Capítulo 60 Principios generales de fisiología endocrina SECCIÓN IX ENDOCRINOLOGÍA Y FISIOLOGÍA METABÓLICA

FIGURA 60-1 Sistema endocrino clásico FIGURA 60-1 Sistema endocrino clásico. Los órganos endocrinos se ubican en todo el cuerpo y su función es controlada por hormonas que alcanzan la circulación general o que producen estimulación local o neuroendocrina directa. La integración de producción de hormonas en los órganos endocrinas se encuentra bajo regulación del hipotálamo. Se sabe que muchos otros tejidos producen hormonas y, por tanto, pueden considerarse parte del sistema endocrino. Los ejemplos incluyen el tejido adiposo (p. ej., leptina), tubo digestivo (p. ej., grelina), músculo estriado (miocinas), riñones (eritropoyetina) y corazón (p. ej., péptido auricular natriurético). GHRH, hormona liberadora de hormona del crecimiento; CRH, hormona liberadora de corticotropina; CRH, hormona liberadora de tirotropina; GnRH, hormona liberadora de gonadotropinas; ACTH, hormona adrenocorticotrópica; MSH, hormona estimulante de los melanocitos; TSH, hormona estimulante del tiroides; FSH, hormona foliculoestimulante; LH, hormona luteinizante; T3, triyodotironina; T4, tiroxina, (Modificada con autorización de Molina PE: Endocrine Physiology, 3rd ed. New York: McGraw-Hill Medical, 2010).

FIGURA 60-2 Síntesis de hormonas peptídicas FIGURA 60-2 Síntesis de hormonas peptídicas. Las hormonas peptídicas se sintetizan en forma de preprohormonas en los ribosomas y son procesados a prohormonas en el retículo endoplásmico (ER). En el aparato de Golgi, la hormona o prohormona se empaqueta en vesículas secretoras, cuyo contenido se libera de la célula en respuesta a la entrada de calcio al espacio intracelular. Para el acoplamiento de las vesículas secretoras en la membrana plasmática y para la exocitosis del contenido vesicular es necesario el incremento de Ca2+ citoplásmico. La hormona y los productos del procesamiento postraduccional que ocurren en el interior de las vesículas secretoras se liberan en el espacio extracelular. Ejemplos de hormonas peptídicas incluyen ACTH, insulina, hormona del crecimiento y glucagón. (Modificada con autorización de Molina PE: Endocrine Physiology, 3rd ed. New York: McGraw-Hill Medical, 2010.)

FIGURA 60-3 Mecanismos de acción hormonal FIGURA 60-3 Mecanismos de acción hormonal. Dependiendo del sitio donde la hormona ejerce sus efectos, pueden clasificarse como mediadores endocrinos, paracrinos, autocrinos o intracrinos. Las hormonas que alcanzan el torrente sanguíneo y se unen a sus receptores hormonales en las células efectoras en órganos distantes median los efectos endocrinos. Las hormonas que se unen a las células cerca de las células que lo liberan median los efectos paracrinos. Las hormonas que producen sus efectos fisiológicos al unirse a receptores en la misma célula que los producen median los efectos autocrinos o intracrinos. (Modificada con autorización de Molina PE: Endocrine Physiology, 3rd ed. New York: McGraw-Hill Medical, 2010.)

FIGURA 60-4 Receptores acoplados a proteína G FIGURA 60-4 Receptores acoplados a proteína G. Las hormonas peptídicas y proteínicas se unen a receptores de superficie celular acoplados a proteína G. La unión de la hormona con el receptor produce un cambio conformacional que permite que el receptor interactúe con la proteína G. Esto ocasiona intercambio de difosfato de guanosina (GDP) por trifosfato de guanosina (GTP) y la activación de proteína G. El sistema de segundo mensajero que activa, varía dependiendo del receptor específico; la subunidad α de la proteína G se asocia con el receptor y se une al ligando. Se muestran ejemplos de hormonas que se unen a receptores acoplados a proteína G. DAG, diacilglicerol; PLC, fosfolipasa C; cAMP, monofosfato cíclico de adenosina; RhoGEF, factores de intercambio de nucleótidos de guanina Rho; PI3K, fosfatidil-3-cinasa; PKC, proteincinasa C; GnRH, hormona liberadora de gonadotropinas; SS, somatostatina; GHRH, hormona liberadora de hormona del crecimiento; FSH, hormona foliculoestimulante; LH, hormona luteinizante; TSH, hormona estimulante del tiroides; ACTH, hormona adrenocorticotrópica. (Modificada con autorización de Molina PE: Endocrine Physiology, 3rd ed. New York: McGraw-Hill Medical, 2010.)

FIGURA 60-5 Receptores de cinasa y receptores de cinasa unidos al receptor. Los receptores de cinasa son aquellos que tienen actividad intrínseca de tirosina o de serina cinasa que se activan por la unión de la hormona con el extremo amino terminal del receptor de membrana celular. La cinasa activada recluta y fosforila proteínas, con lo que se produce una respuesta celular. Un ejemplo de hormonas que utilizan esta vía de receptores es la insulina. Los receptores de tirosina cinasa unida al receptor no tienen actividad intrínseca en su dominio intracelular. Tienen relación estrecha con cinasas que son activadas al momento en que se fija la hormona. Ejemplos de hormonas que utilizan este mecanismo incluyen la hormona del crecimiento y prolactina. ATP, trifosfato de adenosina; ADP, difosfato de adenosina; JAK, cinasa Janus. (Modificada con autorización de Cooper GM: The Cell: A Molecular Approach, 4th ed. Sinauer, 2007.)

FIGURA 60-6 Receptores intracelulares FIGURA 60-6 Receptores intracelulares. Esquema general para el mecanismo de acción de los receptores de esteroides. El ligando (esteroides) difunde hacia el interior de la célula y se une con un receptor citosólico. Una vez que ocurre la unión, el receptor se dimeriza (forma estructuras pares) y sufre translocación al núcleo donde se une a elementos de respuesta a esteroides en el DNA. Esto activa la transcripción génica a mRNA y por último, a través del incremento de la traducción de mRNA para la formación de proteínas específicas, ocurre la respuesta celular. Algunos receptores intracelulares, más que encontrarse en el citosol en estado no unido, se ubican en el núcleo (p. ej., receptores de hormona tiroidea), pero su mecanismo de activación final de transcripción génica y traducción son similares. (Reproducida con autorización de Kibble J, Halsey CR: The Big Picture, Medical Physiology. New York: McGraw-Hill, 2009.)

FIGURA 60-7 Patrones de liberación hormonal FIGURA 60-7 Patrones de liberación hormonal. Las concentraciones plasmáticas de hormonas fluctúan a lo largo del día. Por tanto, las mediciones de hormonas plasmáticas no siempre reflejan la función de un sistema endocrino dado. El cortisol y la hormona del crecimiento muestran variaciones considerables en sus concentraciones a lo largo del día. Estas concentraciones pueden verse afectadas por privación de sueño, luz, tensión emocional y enfermedades, y dependen de su tasa de secreción, tasas de metabolismo y excreción, tasa de eliminación metabólica, patrones circadianos, estímulos ambientales fluctuantes y variaciones endógenas internas. Las influencias biológicas incluyen enfermedad, trabajo nocturno, patrones de sueño, cambios en la longitud y reposo prolongado en cama (Modificada con autorización de Molina PE: Endocrine Physiology, 2nd ed. New York: McGraw-Hill Medical, 2007.)

FIGURA 60-8 Control neural de la liberación hormonal FIGURA 60-8 Control neural de la liberación hormonal. La función endocrina se encuentra bajo regulación estrecha por el sistema nervioso, de donde surge el término “neuroendocrino”. La liberación hormonal por células endocrinas puede ser modulada por las neuronas posganglionares del sistema nervioso simpático (SNS) o sistema nervioso parasimpático (PSNS), utilizando acetilcolina (ACh) o norepinefrina (NE) como neurotransmisor o por neuronas preganglionares utilizando acetilcolina como neurotransmisor. Por tanto, los agentes farmacológicos que interactúan con la producción o liberación de neurotransmisores afectan la función endocrina. (Modificada con autorización de Molina PE: Endocrine Physiology, 3rd ed. New York: McGraw-Hill Medical, 2010.)

FIGURA 60-9 Mecanismos que regulan la liberación hormonal. a FIGURA 60-9 Mecanismos que regulan la liberación hormonal. a. Regulación por retroalimentación negativa. En algunos casos las glándulas endocrinas son el órgano efector mismo de otra hormona. En este caso, las células endocrinas producidas en el órgano 1 producen una hormona que estimula el órgano efector para producir otra hormona (hormona 2). La hormona 2 disminuye la producción y liberación de la hormona que estimula su liberación, también conocida como hormona trófica. Un ejemplo es la regulación de la liberación de hormona estimulante de la tiroides (TSH) en la adenohipófisis por hormonas tiroideas producidas en la glándula tiroides. b. La regulación por retroalimentación positiva ocurre cuando la liberación de una hormona estimula una segunda hormona que estimula a la primera hormona, produciéndose un círculo vicioso. Un ejemplo es la estimulación de la liberación de LH por el estradiol a la mitad del ciclo menstrual. c. Control de la liberación hormonal por el producto. La producción y liberación de una hormona puede regularse por las concentraciones circulantes del sustrato que controla. Un ejemplo es la regulación de la liberación de hormona paratiroidea desde las glándulas paratiroides dependiendo de las concentraciones séricas de Ca2+. (Modificada con autorización de Molina PE: Endocrine Physiology, 3rd ed. New York: McGraw-Hill Medical, 2010.)

FIGURA 60-10 Función de los receptores. A. Respuesta a la hormona FIGURA 60-10 Función de los receptores. A. Respuesta a la hormona. La disminución de la respuesta a los efectos de la hormona pueden deberse a disminución en el número de receptores hormonales, disminución de la concentración de enzima activada por la hormona, incremento en la concentración de inhibidores no competitivos o disminución en el número de células efectoras. Cuando disminuye la respuesta, no importa qué tan elevada sea la concentración hormonal, no se logra la respuesta máxima. B. Sensibilidad a la hormona. Una disminución en la sensibilidad a la hormona requiere altas concentraciones hormonales para producir 50% de la respuesta máxima. La disminución de la sensibilidad puede ser consecuencia de disminución de la afinidad entre hormona y receptor, disminución en el número de interacción entre hormona y receptor, aumento en la tasa de degradación hormonal o aumento en las concentraciones de hormonas antagonistas o competitivas. (Modificada con autorización de Molina PE: Endocrine Physiology, 3rd ed. New York: McGraw-Hill Medical, 2010.)