Anatomía y Fisiología del Sistema Endocrino

Sistema Endocrino Hormona Mensajero químico secretado en la corriente sanguínea que estimula la respuesta en otro tejido u órgano Células diana Tienen receptores para una hormona concreta Glándulas endocrinas producen hormonas que actúan en órganos distantes Sistema endocrino incluye a las glándulas endocrinas y a otras células productoras de hormonas en órganos tales como el cerebro, el corazón e intestino Células diana Células endocrinas Hormona en la sangre Sistema endocrino

Secreciones Paracrinas Mensajeros químicos que se difunden a cortas distancias y estimulan las células cercanas Se diferencian de los neurotransmisores en que no son producidos por neuronas Se diferencian de las hormonas en que no son transportadas por la sangre Eicosanoides Son una importante familia de secreciones paracrinas

Eicosanoides Derivan del ácido araquidónico Histamina: liberada por los mastocitos (tejido conjuntivo) y los basófilos (leucocitos), interviene en las reacciones alérgicas e inflamatorias Prostaciclina: producida por las paredes de los vasos sanguíneos, inhiben la coagulación de la sangre y la vasoconstricción Tromboxanos: producidos por las plaquetas después de una herida, tienen un efecto contrario a la prostaciclina, ya que estimulan la vasoconstricción y la coagulación Prostaglandinas: grupo diverso de sustancias. Algunas relajan el músculo liso de la vejiga, intestinos, bronquiolos, útero y estimulan la vasoconstricción. Otras tienen los efectos contrarios.

Síntesis de Eicosanoides

Interacciones entre Hormonas Una misma hormona puede tener distintas funciones dependiendo de las células sobre las que actúe La mayoría de las células son sensibles a más de una hormona, que tienen efectos interactivos Efectos sinérgicos Las hormonas colaboran en producir un mismo efecto Efectos permisivos Una hormona envía una respuesta a una segunda hormona Efectos antagónicos Las hormonas producen efectos contrarios

Química hormonal Esteroides Péptidos y glicoproteinas Oxitocina, ADH; todas las hormonas del hipotálamo; la mayoría de las hormonas de la pituitaria anterior, h. pancreáticas, parathormona Esteroides derivados del colesterol H. sexuales, corticosteroides Derivadas de aminoácidos (Monoaminas) derivados del aminoácido tirosina catecolaminas (norepinefrina, epinefrina, dopamina) y hormonas tiroideas (tiroxina y triyodotironina)

Hormonas Esteroideas Sintetizadas a partir del colesterol Colesterol Progesterona Testosterona Cortisol (hidrocortisona) Aldosterona Estradiol Sintetizadas a partir del colesterol

Transporte de Hormonas Proteínas transportadoras (albúminas y globulinas) Los esteroides y las hormonas tiroideas son hidrofóbicas y deben unirse a proteínas transportadoras para circular por la sangre Las hormonas ligadas a proteínas transportadoras tienen una vida media de horas a semanas y están protegidas contra la acción de enzimas y la filtración en el riñón Sólo la hormona desligada puede dejar los capilares y alcanzar la célula diana (vida media de unos pocos minutos) Su mecanismo de acción es más lento, tardan más en eliminarse, su efecto es más duradero

Transporte Hormonal y Acción Los esteroides y las hormonas tiroideas requieren proteínas de transporte, pero entran fácilmente en la célula Las monoaminas y péptidos se transportan fácilmente en la sangre, pero no pueden entrar en la célula y deben unirse a receptores de membrana

Transporte Hormonal y Acción Hormona hidrofílica Receptor en la membrana plasmática Célula diana Proteína transportadora Activación del segundo mensajero Hormonas libres Hormona ligada Hormona hidrofóbica Receptor en el núcleo Torrente sanguíneo SANGRE SUSTANCIA INTERCELULAR

Receptores de Hormonas Localizados en la membrana plasmática, mitocondria y otros orgánulos, o en el núcleo Normalmente hay miles de ellos para una hormona dada Activan o inhiben vías metabólicas cuando se ligan a la hormona Presentan especificidad y saturación

Mecanismo de Acción de las Hormonas Esteroideas (liposolubles) Hidrófobas, dependen de proteínas de transporte, efectos duraderos Entran fácilmente en las células diana, entran en el núcleo y se unen a un receptor asociado al ADN El receptor tiene 3 regiones Una se une a la hormona Otra se une al lugar aceptor en la cromatina Otra activa la transcripción del ADN Esto conduce a la síntesis de proteínas que alteran el metabolismo de las células diana

Mecanismo de acción de las Hormonas Hidrófobas

Mecanismo de Acción de las Hormonas Hidrosolubles No atraviesan la membrana celular, sino que se unen a receptores específicos de la membrana Esta unión provoca la formación de sustancias que se liberan en el interior de la célula. Son los segundos mensajeros AMPc, GMPc El segundo mensajero activa enzimas que serán los responsables de la respuesta celular

AMPc como Segundo Mensajero 1) La hormona se une al receptor y se activa la proteína G 2) Activa la enzima adenilato ciclasa 3) Produce AMPc 4) Activa la enzima kinasa 5) Activa otras enzimas 6) Se producen reacciones metabólicas

Órganos Endocrinos Hipotálamo Hipófisis o glándula pituitaria Glándula pineal Glándula tiroides Timo Glándulas paratiroides (en la zona dorsal de la tiroides) Glándulas suprarrenales Páncreas Ovarios Testículos

Comparación de Glándulas Endocrinas con Glándulas Exocrinas No tienen conductos: liberan hormonas en la sangre y fluidos tisulares, gracias a sus densas redes de capilares Efectos intracelulares: modifican el metabolismo de las células diana Glándulas exocrinas Tienen conductos que llevan sus secreciones hasta la superficie corporal o a la cavidad de un órgano Efectos extracelulares: digestión, secreción de grasa, sudor, lágrimas

Comparación del Sistema Nervioso y Endocrino Comunicación de estímulos: Mediante impulsos eléctricos y neurotransmisores Mediante hormonas en la sangre Rapidez y persistencia de la respuesta: Respuesta rápida (1 - 10 msec), detención rápida Respuesta lenta (de segundos a días), puede continuar mucho tiempo después de que el estímulo se detenga. El efecto es más lento, pero más prolongado y potente Área de efecto: Local, efectos específicos en órganos diana General, efectos generalizados en muchos órganos

Similitudes entre Sistemas Hay células neuroendocrinas (neuronas que secretan hormonas) Varias sustancias químicas tienen ambas funciones neurotransmisora y hormonal (ej: adrenalina) Los efectos de ambos sistemas se solapan en algunas células diana Ambos sistemas se regulan el uno al otro ( las neuronas estimulan la secreción de hormonas y las hormonas estimulan o inhiben a las neuronas)

Comunicación mediante sistema nervioso y sistema endocrino Neurotransmisor Impulso nervioso Neurona Sistema nervioso Células diana Células endocrinas Hormona en la sangre Sistema endocrino

Eje Hipotálamo-Hipófisis

Glándula pituitaria y glándula pineal Cerebelo Glándula pituitaria Puente Bulbo raquídeo Médula espinal

Anatomía de la Glándula Pituitaria o Hipófisis Núcleos del hipotálamo: Tercer ventrículo del cerebro Núcleo paraventricular Núcleo supraóptico Suelo del hipotálamo Quiasma óptico Eminencia media Tracto hipotálamo hipofisiario Pars tubelaris Infundíbulo Lóbulo anterior Lóbulo posterior Adenohipófisis Neurohipófisis Oxitocina Hormona antidiurética

Sistema Portal Hipotálamo-Hipofisiario Axones hacia los capilares primarios Capilares primarios Arteria hipofisiaria Somas neuronales H. liberadora de Gonadotropinas (GnRH) H. liberadora de Tirotropina (TRH) H. liberadora de Corticotropina (CRH) Factor liberador e inhibidor de Prolactina (PRF y PIF) H. liberadora e inhibidora de GH (GHRH y SS) Vénulas portales Capilares secundarios H. folículoestimulante (FSH) H. luteinizante (LH) H. estimulante del tiroides (TSH) H. adrenocorticotropa (ACTH) H. del crecimiento (GH o STH) Prolactina (PRL) NEUROHIPÓFISIS ADENOHIPÓFISIS Hormonas secretadas por la pituitaria anterior (bajo control de liberadores e inhibidores hipotalámicos) llamadas hormonas tróficas o tropinas Las hormonas secretadas por el hipotálamo, viajan por el sistema portal a la pituitaria anterior

EJE HIPOTÁLAMO-HIPÓFISIS UNIDAD FUNCIONAL-CONTROL DEL SISTEMA ENDOCRINO CÉLULAS EFECTORAS = CÉLULAS ENDOCRINAS HIPOTÁLAMO:  CONTROL DE FUNCIONES VISCERALES DEL ORGANISMO. CONTROL DEL HAMBRE, SED, SUEÑO – VIGILIA, TEMPERATURA.  NEURONAS NEUROSECRETORAS  FUNCIÓN RELACIONADA CON SÍNTESIS Y SECRECIÓN HORMONAL

HIPÓFISIS: GLÁNDULA MAESTRA DEL SISTEMA ENDOCRINO  NEUROHIPÓFISIS : EXTENSIÓN DEL HIPOTÁLAMO  ADENOHIPÓFISIS : GLÁNDULA ENDOCRINA CLÁSICA NEUROHIPÓFISIS HIPOTÁLAMO NEURONAS HIPOTALÁMICAS ADENOHIPÓFISIS

HIPÓFISIS ANTERIOR ÓRGANOS EFECTORES HIPOTÁLAMO HORMONAS INHIBIDORAS LIBERADORAS HIPÓFISIS ANTERIOR HORMONAS ÓRGANOS EFECTORES

CONEXIONES VASCULARES HIPOTÁLAMO-HIPÓFISIS NEUROHIPÓFISIS HIPOTÁLAMO: NEURONAS HIPOTALÁMICAS ADENOHIPÓFISIS VENA HIPOFISARIA ARTERIA HIPOFISARIA SISTEMA PORTA VENTAJAS: TRANSPORTE DE H. HIPOTALÁMICAS DIRECTAMENTE A LAS CEL. EFECTORAS HIPOFISARIAS

HORMONAS HIPOTALÁMICAS RELACIONADAS CON LA NEUROHIPÓFISIS: VASOPRESINA : NEURONAS SUPRAÓPTICAS OXITOCINA : NEURONAS PARAVENTRICULARES (neuronas predominantes) RELACIONADAS CON LA ADENOHIPÓFISIS: TRH, SOMATOSTATINA, GHRH, GnRH, CRH, PIF, PRF, MIF MECANISMO DE ACCIÓN ACTIVACIÓN DEL SISTEMA ADENILATO-CICLASA-AMPc

HORMONAS HIPOTALÁMICAS SS (o somatostatina): Hormona inhibidora de somatotropina (GH) GHRH: Hormona liberadora de somatotropina GnRH : Hormona liberadora de gonadotropinas (FSH y LH) CRH: Hormona liberadora de corticotropina (ACTH) PIF: Factor inhibidor de prolactina (PRL) PRF: Factor liberador de prolactina MIF: Factor inhibidor de la liberación de MSH TRH: Hormona liberadora de tirotropina (TSH)

HIPOTÁLAMO HIPÓFISIS ANTERIOR ÓRGANOS EFECTORES HORMONAS LIBERADORAS TRH, GHRH, GnRH, CRH, PRF HORMONAS INHIBIDORAS SS, PIF, MIF HIPÓFISIS ANTERIOR ÓRGANOS EFECTORES

HIPOTÁLAMO TRH HORMONAS TIROIDEAS -  HIPÓFISIS TSH  TIROIDES

HORMONAS HIPOFISARIAS NEUROHIPÓFISIS HIPOTÁLAMO ADENOHIPÓFISIS

HORMONAS SECRETADAS POR LA NEUROHIPÓFISIS HORMONA ANTIDIURÉTICA OXITOCINA

HORMONA ANTIDIURÉTICA FUNCIONES FISIOLÓGICAS: CONTROL DEL AGUA CORPORAL (GRADO DE HIDRATACIÓN) CONTROL DE LA CONCENTRACIÓN DE SOLUTOS EN PLASMA (OSMOLARIDAD PLASMÁTICA)  EFECTOS SOBRE EL RIÑÓN  EFECTOS SOBRE EL SISTEMA VASCULAR

HORMONA ANTIDIURÉTICA ARGININA-VASOPRESINA: 9 Aa SÍNTESIS: NÚCLEO SUPRAÓPTICO DEL HIPOTÁLAMO TRANSPORTE A LA NEUROHIPÓFISIS: POR FLUJO AXOPLASMÁTICO NEUROSECRECIÓN: ESTÍMULOS HIPOTALÁMICOS VIDA MEDIA: 10 MINUTOS HORMONA ANTIDIURÉTICA

CONSERVAR EL AGUA CORPORAL REDUCIENDO LA PRODUCCIÓN DE ORINA UNIÓN A RECEPTORES DE LOS TÚBULOS DISTALES O COLECTORES DEL RIÑON ESTIMULA LA REABSORCIÓN DEL AGUA QUE VUELVE A LA CIRCULACIÓN  DISMINUCIÓN DE OSMOLARIDAD PLASMÁTICA  AUMENTO DE OSMOLARIDAD DE LA ORINA

ALTAS [ADH] CONSTRICCIÓN DE ARTERIOLAS AUMENTO DE LA PRESIÓN ARTERIAL

OXITOCINA 9 Aa SÍNTESIS: NÚCLEO PARAVENTRICULAR DEL HIPOTÁLAMO PROTEÍNA TRANSPORTADORA: NEUROFISINA TRANSPORTE POR FLUJO AXOPLASMÁTICO NEUROSECRECIÓN: ESTÍMULOS HIPOTALÁMICOS OXITOCINA

OXITOCINA ¿CONDUCTA SEXUAL? EFECTOS FISIOLÓGICOS EN EL MACHO: FACILITA EL TRANSPORTE DEL ESPERMA ¿CONDUCTA SEXUAL? EFECTOS FISIOLÓGICOS EN LA HEMBRA:  ESTIMULACIÓN DE LA EYECCIÓN DE LECHE ESTIMULACIÓN DE LA CONTRACCIÓN DEL ÚTERO EN EL PARTO

CONTROL DE LA SECRECIÓN DE OXITOCINA ARCO REFLEJO ESPINAL CATECOLAMINAS –  ESTIMULACIÓN FÍSICA DE LA GLÁNDULA MAMARIA  OXITOCINA – ESTRÉS

Hormonas de la Adenohipófisis FSH Ovarios: estimula el desarrollo de óvulos y folículos Testículos: estimula la producción de esperma LH Mujeres: estimula la ovulación y hace que el cuerpo lúteo secrete progesterona Hombres: estimula a las células intersticiales de los testículos para que secreten testosterona ACTH Regula la respuesta al stress, estimulando a la corteza adrenal para que secrete glucocorticoides PRL Mujeres: síntesis de leche Hombres: LH sensibilidad y entonces secreción testosterona

Hormona del crecimiento GH Actúa sobre el hígado que produce sustancias que  mitosis + diferenciación celular para el crecimiento de los tejidos Infancia Crecimiento de huesos, cartílagos y músculos Adultos Actividad osteoblástica que afecta al engrosamiento y remodelación de los huesos Niveles de GH Más altos : durante las dos primeras horas de sueño profundo, después de comidas con alto contenido proteico, después de fuerte ejercicio Más bajos después de comidas ricas en grasas Disminuye con la edad

Glándula tiroides y timo Laringe Tiroides Tráquea Timo Secreta hormonas que regulan el desarrollo y posterior activación de los linfocitos T Pulmones Corazón Diafragma

Glándula tiroides Glándula tiroides Arteria tiroidea superior y vena Laringe Glándula tiroides Istmo Vena tiroidea inferior Tráquea

Glándula Tiroides Células foliculares Células parafoliculares Secretan dos hormonas: T3 (triyodotironina, con 3 átomos de yodo) y T4 (tiroxina, con 4 átomos de yodo) Funciones:  ritmo metabólico del cuerpo y el consumo de O2  producción de calor  ritmo cardiaco y la fuerza de contracción  ritmo respiratorio Células parafoliculares producen calcitonina que  Ca+2 en la sangre, promoviendo su depósito en los huesos

Acción de las hormonas tiroideas Célula diana Varios efectos metabólicos Síntesis de proteínas SANGRE SUSTANCIA INTERCELULAR

Glándulas paratiroides Faringe (vista posterior) Glándula tiroides Glándulas paratiroides Parathormona  Ca+2 en la sangre: absorción intestinal  excreción urinaria Resorción ósea Esófago Tráquea

Acción antagónica de la calcitonina y de la hormona paratiroidea

Glándulas suprarrenales

Glándulas suprarrenales Glándula suprarrenal Riñón Corteza adrenal Médula adrenal CORTEZA ADRENAL Cápsula de tejido conectivo MÉDULA ADRENAL Catecolaminas: adrenalina y noradrenalina Zona glomerular Zona reticular Zona fasciculada Mineralocorticoides: aldosterona Gonadocorticoides: andrógenos Glucocorticoides: hidrocortisona

Corteza Suprarrenal 3 capas Corticoesteroides: (externa) zona glomerular, (media) zona fasciculada, (interna) zona reticular Corticoesteroides: Mineralocorticoides (zona glomerular) La aldosterona aumenta la reabsorción en el riñón de Na+ y H2O, por lo tanto, aumentan la presión arterial y el gasto cardiaco Glucocorticoides (zona fasciculada - responde a ACTH) La hidrocortisona o cortisol estimula el catabolismo de grasas y proteínas, la gluconeogénesis (formación de glucosa) y la liberación de ácidos grasos y glucosa en la sangre para reparar tejidos dañados (resistencia al estrés) Gonadocorticoides (zona reticular) Andrógenos: en hombres, tienen poca importancia; en mujeres, desarrollan el vello púbico y axilar y la líbido

Médula Suprarrenal Ganglio simpático inervado por fibras preganglionares simpáticas Su estimulación causa la liberación de adrenalina (o epinefrina) y noradrenalina (o norepinefrina) para responder a una situación de peligro, ansiedad, miedo Acciones: Aumentan el metabolismo y la glucosa en sangre Aumentan el ritmo cardiaco y respiratorio Producen vasodilatación en los músculos y vasoconstricción en el tubo digestivo

Páncreas Islote de Langerhans Células : Insulina Células : Glucagón

Hormonas Pancreáticas La mayor parte de la glándula es exocrina. La porción endocrina son los islotes de Langerhans (pequeñas agrupaciones de células dispersas por el páncreas) que producen: Insulina (por las células ) “hormona de la abundancia” Secretada después de un comida, ya que entonces se eleva el nivel de glucosa en la sangre Incremento de la captación de glucosa hacia el interior celular = disminución de la glucosa en sangre Almacenamiento de nutrientes ( aumento de la formación de glucógeno, depósitos de grasa y síntesis de proteínas) Es antagónica al glucagón

Hormonas Pancreáticas Glucagón (por las células ) “hormona del ayuno” Secretada en condiciones de ayuno o en dietas muy bajas en glúcidos y muy altas en proteínas Estimula la liberación de glucosas en sangre a partir del glucógeno, el catabolismo de grasas y gluconeogénesis (formación de glucosa) Somatostatina (hormona inhibidora del crecimiento, producida por las células ) Acción paracrina sobre las células  y : inhibe la secreción de insulina y glucagón

Respuesta al estrés El estrés puede ser físico: un ruido alto, temperatura fría, actividades extenuantes... También puede ser psicológico: ansiedad, sentimiento de culpa, alegría... La respuesta de cada persona al estrés es diferente, pero es algo habitual todos los días y para todo el mundo El hipotálamo responde a las señales de estrés: a través del sistema nervioso simpático, que realiza diversas acciones y además estimula a la médula suprarrenal para que produzca adrenalina (con acciones semejantes a dicho SN) Incrementando la acción del glucagón, que libera glucosa a la sangre, desde el hígado Activando la corteza suprarrenal para que produzca cortisol, que ayuda a que las células utilicen aminoácidos y ácidos grasos para producir energía, mientras desvían glucosa desde los músculos para que sea usada por el cerebro (único combustible que utiliza)

Respuesta al estrés -

Glándula Pineal Máxima secreción 1-5 años, en la pubertad 75% más baja Produce serotonina durante el día, se convierte en melatonina por la noche Puede regular el tiempo de pubertad en humanos  Melatonina por fototerapia Glándula Pineal

Ovario Células granulosas: estrógenos y progesterona Folículo Óvulo Ovulación Cuerpo lúteo

Durante el ciclo menstrual, antes de la ovulación, el ovario secreta pequeñas cantidades de estrógeno El estrógeno estimula al hipotálamo para que produzca la hormona liberadora de gonadotropina (GnRH) y a la hipófisis para que produzca LH y FSH

La hormona del hipotálamo (GnRH) también estimula la liberación de LH y FSH desde la hipófisis

La LH, a su vez, provoca la liberación de estrógeno adicional desde el ovario. Los niveles de GnRH y de LH aumentan en la sangre debido a un efecto feedback positivo

Después de la ovulación, en el ovario se forma el cuerpo lúteo y comienza a secretar progesterona en respuesta a la LH

La progesterona inhibe la producción del factor liberador del hipotálamo y de la LH y FSH de la hipófisis Como consecuencia, los niveles de GnRH y de LH decrecen en la sangre, debido a un efecto de feedback negativo

Si no ha habido fecundación: Los estrógenos y la progesterona inhiben la producción de FSH y LH Si ha habido fecundación: El cuerpo lúteo y la placenta seguirán produciendo progesterona FSH: Producida por la hipófisis Estimula la maduración de los folículos Induce la secreción de estrógenos Estrógenos: Producidos por los folículos Provocan el engrosamiento de la mucosa del útero Desarrollan los caracteres sexuales secundarios LH: Producida por la hipófisis Estimula la ovulación Estimula la formación del cuerpo lúteo o amarillo Induce la secreción de estrógenos y progesterona Progesterona: Producida por el cuerpo lúteo Provocan el engrosamiento de la mucosa del útero Provoca la elevación de la Tª

Testículo Células de Leydig: testosterona Túbulo seminífero Célula sustentacular Futuras células espermáticas Espermatozoides en maduración Células de Leydig: testosterona

Regulación de los testículos Estimulación de la espermatogénesis  Regulación de los testículos Hipotálamo GnRH Hipófisis  FSH LH  Testículos Células de Sertoli Células de Leydig Inhibina Estimulación de la espermatogénesis Testosterona Otros órganos Desarrollo de los órganos y caracteres sexuales masculinos. Estímulo de la síntesis de proteínas, crecimiento de los huesos, desarrollo muscular

Hipotiroidismo primario: Hipotiroidismo secundario: No bocio

Hipertiroidismo primario: Hipertiroidismo secundario: No bocio Enfermedad de Graves: Hipertiroidismo secundario: