SISTEMA ENDOCRINO

Primeros experimentos endócrinos Arnold A Berthold (1803-1861) Primeros experimentos endócrinos ABLACIÓN - TRANSPLANTE

Claude Bernard (1813-1878) HOMEOSTASIS Claude Bernard estableció que el sistema endocrino regula el medio interno de los animales. Las “secreciones internas” se liberan en una parte del cuerpo, viajan vía la circulación y actúan en blancos lejanos. (Circa 1854) HOMEOSTASIS

Ernest Henry Starling (1866-1927) Estudió la funcionalidad de proteínas séricas. En 1902 demostró con Bayliss que la secretina estimula la secreción pancreática Fue el primero en usar el término hormona

Detección y señalización Las glándulas endócrinas sintetizan y almacenan hormonas. Poseen un sistema de detección y señalización que regula la duración y cantidad de liberación hormonal por retroalimentación desde la célula blanco.

Sistema Endócrino vs. Nervioso Sistemas de comunicación principales. Integran estímulos y respuestas frente a cambios en el ambiente externo e interno. Coordinan funciones de células, tejidos y órganos altamente diferenciados. Sistema endócrino es anatómicamente discontinuo.

El sistema nervioso ejerce un control punto a punto mediante vías nerviosas (similar a una comunicación cablegráfica). Señal eléctrica, respuesta rápida. El sistema endócrino difunde mensajes hormonales a prácticamente todas las células por secreción en sangre y fluido extracelular. Respuesta lenta (de minutos a días), requiere de receptores en las células diana.

Receptores específicos La mayoría de las hormonas se liberan a la sangre en muy bajas concentraciones (10-10 M) interactúan con todas las células del cuerpo. Sin embargo, una hormona determinada ejerce su efecto sólo en un número limitado de células blanco, que posee receptores específicos para esa hormona.

Control por retroalimentación

Funciones principales del sistema endócrino Mantenimiento y optimización del ambiente bioquímico interno y del metabolismo. Integración y regulación del crecimiento y del desarrollo. Control de la reproducción sexual (gametogénesis, apareamiento, fertilización, desarrollo fetal, sexual reproduction, including gametogenesis, coitus, fertilization, desarrollo fetal, parto, nutrición neonatal).

Tipos de señalización hormonal Hormonas endócrinas via circulación sanguínea to target cells. Neurohormonas liberadas via sinapsis química a la circulación. Hormonas parácrinas entre células adyacentes. Hormonas autócrinas.

Interacción hormona-receptor Hormonas liposolubles: receptores en el citoplasma o núcleo. Respuesta prolongada (ej. esteroides). Hormonas insolubles en lipidos: receptores localizados en la membrana celular. Via cascadas de 2dos. mensajeros. Respuesta transitoria.

1, 2 esteroides 3 prostaglandinas aminas, péptidos

Acciones generales Homonas liposolubles: Hormonas no liposolubles: Activación directa de genes. Promueve síntesis de proteinas: Incremento y regulación de actividad enzimática. Crecimiento y reparación tisular. Hormonas no liposolubles: Via segundos mensajeros. Cambios en la permeabilidad de la membrana. Inducción de síntesis de proteinas. Cambios en el metabolismo celular. Estimulación de actividad secretoria.

Clasificación por estructura química de las hormonas Derivados de ácidos grasos - Eicosanoides Derivados de aminoácidos Esteroides Péptidos

Tipos de hormonas Esteroides: Liposolubles Difunden a través de la membrana celular Órganos endócrinos Corteza adrenal Ovarios Testículos Placenta

Tipos de hormonas Hormonas no esteroideas (aminas, péptidos): Insolubles en lípidos (excepto tiroideas). Receptores en la membrana celular. Órganos endócrinos: Glándula tiroides. Glándula paratiroides. Médula adrenal. Hipófisis. Páncreas. Tracto gastrointestinal

Hormonas peptídicas Entre 3-100 aminoácidos de tamaño. En general producidas como precursores clivados proteolíticamente. Solubles en agua. El mayor número de hormonas.

Síntesis y liberación de hormonas peptídicas RNAm específico traducido a precursor proteico, preprohormona Glicosilación postraduccional en RE Péptido señal hidrofóbico removido en aparato de Golgi, prohormona Empaquetamiento, almacenamiento en vesículas, y translocación a la membrana.

Aminas Dos tipos, derivados del aminoácido tirosina. Hormonas tiroideas y Catecolaminas

Hormonas Tiroideas Sintetizadas en la tiroides a partir modificación de residuo de tirosina en tiroglobulina, incorporación post-traduccional de iodo, clivaje en lisosomas. Liberación como T3 y T4. Transporte en sangre mediante globulina (TBG).

Catecolaminas Son tanto hormonas como neurotransmisores. Epinefrina y norepinefrina. Producidas por la médula adrenal, hidrofílicas Secretadas como hormonas peptídicas.

Hormonas esteroideas Todas derivan de colesterol, varían en las cadenas laterales. Todas son liposolubles. Liposolubles, por lo que no se almacenan y se liberan una vez sintetizados. Las enzimas de la biosíntesis localizadas en mitocondrias y REL. Colesterol

Tipos de esteroides Glucocorticoides: cortisol en humanos y mayoría de mamíferos. Mineralocorticoides: p. ej., aldosterona Andrógenos:testosterone Estrógeos: estradiol y estrona Progestógenos (o progestinas): p. ej., progesterona

Síntesis de esteroides Pasos de síntesis por enzimas específicas en mitocondria y REL de tejidos esteroidogénicos. Paso limitante: transporte del colesterol libre hacia la organela. Steroidogenic Acute Regulatory Protein (StAR) Fuente de colesterol: síntesis a partir de acetato, colesterol en gotas intracelulares, captación de LDL (ante esteroidogénesis crónica).

Extracellular lipoprotein LH acetate Cholesterol pool ATP cAMP cholesterol PKA+ Pregnenolone 3bHSD Progesterone P450c17 Androstenedione 17bHSD TESTOSTERONE

Pueden transormarse en esteroides activos en células blanco

Derivados de ácidos grasos - Eicosanoides El acido araquidónico es el precursor más abundante. Depósitos en lípidos de membrana, liberados por acción de distintas lipasas. Los eicosanoides específicos sintetizados por una célula son determinados por la batería de enzimas presente en la misma. Rápidamente inactivadas, activas sólo por segundos.

Derivados de ácidos grasos - Eicosanoides Grupos principales de estas hormonas: prostaglandinas, prostaciclinas, leucotrienos y tromboxanos.

Regulación de la actividad hormonal Detección y señalización: cambio en homeostasis, sistema endócrino envía señal hormonal a célula blanco, la cual elabora respuesta compensatoria. Componentes: ·        Recepción del estímulo. ·        Síntesis y secreción hormonal. ·        Transporte al tejido blanco. ·        Inducción de la respuesta. ·        Degradación de la hormona.

Regulación de la actividad hormonal El efecto fisiológico dependerá de la concentración en sangre y líquido extracelular: 1) Tasa de síntesis: retroalimentación (-) o (+) 2) Tasa de transporte al tejido blanco (flujo sanguíneo). 3) Tasa de degradación (vida media), eliminación metabólica y excreción.

Control de la síntesis hormonal

Secreción episódica (pulsátil) Control neuronal Aferencias neuronales al hipotálamo controlan la síntesis y secreción de factores liberadores hipotalámicos, que regulan la actividad de la hipófisis. Secreción episódica (pulsátil) Pulsos cada 5-60 min. P. ej., hormona de crecimiento (GH). Acción endócrina más efectiva. Control cronotrópico Ritmicidad endógena/exógena de secreción (24 h, 12 meses). P. ej., GH, cortisol, melatonina.

Control circadiano (cronotrópico) pico de 24 hs de período secreción pulsátil

Control por retroalimentación

Control hormona-efector Glucosa - insulina

Sistema Neuroendócrino Neurohormonas en órgano neurohemal. Células neurosecretorias hipotalámicas.

SISTEMA HIPOTÁLAMO-HIPÓFISIS

Hipotálamo – Hipófisis: sistema endócrino maestro Conectada con hipotálamo por tallo hipofisario Lóbulo anterior o adenohipófisis, tejido endócrino, sintetiza y secreta hormonas a la circulación. Lóbulo posterior o neurohipófisis, tejido nervioso terminales neurosecretorios hipotalámicos. HIPOTÁLAMO En el diencéfalo, controla la mayoría del sistema endócrino. Neurohormonas reguladoras de la hipófisis. Neurohormonas a circulación sistémica.

Neurohormonas hipotalámicas: acción en adenohipófisis

Hormonas trópicas adenohipofisarias ACTH, FSH, LH, TSH, actúan sobre otro tejido endócrino

Retroalimentación hipotálamo-adenohipófisis El ejercicio intenso induce la liberación de todas las hormonas adenohipofisarias.

Acción de hormonas adenohipofisarias Hormona de crecimiento Estimula crecimiento y división celular. Incrementa el transporte de aminoácidos y síntesis proteica. Incrementa desarrollo óseo por somatomedina hepática. Incrementa el metabolismo de lípidos. Regulada por GRH (hipoglucemia) y GIH o somatostatina Tipicamente es secretada durante el sueño Incrementa por desnutrición.  GH: gigantismo en niños, acromegalia en adultos.

Acción de hormonas adenohipofisarias LH & FSH: Reguladas por GnRH a partir de pubertad. LH estimula secreción de hormonas sexuales. FSH desarrollo del folículo ovárico y secreción de estrógenos en hembras, producción de esperma en machos. FSH: retroalimentación (-) de ACTH sobre adenohipófisis e hipotálamo. LH: (-) de inibina y de esteroides sexuales. ACTH: Estimulada por CRH luego de estrés agudo o circadiano. Actúa en corteza suprarrenal promoviendo la liberación de cortisol. Retroalimentación (-) de ACTH sobre adenohipófisis e hipotálamo.

Acción de hormonas adenohipofisarias Prolactina: Promueve lactancia. Inhibe secreción hipofisaria de LH en machos (en exceso causa esterilidad). Controlada por PRH y PIH hipotalámicos. TSH: Estimula síntesis y secreción de T3 y T4 en tiroides. Desarrollo de tiroides (en exceso causa hipertrofia) Regulación negativa por T3, T4, y somatostatina. Temperaturas bajas inducen TRH-TSH

Hormonas neurohipofisarias ADH (hormona antidiurética o vasopresina) Oxitocina.

Hormonas neurohipofisarias ADH: Disminuye la formación de orina (aumento reabsorción de agua) Contrae músculo liso en arterias. Liberación inducida por osmoreceptores hipotalámicos, inhibición por ANF, y baroreceptores auriculares y carotideos. Oxitocina: Vasopresor, incrementa la contracción del músculo liso uterino. Estimula secreción de leche. Inducida por parto y lactancia.

Hipotálamo-hipófisis: un repaso

Glándula Tiroides Localizada en la linea media del cuello. Mayor glándula endócrina. Secreta Triiodotironina (T3) y Tiroxina (T4) Regula la tasa metabólica basal. Incrementa la síntesis de proteinas. Incrementa la glucólisis, gluconeogénesis, captación de glucosa: hipoglucemia Calcitonina: calcium metabolism

Hormonas tiroideas Thyroxine (T4) made in follicle Triiodotyronine (T3) made in follicle Calcitonin made by C cells

Hormonas tiroideas T3 y T4: Calcitonina: Regulación del metabolismo (carbohidrates y lípidos, síntesis de proteinas). Sintetizada en presencia de Iodo. Hidrofóbica, transportada por globulinas. Controlada por TSH. T3 más efectiva (1.5 %), T4 más abundante (98.5%). Calcitonina: Disminuye niveles de Ca2+ y fosfatos (disminuyendo reabsorción y aumentando depósito en hueso, estimulando excreción por los riñones. Controlada por niveles de Ca2+ en sangre. T4 and T3 are very similar molecules… T4 is also called thyroxine; it contains 4 iodine atoms in it. T3 (triiodothyronine)only has 3 iodine atoms in it. Iodine is not commonly found in our bodies within molecules. Iodine atoms tend to make ionic, not covalent, bonds in aqueous solutions. That’s why it may seem new to you to find this element in thyroxine and triiodothyronine. Because we don’t need a lot of iodine in our bodies, when we do get it, we need to use it to make these hormones. If we don’t get iodine in our diets, we simply can’t make these hormones. The salt we put on food has the chemical formula: NaCl. It used to be that this salt was sold in its pure form in stores. Also, some people were deficient in iodine in their diets, and health problems were discovered in those people. But now we can buy “iodized salt” in the supermarket. Iodized salt has some iodide ions in it (instead of some of the Cl ions). Ever since manufacturers started including iodide ions in our salt, people have been able to get their required levels of iodine in their diets.

Enfermedades tiroideas Hipertiroidismo: Alta TMB, hiperactividad, hipersensibilidad al calor, exoftalmia. Enfermead de Grave: hipertiroidismo autoinmune (TSH is imitada por autoanticuerpos). Hipotiroidismo: En adultos: baja TMB, sensibilidad a frío, hipoactividad. En niños: cretinismo– crecimiento impedido, retardo mental, formación ósea anormal. Enfermedad de Hashimoto: hipotiyroidismo autoinmuine (autoanticuerpos destruyen células foliculares). bocio: deficiencia de T3 y T4 por falta de iodo en la dieta. On this slide, some serious thyroid gland problems are described. There are other problems that people have with their thyroid glands that are not as severe… Some people have slight problems with their thyroid gland. If that problem causes too much thyroid hormone secretion, that person is said to have slight hyperthyroidism, and has increased metabolism. More often we hear of cases of slight hypothyroidism, where a person’s thyroid gland does not produce enough thyroid hormone… this causes a decreased metabolism, and often weight gain. People with slight hypothyroidism can usually take thyroid hormone as a medication to compensate for their naturally-occurring low levels.

Captación de Iodo Na+/I- simporte Bomba de Na+/K+ acoplada. Estimulado por TSH

Control por retroalimentación

Glándula Paratiroides Hormona Paratiroidea (PTH) PTH: incrementa niveles de Ca2+ en sangre, decrementa fosfatos (PO42-). Regulada por niveles de Ca2+. Estimula liberación ósea y reabsorción renal de Ca2+. Estimula excreción renal de PO42- Incrementa síntesis de vitamina D, mayor absorción dietaria de Ca2+.

(Vitamina D)

Calcio Contracción muscular,sistemas de transducción de señales, exocitosis de NT, PA cardíaco, etc., etc. Existe en estado soluble y ligado a proteinas. Albúmina (40% del total) Fosfato y citrato (10%) [ Ca++]i regulada por: Paratiroides, PTH (más importante) Tiroides, Calcitonina (células parafoliculares) Reabsorción-excreción renal Reabsorción-liberación ósea.

Glándulas Adrenales Sobre los riñones. Médula adrenal. Corteza adrenal catecolaminas glucococorticoides mineralocorticoides

Glándulas Adrenales Médula adrenal Estimulada por SNA simpático Secreción de catecolaminas Epinefrina: respuesta de lucha-huida Incrementa tasa cardíaca y PA. Incrementa ventilación pulmonar. Incrementa la TMB. Incrementa la glucogenólisis. Norepinefrina Sólo un 20%

Glándulas Adrenales Corteza Adrenal 1) Mineralocorticoides Aldosterona: Mantiene balance osmótico (ver renal) 2) Glucocorticoides Cortisol: Estimula gluconeogénesis Mobilización de ácidos grasos captación muscular de glucosa Acción antiinflamatoria 3) Gonadocorticoides testosterona, estrógenos, progesterona

Páncreas Localizado detrás del estómago Glándula mixta: exócrina y endócrina. Secreción endócrina: insulina, glucagon, somatostatina

Páncreas endócrino ISLOTE DE LANGERHANS células B INSULINA cordones celulares capilares células A GLUCAGON acinos (páncreas exócrino) células D SOMATOSTATINA

Páncreas endócrino Secreción de insulina estimulada por: Glucosa Aminoácidos Glucagon GH Hormonas gastrointestinales (GIP) Epinefrina

Páncreas endócrino Efectos de la insulina en el metabolismo Carbohidratos: Aumenta captación de glucosa en hígado, músculo, tej. adiposo Aumenta la glucogenogénesis en hígado y músculo Lípidos: Aumenta la liberación de ácidos grasos del hígado y tej. adiposo. Proteinas: Aumenta la captación de aminoácidos y la síntesis de proteinas en hígado y músculo.

Páncreas endócrino Efectos del glucagon en el metabolismo Secretado en respuesta a hipoglucemia. Carbohidratos: Aumenta la glucogenólisis en hígado. Lípidos: Aumenta la lipólisis en hígado.

Insulina y glucagon In this slide, the term “endocrine” is compared with “exocrine.” You learned these terms way back in A&P1, when we studied tissues. Back then, you learned these terms in reference to glands in epithelial tissues. Endocrine glands secrete their hormones into the blood. Exocrine glands secrete their substances into ducts. We learned about some exocrine glands when we learned about sweat and sebaceous glands in the skin. Now, in this chapter, we are learning about endocrine glands. Endocrine glands affect the tissues in a body by travelling throughout the body in blood. The pancreas secretes some hormones into the blood. These are hormones that are very important in regulating our blood glucose levels. The pancreas also secretes chemicals into a duct that feeds into our digestive tract to assist in digestive functions. This exocrine function has its effect in a much more regionally-restricted manner.

GH, insulina y glucosa GH hiperglucemiante (=glucagon) Insulina inmediato a una comida GH horas después. Disminuye captación de glucosa (-SNC) Aumenta gluconeogénesis Aumenta lipólisis y mobilización de ácidos grasos al hígado.

SISTEMA ENDOCRINO