajación del músculo liso vascular. El NO difunde desde el endotelio al músculo subyacente, activa la GCs, y el GMPc resultante activa la proteína quinasa G (PKG), que reduce la concentración de calcio citosólico y provoca la relajación de la fibra. Robert Furchgott, Louis Ignarro y Ferid Murad recibieron el Nobel de Fisiología o Medicina en 1998 por dilucidar esta vía, que transformó la comprensión del tono vascular.

En la retina, el GMPc cumple una función opuesta en apariencia: mantiene abiertos canales catiónicos de los fotorreceptores en la oscuridad. Cuando la luz activa la rodopsina, se desencadena una cascada que estimula una fosfodiesterasa específica (PDE6), la cual destruye el GMPc. Los canales se cierran, el fotorreceptor se hiperpolariza y la señal visual se transmite al cerebro. Es uno de los pocos casos en biología en los que la respuesta fisiológica consiste precisamente en la eliminación del mensajero, no en su producción.

A nivel renal e intestinal, la guanilato ciclasa particulada responde a los péptidos natriuréticos cardíacos y a las guanilinas, respectivamente. El GMPc generado promueve la excreción de sodio y agua en el riñón y la secreción de líquido en el intestino, lo que sitúa a esta molécula en el centro de la regulación del volumen extracelular.

GMPc y AMPc: parecidos y diferencias

Ambos son nucleótidos cíclicos, ambos actúan como segundos mensajeros y ambos son hidrolizados por fosfodiesterasas. El AMPc se descubrió primero y se estudió con más detalle durante décadas, hasta el punto de que el GMPc se consideró durante un tiempo un "hermano menor" de relevancia marginal. Esa percepción cambió a partir de los años ochenta, cuando se comprendió el papel del óxido nítrico y su conexión con la GCs. Hoy se sabe que las dos vías (AMPc/PKA y GMPc/PKG) operan en paralelo en muchos tejidos, con efectos complementarios y, en ocasiones, antagónicos. En el miocardio, por ejemplo, el AMPc (vía beta-adrenérgica) aumenta la contractilidad, mientras que el GMPc (vía NO o natriurética) tiende a moderarla.

Preguntas frecuentes

¿Qué significan las siglas GMPc y cGMP?

GMPc es la abreviatura española de guanosín monofosfato cíclico; cGMP es la sigla inglesa (cyclic guanosine monophosphate). Ambas designan la misma molécula.

¿La guanilato ciclasa soluble y la particulada producen el mismo GMPc?

Sí, la molécula es idéntica. Lo que difiere es el estímulo que activa cada forma de la enzima y el compartimento celular donde se genera el GMPc, lo cual determina qué dianas proteicas alcanza y qué respuesta provoca.

¿Qué relación tiene el GMPc con el Nobel de 1998?

El Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1998 se concedió a Furchgott, Ignarro y Murad por descubrir que el óxido nítrico actúa como molécula señalizadora en el sistema cardiovascular. La vía que describieron pasa precisamente por la activación de la guanilato ciclasa soluble y la consiguiente producción de GMPc en el músculo liso vascular.

Referencias

1. Manual MSD, versión para profesionales. Receptores de fármacos: transducción de señales.
2. Real Academia Nacional de Medicina de España. Diccionario de términos médicos: GMP cíclico.
3. Sociedad Argentina de Hipertensión Arterial. Nucleótidos cíclicos (AMPc y GMPc) como segundos mensajeros.
4. Guanosín monofosfato cíclico. Wikipedia en español (consultada como referencia de estructura química).