UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA
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UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA GUIA DE TRABAJOS PRaCTICOS Metabolismo FISIOLOGIA endocrina reproduccion AÑO - 2011 1 Fisiología y Biofísica - R2 SEMINARIO 1: INTRODUCCION A LA FISIOLOGiA ENDOCRINA UNIDAD HIPOTaLAMO-HIPOFISARIA Para lograr un mayor aprovechamiento de las clases teóricas y prácticas, los educandos deberán leer con antelación los temas a tratar en las mismas. Además, recomendamos estudiar con especial atención los siguientes temas: Mecanismos de acción hormonal: receptores de membrana y segundos mensajeros, receptores nucleares, regulación hormonal de la transcripción. Nociones de teoría de los sistemas, sistemas abiertos y cerrados, retroalimentación Embriología, anatomía e histología de la hipófisis. Estructura, aferencias y eferencias nerviosas del hipotálamo Hormonas de la adenohipófisis y de la neurohipófisis: estructura y funciones. Contenidos: Mecanismos de comunicación intercelular: químicos, eléctricos, por contacto. Clasificación bioquímica de las moléculas de comunicación intercelular, mecanismos de acción y determinantes de la respuesta de la célula blanco. Sistema endócrino: componentes y funciones principales. Teoría general de los sistemas como marco de referencia para el estudio de la fisiología; concepto de retroalimentación y su papel en la regulación de la secreción hormonal. Otros mecanismos de regulación de la función endócrina: ejes, “up” y “down regulation”, modificación de la biodisponibilidad de las hormonas a nivel de los tejidos blanco. Hipotálamo, adenohipófisis, neurohipófisis: aspectos estructurales y relaciones anatómicas y funcionales Hormonas hipotalámicas y adenohipofisarias: generalidades, origen y mecanismo de acción. Hormonas de la neurohipófisis: (vasopresina y ocitocina): bioquímica, síntesis, secreción, regulación, acciones. El hipotálamo como centro integrador de funciones neurovegetativas y conductuales. Interrelaciones funcionales entre los sistemas inmune, endocrino y nervioso. Objetivos: Que el educando logre: 1. Caracterizar los mecanismos de comunicación intercelular como parte de los sistemas de control de los vertebrados. 2. Definir (estableciendo las diferencias existentes entre) comunicación parácrina, endocrina y autócrina, citar ejemplos. 3. Identificar las funciones principales del sistema endocrino. 4. Clasificar las hormonas por su estructura química y su mecanismo de acción. 5. Analizar los determinantes de la respuesta celular ante la llegada de una molécula de comunicación intercelular y graficar la secuencia de acontecimientos responsable de dicha respuesta. 6. Describir los mecanismos de retroalimentación y explicar su funcionamiento aplicando nociones básicas de la teoría general de los sistemas. 7. Definir regulación en más y en menos (“up regulation” y “down regulation”), describiendo además mecanismos y consecuencias funcionales. 8. Definir el concepto de regulación de la acción hormonal a nivel tisular, dando ejemplos. 9. Describir la anatomía del hipotálamo, sus principales funciones (endocrinas y no endocrinas) y sus vías de comunicación con la hipófisis (hemáticas, neurales) y con el SNC. 10. Explicar el papel del hipotálamo como integrador de respuestas endocrinas, conductuales y autonómicas, dando ejemplos. 11. Definir unidad hipotálamo-hipofisaria, enumerando sus componentes Describir qué características de esta unidad permiten la integración entre los principales sistemas de control del organismo. 12. Describir estructura química, regulación de la secreción, mecanismos de acción y principales acciones de la vasopresina (ADH) y de la ocitocina. 13. Esquematizar interrelaciones entre el sistema inmune, sistema endocrino y sistema nervioso. Enumerar los elementos que apoyan la existencia de una red psiconeuroinmunoendócrina. 2 Fisiología y Biofísica - R2 SEMINARIO 2: TIROIDES - METABOLISMO FOSFOCALCICO Para lograr un mayor aprovechamiento de las clases teóricas y prácticas, los educandos deberán leer con antelación los temas a tratar en las mismas. Además, recomendamos estudiar con especial atención los siguientes temas: Anatomía, embriología e histología de la glándula tiroides y de las paratiroides. Metabolismo del iodo. Metabolismo del calcio y del fosfato. Hueso: aspectos morfológicos. Contenidos: Metabolismo del yodo. Fuentes, absorción, distribución, excreción. Captación tiroidea. Biosíntesis, secreción, transporte, metabolismo y acciones de las hormonas tiroideas. Mecanismo de acción. Regulación de la función tiroidea: componentes del eje hipotálamo hipófiso tiroideo, su interrelación funcional; factores de crecimiento, autorregulación tiroidea. Funciones y metabolismo del calcio, del magnesio y del fosfato. Parathormona, calcitonina y 1,25(OH)2-colecalciferol: regulación y acciones. Tejido óseo: interrelaciones celulares, control del recambio óseo por mecanismos parácrinos y endócrinos. Variaciones asociadas a factores alimentarios, carga y edad. Objetivos: Que el educando logre: 1- Describir los aspectos más importantes del metabolismo del yodo, detallando los aspectos relacionados con la captación tiroidea. 2- Representar gráficamente el proceso de síntesis de hormonas tiroideas (HT), describiendo los sustratos y mecanismos enzimáticos y de transporte involucrados. 3- Esquematizar y describir el funcionamiento de los mecanismos de control que forman parte del eje hipotálamo-hipófiso-tiroideo. 4- Enumerar los mecanismos de transporte plasmático y metabolización periférica de las HT y relacionarlos con la regulación de la función de las mismas sobre los tejidos blancos. 5- Describir mecanismos de acción y enumerar los efectos fisiológicos de las hormonas tiroideas en el adulto, así como también en el feto y en el niño. 6- Aplicar los elementos de los puntos 1-5 en ejercicios de evaluación de la función tiroidea en distintas situaciones funcionales (eu, hipo e hipertiroidismo). 7- Describir los aspectos más importantes (fuentes, absorción, excreción, transporte plasmático) del metabolismo del calcio y del fósforo, así como las consecuencias de fluctuaciones exageradas de los niveles séricos de estos electrolitos. 8- Explicar por medio de un gráfico cómo interactúan los mecanismos endócrinos destinados a mantener las concentraciones de calcio y de fosfatos dentro de niveles fisiológicos (estado estacionario, variaciones normales). 9- Enumerar los efectos de la parathormona, de los calciferoles y la calcitonina sobre sus principales tejidos blanco y describir los mecanismos de acción involucrados. 10- Describir los principales componentes del tejido óseo (matriz orgánica, sales minerales), las funciones de las células óseas (osteoblastos, osteoclastos y osteocitos) y los procesos de acreción y resorción ósea, con sus principales reguladores endócrinos y parácrinos. SEMINARIO 3: GLÁNDULA SUPRARRENAL Para lograr un mayor aprovechamiento de las clases teóricas y prácticas, los educandos deberán leer con antelación los temas a tratar en las mismas. Además, recomendamos estudiar con especial atención los siguientes temas: Anatomía, histología y embriología de la glándula suprarrenal (corteza y médula). Biosíntesis y funciones de los esteroides suprarrenales y de las catecolaminas. Elementos que componen el eje renina-angiotensina-aldosterona, interrelaciones funcionales. Contenidos: Glándula suprarrenal: correlación anátomo-funcional. Biosíntesis, transporte, metabolismo y excreción de los esteroides suprarrenales. 3 Fisiología y Biofísica - R2 Eje hipotálamo-hipófiso-adrenal: elementos que lo componen, factores que lo activan (ritmo circadiano, estrés infeccioso, metabólico, psicológico), relación con estructuras suprahipotalámicas. Control de la síntesis y secreción de mineralocorticoides: sistema renina-angiotensina-aldosterona. Funciones de los glucocorticoides, mineralocorticoides y andrógenos suprarrenales, receptores y mecanismos intracelulares involucrados . Evaluación de la función corticosuprarrenal. Hiper e hipocorticismo, sindrome adrenogenital. Médula suprarrenal: biosíntesis y funciones de las catecolaminas; regulación. Objetivos: Que el educando logre: 1- Describir los principales pasos involucrados en la síntesis de las hormonas corticosuprarrenales y su regulación por ACTH. 2- Describir los mecanismos de acción y los principales efectos biológicos de los glucocorticoides, mineralocorticoides y andrógenos suprarrenales . 3- Graficar el eje hipotálamo-hipófiso-adrenal, incluyendo las estructuras hipotalámicas y suprahipotalámicas involucradas en la activación del mismo y señalando los mecanismos de retroalimentación que operan en este eje. 4- Aplicar estos conocimientos fisiológicos a la evaluación de la función suprarrenal en situaciones normales, en presencia de los trastornos enzimáticos más comunes de la esteroidogénesis y ante situaciones de hiper e hipofunción corticosuprarrenal. 6- Describir la regulación de la secreción de los mineralocorticoides y los mecanismos celulares destinados a controlar sus efectos . 7- Describir los mecanismos de regulación de la síntesis de catecolaminas por factores intra y extra adrenales y las interrelaciones entre el sistema nervioso simpático y el eje hipotálamo-hipófiso-adrenal. SEMINARIO 4: FISIOLOGIA DE LA REPRODUCCION femeninA Para lograr un mayor aprovechamiento de las clases teóricas y prácticas, los educandos deberán leer con antelación los temas a tratar en las mismas. Además, recomendamos estudiar con especi al atención los siguientes temas: Anatomía, histología y embriología ovárica y del tracto genital femenino; oogénesis. Determinación del sexo; mecanismos involucrados en la diferenciación sexual. Ciclo sexual femenino: cambios ováricos, uterinos, vaginales. Fecundación, implantación, desarrollo embrionario y fetal. Contenidos: Eje hipotálamo-hipófiso-gonadal: elementos anatómicos, neurotransmisores y hormonas implicados; principales mecanismos de retroalimentación; similitudes y diferencias en el varón y en la mujer Mecanismos extrahipotalámicos (estrés, variaciones en el peso corporal, etc.) que influyen en la regulación del eje gonadal en la mujer. Cambios hormonales más relevantes durante el ciclo menstrual y durante el embarazo. Función gametogénica de las gónadas. Síntesis, transporte, metabolismo y efectos biológicos de los esteroides sexuales (estradiol, testosterona, progesterona). Diagnóstico de ovulación y de embarazo. Hormonas placentarias. Parto y lactancia: factores hormonales y reflejos neuroendocrinos involucrados. Mecanismos involucrados en el inicio y en el cese de la función reproductora (desarrollo puberal, menopausia). Objetivos: Que el educando logre: 1- Graficar las principales variaciones hormonales que tienen lugar durante el ciclo menstrual y durante el embarazo. 2- Enumerar las estructuras (hipotalámicas, extrahipotalámicas, hipofisarias) y los mecanismos (hormonales, de neurotransmisión) implicados en el control de la secreción de gonadotrofinas y en la génesis de la secreción pulsátil y del pico preovulatorio de LH describiendo, en detalle, las interrelaciones funcionales que conducen a los efectos de retroalimentación negativo y positivo ejercidos por los estrógenos. 4 Fisiología y Biofísica - R2 3- Resumir (utilizando, por ejemplo, una tabla) las similitudes y diferencias entre las gonadotrofinas (LH, FSH, hCG) en cuanto a estructura y funciones ejercidas en el varón y en la mujer. 4- Graficar el proceso de síntesis de estradiol en el folículo ovárico y su control por las gonadotrofinas. 5- Describir los principales mecanismos involucrados en la ovulación y la luteolisis. 6- Enumerar las acciones de los esteroides ováricos tanto a nivel del aparato reproductor como fuera del mismo, detallando las interacciones existentes entre los efectos del estradiol y la progesterona. 7- Emplear los elementos de la fisiología para realizar el diagnóstico de ovulación y embarazo, así como la evaluación funcional del eje hipotálamo-hipófiso-gonadal en la mujer. 8- Relacionar los cambios hormonales que tienen lugar durante el desarrollo puberal con las modificaciones somáticas propias de esta etapa. 9- Describir los principales cambios hormonales que tienen lugar durante el climaterio, explicando los mecanismos que los originan. SEMINARIO 5: FISIOLOGIA DE LA REPRODUCCION MASCULINA PROLACTINA (PRL) - HORMONA DE CRECIMENTO (GH) Para lograr un mayor aprovechamiento de las clases teóricas y prácticas, los educandos deberán leer con antelación los temas a tratar en las mismas. Además, recomendamos estudiar con especial atención los siguientes temas: Anatomía, histología y embriología del testículo, conductos reproductores y glándulas accesorias del aparato reproductor masculino; espermatogénesis. Glándula mamaria: aspectos histológicos, efectos de las diversas hormonas sobre los tejidos que la componen. Unidad hipotálamo-hipofisaria: anatomía funcional. Mecanismo de acción de las hormonas de la familia GH/citoquinas. Contenidos: Andrógenos: síntesis, transporte, metabolismo y acciones. Vías de conducción del esperma y glándulas accesorias: funciones y regulación. Espermograma. . Pubertad masculina y andropausia. Fisiología sexual. Estructura química y principales funciones de la prolactina y de la hormona de crecimiento. Regulación de su secreción y mecanismos de acción. Hiperprolactinemias. Eje hipotálamo-GH-IGF-1. Principales proteínas transportadoras. Acciones del IGF-1. Crecimiento lineal: curvas de crecimiento normal, determinantes nutricionales y hormonales. Objetivos: Que el educando logre: 1- Enumerar los estadíos de la espermatogénesis y realizar una descripción funcional de las principales características del espermatozoide maduro. 2- Describir biosíntesis, transporte y metabolismo de los andrógenos testiculares. 3- Describir la regulación hormonal de la esteroidogénesis y de la espermatogénesis, señalando las principales diferencias entre ambos procesos de control. 4- Enumerar los efectos de andrógenos en distintos tejidos, señalando el mecanismo de acción involucrado. 5- Utilizar los elementos de la fisiología para realizar una evaluación funcional del eje hipotálamo-hipófisoGonadal en el hombre, incluyendo una enumeración de los elementos del espermograma normal. 6- Describir estructura, regulación de la secreción, mecanismo de acción y principales efectos de la prolactina en el hombre y en la mujer. 7- Jerarquizar el papel fisiológico de la prolactina y graficar las variaciones en su secreción durante el embarazo y la lactancia, explicando el mecanismo subyacente a estas variaciones. 8- Describir la estructura, regulación de la secreción, mecanismos de acción y efectos de la hormona de crecimiento (GH). 9- Esquematizar el eje hipotálamo-GH-IGF-1, describiendo sus estímulos fisiológicos y los mecanismos de transporte de GH e IGF-1. 5 Fisiología y Biofísica - R2 SEMINARIO 6: PANCREAS ENDOCRINO - REGULACION DEL METABOLISMO ENERGETICO Para lograr un mayor aprovechamiento de las clases teóricas y prácticas, los educandos deberán leer con antelación los temas a tratar en las mismas. Además, recomendamos estudiar con especial ate nción los siguientes temas: Anatomía, histología, desarrollo embriológico de los islotes de Langerhans. Irrigación e inervación de los mismos. Interrelaciones parácrinas en el islote. Estructura química y biosíntesis de la insulina. Conceptos básicos sobre el metabolismo de la glucosa. Metabolismo de los lípidos: síntesis y catabolismo de los triglicéridos en el tejido adiposo. Fisiología hipotalámica: funciones no endócrinas. Contenidos: Homeostasis de la glucosa. Papel del hígado como fuente de glucosa durante el ayuno. Combustibles alternativos (ácidos grasos, cuerpos cetónicos, aminoácidos). Anatomía funcional del islote: tipos celulares, interrelaciones parácrinas. Secreción de insulina: regulación por la glucosa y por otros secretagogos fisiológicamente relevantes. Eje enteroinsular. Acciones de la insulina: metabólicas, proliferativas; mecanismo de acción. Principales efectores a nivel celular (sistemas enzimáticos, transportadores). Hormonas hiperglucemiantes rápidas y lentas: mecanismos de acción. Regulación del metabolismo lipídico: acciones de la insulina y de las hormonas contrarreguladoras sobre el tejido adiposo y el hígado. Regulación integrada (humoral-autonómica) del metabolismo energético durante el ayuno, la ingesta y el ejercicio. Control de la ingesta: mecanismos a corto y a largo plazo. Estructuras centrales involucradas. Señales periféricas, regulación y funciones de la leptina y la ghrelina. Relación entre incorporación de nutrientes, consumo de energía y tamaño de los depósitos adiposos. Objetivos: Que el educando logre: 1- Describir los patrones de secreción de la insulina y su regulación por la glucosa (estimulo iniciador) y por otros factores (potenciadores) metabólicos, hormonales y nerviosos. 2- Describir los mecanismos de acción de la insulina, relacionándolos con los fenómenos intracelulares que median los principales efectos metabólicos de esta hormona. 3- Enumerar las principales hormonas hiperglucemiantes, describiendo los estímulos para su secreción, su mecanismo de acción y sus efectos metabólicos. 4- Esquematizar los mecanismos hormonales y autonómicos involucrados en la regulación de la glucemia y de los ácidos grasos libres durante el ayuno, la ingesta y el ejercicio. 5- Describir a la conducta alimentaria humana como un sistema de retroalimentación con mecanismos aferentes y eferentes. 6- Describir las redes neuronales del núcleo hipotalámico ventromediano que participan en la regulación de la ingesta. 7- Identificar la regulación del consumo de energía como un determinante importante del peso corporal. 6 Fisiología y Biofísica - R2 TRABAJO PRACTICO 1: INTRODUCCION A LA FISIOLOGIA ENDOCRINA UNIDAD HIPOTALAMO-HIPOFISARIA Actividad 1: a) Enumerar seis funciones del sistema endocrino, dando ejemplos de las hormonas participantes. ¿Hay alguna hormona que cumpla más de una función? ……………………………… ……………………………….. ………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… Fisiología y Biofísica - R2 b) Completar el cuadro siguiente, indicando, entre otras cosas, mecanismo de comunicación química (autócrino, parácrino, etc.) correspondiente. MEDIADOR QUIMICO PRODUCIDO EN TRANSPORTADO A TRAVES DE MECANISMO BLANCO Insulina Células Insulina Células Dopamina Acetilcolina Células Motoneurona Lactotropas Placa terminal Insulina Gastrina Hepatocito Eritropoyetina Sangre Célula Parietal c) Mencione otros ejemplos de hormonas liberadas por tejidos considerados tradicionalmente no endócrinos: ……………………............................................................................................................................................. ……………………............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. d) Elabore en forma conjunta con sus compañeros de mesa una definición de hormona; a continuación discuta con los mismos por qué, por ejemplo, sustancias como los ácidos grasos libres, sintetizados en tejidos específicos, que viajan por la sangre y que impactan sobre tejidos a distancia, generando cambios metabólicos en los mismos, no puede ser considerados hormonas. ……………………............................................................................................................................................. ……………………............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ……………………............................................................................................................................................. ……………………............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ……………………............................................................................................................................................. ……………………............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. 8 Fisiología y Biofísica - R2 Actividad 2: a) Ubique las moléculas de comunicación intercelular que se enumeran en la lista siguiente según su estructura química y el receptor con el que interactúan. Somatostatina, Ocitocina, Adrenalina LH, FSH Calcitonina, Cortisol LHRH, Dopamina Vasopresina Proteínas y péptidos PTH, GH, PRL, CRH TSH, ACTH, TRH Interleuquina -1, CO Eritropoyetina, Leptina Progesterona, Insulina Estradiol Derivados aminoacídicos Testosterona, Inhibina, DHEA, Aldosterona, IGF-1, T3, NO Vitamina D3 activa PGI2, GHRH Proteínas Proteínas Gases JAK AMPc AMPc GMPc IP3 DAG Regulación citoplasmática de proteínas Regulación de expresión génica y ciclo celular HSP Esteroides Derivados aminoacídicos Núcleo 9 Fisiología y Biofísica - R2 b) ¿Podría agregar en este gráfico otro grupo de receptores de membrana? mecanismo/s intracelular/es estaría/n involucrado/s en su/s efecto/s? ¿Cuál? ¿Qué ……………………............................................................................................................................................. ……………………............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................. c) Elija uno de los mediadores enumerados y realice un esquema en el que se muestre cuál es su mecanismo de acción en una célula blanco. Agregue los efectores determinantes para su actividad biológica en esta célula. Actividad 3: Caso ClInico 1 Un paciente de 67 años de edad, portador de un carcinoma de próstata hormonodependiente (un tipo de cáncer cuyas células requieren, para crecer y replicarse, de la presencia de una hormona, en este caso, de los andrógenos), es tratado con leuprolide, un agonista de los receptores de LHRH, con la finalidad de disminuir los niveles circulantes de testosterona. Dicho agonista (en realidad, un superagonista) se une a los receptores de las células gonadotropas con alta afinidad y en forma constante; tras una inyección intramuscular (i.m.) su efecto se ejerce por más de 30 días. a) Dibuje en el gráfico adjunto cómo evolucionarían los niveles de LH en este paciente durante los primeros 14 días tras una inyección i.m. de leuprolide. Niveles de LH tras la Inyección de un Superagonista de LHRH 6 Inyección de leuprolide i.m. 5 4 3 2 1 0 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 Días Intervalo de normalidad de acuerdo a edad y sexo 10 Fisiología y Biofísica - R2 b) ¿Por qué mecanismo disminuye el leuprolide los niveles de testosterona? ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. c) El paciente presentaría, tras cuatro semanas, un cuadro compatible, desde el punto de vista del laboratorio endocrinológico, con un hipogonadismo hipogonadotrófico. ¿Es esta aseveración verdadera o falsa? ¿Por qué? ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. d) Grafique cuál sería la respuesta de la LH en una prueba de LHRH (50 µg i.v.) realizada a los 14 días de la inyección de leuprolide? Fundamente su respuesta. Antes Después 17.5 17.5 15.0 15.0 12.5 12.5 10.0 10.0 7.5 7.5 5.0 5.0 2.5 2.5 0.0 0.0 0 30 Minutos 60 0 30 60 Minutos ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. e) Este es un clásico ejemplo de “down regulation”. Señale las diferencias con un mecanismo de “up regulation". Dar 1 ejemplo de cada uno. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. 11 Fisiología y Biofísica - R2 Actividad 4: a) Complete el siguiente esquema que representa algunos de los mecanismos de retroalimentación que contribuyen a la regulación de la función endócrina. Hipotálamo Hipófisis Glándula (periférica) ? Tejido efector EFECTO BIOLOGICO EFECTO BIOLOGICO EFECTO BIOLOGICO 12 Fisiología y Biofísica - R2 b) Describa mecanismos de retroalimentación no representados en el gráfico anterior. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. Actividad 5: a) Complete el cuadro siguiente, relacionando las hormonas hipotalámicas hipofisotróficas (HHH) con sus núcleos de origen, las células blanco hipofisarias que estimulan o inhiben, y sus efectos sobre la trofina/hormona correspondiente: HHH NUCLEO(S) DE ORIGEN CELULAS BLANCO HORMONA HIPOFISARIA EFECTO ACTH PRL Dopamina GHRH GH TRH LH, FSH Oxitocina ADH Lactotropas ACTH b) Agrupe las siguientes hormonas de la hipófisis (anterior y posterior) de acuerdo a su estructura química en las distintas familias. Indique la presencia de algún rasgo estructural común entre los miembros de una familia. Señale aquellas hormonas que, por su similitud estructural, pueden asumir funciones de algún otro miembro de la familia. PRL LH TSH GH ACTH FSH ADH MSH OXT F A M “FAMILIA SOMATOLACTOTR OPA” I MIEMBROS:……………………………………………. L I CARACTERISTICA COMUN: ………………………………… A ……………………………………………………………………. ……………………………………………………………………. S O “EFECTOS CRUZADOS”: …………………………………….. M A T O L A 13 Fisiología y Biofísica - R2 “DERIVADOS DE LA PROOPIOMELANOCORTINA” MIEMBROS: ……………………………………………………… CARACTERISTICA COMUN: ………………………………… ……………………………………………………………………. ……………………………………………………………………. “EFECTOS CRUZADOS”: …………………………………….. PRL LH TSH GH ACTH FSH ADH MSH OXT “HORMONAS GLUCOPROTEICAS” MIEMBROS: ……………………………………………………… ? CARACTERISTICA COMUN: ………………………………… ……………………………………………………………………. ……………………………………………………………………. “EFECTOS CRUZADOS”: …………………………………….. “NONAPEPTIDOS” MIEMBROS: ……………………………………………………… CARACTERISTICA COMUN: ………………………………… ……………………………………………………………………. ……………………………………………………………………. “EFECTOS CRUZADOS”: …………………………………….. c) Nombre otros miembros de las familias antes caracterizadas que no se sinteticen en la unidad hipotálamo-hipofisaria. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. 14 Fisiología y Biofísica - R2 Actividad 6: Caso clInico 2 Tras un accidente vial José, un joven motociclista renuente a usar casco, ingresa a la guardia de un hospital municipal. Tuvo una pérdida de conocimiento de breve duración, y al momento del ingreso presenta un cuadro de obnubilación leve y otorragia izquierda. La radiografía de cráneo, de dudosa calidad técnica, es informada como normal. Recién en 24-48 horas se podrá realizar una tomografía axial computada, y José es internado para su observación. Durante el período de seguimiento comienza a orinar cada vez con mayor frecuencia, llegando a eliminar 8,5 l de orina en 12 horas. La densidad de la orina es muy baja, siempre < 1005. a) ¿Qué piensa de este volumen urinario, y de la densidad de la orina? ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. b) ¿Cuál puede ser la causa más probable de este trastorno? ……………….………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………………... ……………….………………………………………………………………………………………………………. c) ¿Cómo pondría en evidencia la ausencia del mecanismo compensador de la pérdida hídrica? ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. 15 Fisiología y Biofísica - R2 d) La eliminación de grandes volúmenes de orina hipotónica puede deberse, por ejemplo, a una alteración en los receptores tubulares para ADH (diabetes insípida nefrogénica). ¿Cómo haría para establecer el diagnóstico diferencial en este caso? ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. e) José responde favorablemente al tratamiento con un derivado de acción prolongada de la vasopresina. Antes de ser dado de alta se realiza un perfil hormonal. ¿Si se hubiera producido una sección del tallo hipofisario, qué características esperaría encontrar en cuanto a los niveles de las distintas trofinas hipofisarias y de la prolactina? ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. Actividad 7: El hipotálamo como centro integrador de respuestas endocrinas, autonómicas y conductuales Todos sabemos que, ante una situación de alarma, las neuronas productoras de CRH en el núcleo paraventricular del hipotálamo constituyen el punto de partida de una respuesta neuroendocrina fundamental para la conservación de la vida como lo es la activación de la corteza suprarrenal. Pero la respuesta a un agente estresor presenta múltiples facetas, de las cuales el incremento de la secreción de glucocorticoides constituye sólo una. Los siguientes resultados fueron obtenidos en ratas de laboratorio, en un estudio realizado mediante la inyección intracerebroventricular (i.c.v.) de CRH, a fin de estudiar los efectos de este péptido sobre el sistema nervioso central. En primer lugar se inyectó en forma aguda por vía i.c.v. CRH o solución salina al 0,9% (controles), midiéndose los siguientes parámetros (se presentan los valores promedio obtenidos en 8-10 ratas/grupo): 16 Fisiología y Biofísica - R2 F. cardíaca (Latidos/minuto) Tiempo (min) 0 5 15 30 60 90 CRH 121 135 162 184 190 178 Locomoción (Desplazamientos/3 min) NaCl 0,9% 109 122 125 120 128 118 CRH 86 90 110 120 114 126 NaCl 0,9% 80 87 78 90 83 90 Corticosterona (µg/ml) CRH 20 23 25 34 49 56 NaCl 0,9% 16 17 23 24 19 21 a) Traslade los resultados de la tabla a los gráficos siguientes. ¿Qué diferencias puede establecer entre los animales tratados con CRH y con aquellos que recibieron solución salina? ¿Qué conclusiones deduce? 200 180 160 140 120 100 NaCl 0,9% CRH 80 0 15 30 45 60 75 90 Tiempo (min) 125 100 75 50 CRH NaCl 0,9% 25 0 15 30 45 60 75 90 Tiempo (min) 17 Fisiología y Biofísica - R2 60 50 40 30 20 10 CRH NaCl 0,9% 0 0 15 30 45 60 75 90 Tiempo (min) ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….………………………………………………………………………………………………………. b) ¿De qué tipo de parámetro se tratan las respuestas observadas? (una con flechas) Parámetro de tipo Respuesta observada Neuroendocrino ⇑ de la frecuencia cardíaca Conductual ⇑ de la locomoción Autonómico ⇑ de los niveles de corticosterona c) Describa la vía posiblemente implicada en el aumento de la frecuencia cardíaca registrado en los roedores tras la inyección i.c.v de CRH. ……………….………………………………………………………………………………………………………. ……………….……………………………………………………………………………………………………….. ……………….………………………………………………………………………………………………………. d) Complete la tabla siguiente con otros ejemplos de respuestas articuladas a nivel del hipotálamo y que involucran dos o más componentes. Autonómicas Neuroendócrinas Conductuales ● ● ● ● ● ● ● ● ● 18 Fisiología y Biofísica - R2 TRABAJO PRACTICO 2: TIROIDES – PARATIROIDES. ETABOLISMO FOSFOCALCICO Actividad 1: Completar el siguiente esquema sobre el metabolismo del yodo. FUENTES NATURALES DE YODUROS Requerimiento g/d INGESTA Captación por otros tejidos: ABSORCIÓN Captación tiroidea g/d LEC HECES Yoduria g/d Actividad 2: Prueba de Captación de Yodo Radiactivo Consiste en administrar una dosis de yodo radiactivo (20-50 µCi de 131I), midiendo la captación mediante un contador de centelleo que se enfrenta a la glándula tiroides en forma temprana (tras 1 hora) y tardía (24 y 48 horas después). Se acepta como normal una captación a las 24 horas de aproximadamente 6 - 25 % de la dosis administrada. En personas normales, la captación a la hora de administrado el radioisótopo es de 5 - 10%. a) En base a sus conocimientos de fisiología, ¿cuál es el fundamento de esta prueba? .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. 19 Fisiología y Biofísica - R2 b) ¿De qué factores depende el resultado de la captación? .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. c) ¿Cómo modificaría la captación tiroidea, en una persona sana, una inyección de TSH realizada en las 48 hs previas? ¿Sobre qué efectores celulares e intracelulares actuaría? .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. El perclorato de potasio puede ser captado por el NIS “desplazando” al yoduro no unido a la tiroglobulina. Si a un paciente se le mide la captación tiroidea 2 horas después de la dosis de 131I, luego se le administra 1 g de perclorato de potasio por vía oral, y tras otras 2 horas se le realiza una nueva captación tiroidea: d) ¿Cambiará el nivel de radioactividad en la glándula si su tiroides funciona normalmente?” .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. e) ¿Qué pensaría si la radioactividad de la glándula descendiera en un 90% comparada con los datos de la captación a las 2 horas? ¿Es esto normal? .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. f) ¿Qué mecanismo estará alterado en este caso? .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. 20 Fisiología y Biofísica - R2 Actividad 3: Completar el siguiente esquema sobre la síntesis y secreción de las hormonas tiroideas: Enumere las acciones de la tiroperoxidasa: 21 Fisiología y Biofísica - R2 Actividad 4: En el siguiente gráfico se representan los niveles de TSH tras la administración de 200 ug de TRH iv en distintas situaciones TSH (mUI/ml) 30 1 20 10 2 0 30 60 90 3 Tiempo (min) TRH 200 ug i.v. a) Señale a que situación corresponde cada curva Curva 1: ... Curva 2: respuesta normal (promedio + SD) Curva 3: ... ...................... ...o.................................. b) ¿Cómo diferenciaría en el caso de la curva 3 las dos opciones posibles? .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. c) Complete el siguiente cuadro referido a la exploración funcional del eje hipófisis-tiroides: T4 TSH PRUEBA TRH HIPOTIROIDISMO 1° HIPOTIROIDISMO 2° HIPOTIROIDISMO SUBCLÍNICO 22 Fisiología y Biofísica - R2 d) Explique por qué la medición de TSH por métodos ultrasensibles o, en su defecto, la prueba de TRH-TSH, permiten hacer diagnóstico precoz en el caso de un hipotiroidismo subclínico: .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. Actividad 5: Caso Clinico Juanita tiene 22 años, caderas más que generosas, amplia cintura y una meta en su vida: ser una escuálida modelo. Pero por desgracia, dos obstáculos le impiden alcanzar su más preciado anhelo: una desmedida pasión por los postres, sumada a una absoluta falta de voluntad para el entrenamiento físico. Pasó por varios médicos que le dijeron que su organismo funcionaba perfectamente, y que no tenía, como ella creía, un problema glandular responsable de sus redondeces. Perseverante en su búsqueda y consciente de sus debilidades (pero no de los riesgos de la automedicación), Juanita decide apelar a la farmacología: como leyó en una página de Internet que la sustancia activa del famoso producto Fast Fat Rediuz es la L-tiroxina, compra dos cajas de Levotiroxinol Forte en la farmacia y comienza a empastillarse, confiada en que, como leyó que se trata de un producto natural del organismo, nada malo podría ocurrirle. Tres semanas después de consumir unos 300 g de L-tiroxina diarios (téngase en cuenta que la dosis de reemplazo en pacientes atireóticos -sin tiroides- es de aproximadamente 125 g/día) es llevada a la guardia por sus compañeras de cuarto, terriblemente asustadas ya que Juanita había dejado de dormir hacía dos días, pasando ininterrumpidamente de limpiar cada ángulo diedro del departamento con hisopitos de algodón, a recorrer el pasillo con paso entre decidido y felino, envuelta en una funda de almohada y tarareando música de pasarela mientras saludaba a un público imaginario… Un aplomado residente con mirada vivaz la recibe y la revisa detalladamente, sin prestar atención a su constante canturreo y a su ánimo algo belicoso: a) ¿Cómo estarán los signos vitales (presión arterial, frecuencia cardíaca, temperatura corporal) de Juanita? .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. b) Cómo (, , ) supone que se encontrarán los niveles plasmáticos de: T4 total: T4 libre: TSH T3: T3 reversa: Catecolaminas: Justifique sus respuestas: .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. ……………………………………………………………………………………………………… 23 Fisiología y Biofísica - R2 c) El Residente, que no había dormido por 32 horas seguidas, no interrogó bien a Juanita y desconocía que ella había tomado LT4. Por ello, al recibir el resultado del laboratorio (compatible con hipertiroidismo) decide solicitar una captación y centellografía tiroidea. ¿Qué resultado esperaría de dicho estudio? Justifique. ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ........................................................................... d) Al conocer la causa del estado de Juanita, le administra rápidamente un bloqueante beta adrenérgico. ¿Qué habrá ocurrido con su frecuencia cardíaca? ¿Cuál es, entonces, la relación entre los efectos miocárdicos de las hormonas tiroideas y las catecolaminas? ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ........................................................................... e) ¿Cuál es el mecanismo intracelular por el que la triyodotironina ejerce su acción? ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... f) ¿Existen otros mecanismos por los cuales las hormonas tiroideas ejercen efectos directos sobre el miocardio? ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... g) ¿Cómo podría evitarse la formación exagerada de triyodotironina ante una sobredosis de L-tiroxina? ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... h) ¿Qué relación existe entre el aumento del metabolismo basal, inducido por el exceso de hormonas tiroideas, con los efectos cardiovasculares de las mismas? ¿Qué otras acciones de estas hormonas contribuyen a este fin? Discutir este punto con sus compañeros y con un ayudante. ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... 24 Fisiología y Biofísica - R2 Actividad 6: Caso clinico Usted recibe en su consultorio al paciente Pedro, quien relata que, desde hace algunas semanas, tiene diarreas profusas, episodios aislados de taquicardia en reposo, insomnio, debilidad muscular y sudoración exagerada. La palpación tiroidea revela un agrandamiento uniforme (50 g) de la glándula; el examen físico revela características clásicas de un hipertiroidismo leve a moderado. Le administra un tratamiento sintomático para las diarreas y le solicita un estudio de laboratorio hormonal que trae a la semana con los siguientes resultados: TSH < 0,03 mUI/ml (VN 0,3 - 4,5), T4: 18 ug/dl (VN 4,5 - 12) T3: 340 ng/ml (VN 80- 200). En esa semana Pedro consultó a otro médico, quien solicitó una prueba de TRH -TSH, la cual arrojó el siguiente resultado: TSH basal y 30 minutos postTRH <0,03 mUI/ml a) Explique con qué acciones de la hormona tiroidea se relacionan los síntomas que presenta el paciente. Diarrea:….……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. Debilidad muscular: …..………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. Aumento de sudoración: …..…………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. b) ¿Qué signos habrá revelado el examen físico de Pedro en la primera consulta? ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………………. 25 Fisiología y Biofísica - R2 c) ¿Cuál es el peso normal de la glándula tiroides? ¿Cómo se denomina en medicina al agrandamiento de la glándula tiroidea? ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... d) Explique por medio de un gráfico el estado del eje hipotálamo-hipófiso-tiroideo de nuestro paciente. Discuta con su ayudante cuál es el estímulo para la secreción exagerada de hormonas tiroideas en este caso. e) ¿Hubiera usted solicitado el test de TRH en este paciente? ¿Por qué? De haberlo realizado, ¿qué resultado esperaría hallar? ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... f) ¿Cuál es el diagnóstico compatible con este cuadro clínico y de laboratorio? ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… Una vez confirmado el diagnóstico usted le indica una captación tiroidea de 131I que revela valores de 56% a las 24 hs. y 60 % a las 48 hs. de administrado el radioisótopo. g) ¿Es esta captación normal? ¿Sugiere aumento o disminución de la función tiroidea? ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... 26 Fisiología y Biofísica - R2 El centellograma tiroideo que aporta Pedro muestra una glándula uniformemente aumentada de tamaño, con captación homogénea del radioisótopo, compatible con el cuadro clínico de este paciente. Con la confirmación del diagnóstico Pedro comienza el tratamiento con una droga antitiroidea cuyo mecanismo de acción reside en inhibir la función de una enzima relevante para la síntesis de hormonas tiroideas. h) ¿A qué enzima nos referimos y cuáles serán las consecuencias de su administración sobre el funcionamiento de la glándula tiroides? ¿Y sobre el eje? ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... Luego de 6 meses de tratamiento, el paciente consulta por aumento de 10 kg de peso, cansancio no relacionado al esfuerzo (astenia) y aumento del número de horas de sueño (hipersomnia); un estudio de rutina muestra una dislipoproteinemia con aumento de colesterol total (260 mg/dl) y LDL (170 mg/dl). i) ¿Cuál es su sospecha con respecto a la evolución del paciente? ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... j) ¿Podemos atribuir la hipercolesterolemia a la alteración de la función tiroidea? ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... k) ¿Qué estudios solicitaría para confirmar su sospecha y cómo espera encontrar los resultados? ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... 27 Fisiología y Biofísica - R2 Complete el siguiente cuadro Actividad 7: Calcio Fósforo Magnesio Fuentes Conc. plasmática Formas circulantes Funciones biológicas Actividad 8: Complete el siguiente gráfico relacionado al metabolismo del calcio y del fosfato Requerimiento diario Excreción urinaria: CT, PTH, 1,25(OH)2-D3 28 Fisiología y Biofísica - R2 Actividad 9: a) Describa cómo interactúan la calcitonina, la PTH y la 1,25 (OH) 2 vitamina D3 con las siguientes estructuras en la regulación de la calcemia. b) ¿Qué puede agregar con respecto al papel de estas hormonas en relación a la regulación de los niveles séricos de fosfato? ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ………………………………………………………………………………………………………………………… c) Describa de acuerdo a la estructura química a que grupo de hormonas corresponde cada una de ellas y el mecanismo de acción de cada una de estas tres hormonas. ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... 29 Fisiología y Biofísica - R2 Actividad 10: Al ver una publicidad de yogur usted se pregunta qué relación existe entre las encantadoras modelos, el yogur que publicitan y la excelente salud ósea que prometen. Otras preguntas que pueden surgir son: ¿cómo es que el calcio que está en el yogur llega al hueso? ¿Y cómo sale el calcio del hueso para mantener estable la calcemia? ¿Hay algo que regule la formación ósea? ¿Por qué de chiquito me daban aceite de hígado de pescado para los huesos? a) Complete el siguiente esquema sobre la regulación de la acreción/resorción ósea, agregando donde correspondan los receptores y los reguladores detallados más abajo (estos pueden actuar en más de un lugar). En los rectángulos correspondientes escriba el mediador parácrino involucrado. Acreción u + C_________L E__________L - Reguladores de la resorción / acreción (osteogénesis): PTH – VitD 3 - GH -T3/T4 Glucocorticoides - Estrógenos - VitD3 - IGF-1 - TGFβ - IL1 - TNFα Mediadores parácrinos elaborados por el osteoblasto: osteoprotegerina (OPG) - RANKLigando (RANK-L) Receptor: RANK (ubíquelo en la membrana de la(s) célula(s) correspondiente(s)) b) Explique brevemente cuál es el papel del receptor RANK, de su ligando (RANK-L) y de la osteoprotegerina (OPG) en la regulación de los procesos de acreción y resorción ósea. ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... c) Además, dos importantes hormonas reguladoras de la actividad osteoclástica actúan directamente sobre estas células, por lo que pueden estimular o reprimir potentemente la resorción ósea. ¿Se anima a completar los recuadros correspondientes en la parte inferior del gráfico? 30 Fisiología y Biofísica - R2 TRABAJO PRACTICO 3: GLANDULA SUPRARRENAL Actividad 1: Complete el esquema de la glándula suprarrenal con el nombre de cada zona. ¿Qué se sintetiza en cada una y cuál es su origen embriológico? Actividad 2: Esteroidogénesis Suprarrenal a) Completar: Todas las hormonas esteroideas derivan de un precursor común: el... ................................ .., que posee... ...... .. átomos de carbono y cuyo origen puede ser a)... .........................................., b)..................................................... 31 Fisiología y Biofísica - R2 b) Las siguientes enzimas están involucradas en la biosíntesis de los corticoesteroides adrenales; señale su ubicación en uno o más lugares del esquema 1. colesterol desmolasa (CYP11A1) 2. 3β-OHesteroide deshidrogenasa (3ΒHSD) 3. 21 hidroxilasa (CYP21A2) 4. 11β-hidroxilasa (CYP11B1) 5. aldosterona sintasa (CYP11B2) 6. 17 α- hidroxilasa (CYP17) 17/20 liasa COLESTEROL PREGNENOLONA 17-OH-PREGNENOLONA DHEA PROGESTERONA 17-OH PROGESTERONA 4-ANDROSTENODIONA DESOXICORTICOSTERONA 11-DESOXICORTISOL ANDROGENOS CORTICOSTERONA ALDOSTERONA CORTISOL GLUCOCORTICOIDES MINERALO CORTICOIDES c) ¿Qué efecto tendrá un déficit de la actividad de la 21-hidroxilasa sobre la síntesis y los niveles circulantes de cortisol? ¿Se modificarán los niveles de ACTH? ¿Cómo? Señale en el gráfico qué otros productos de la esteroidogénesis verían modificada su síntesis (en más o en menos) en este caso. Si se tratara de una niña recién nacida, ¿cuáles serían las manifestaciones clínicas? ¿Podría estar en riesgo su vida por carecer de mineralocorticoides? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 32 Fisiología y Biofísica - R2 Actividad 3: Ritmo Circadiano de Cortisol Para conocer las variaciones del cortisol plasmático durante un período de 24 horas, en 10 adultos de 40 ± 5 años, se determina el cortisol plasmático en muestras de sangre obtenidas a intervalos de 4 horas. Los resultados obtenidos se muestran en el cuadro siguiente: HORARIO 12 AM 4 AM 8 AM 12 AM 4 PM 8 PM CORTISOL PLASMATICO (nmolL -1) 56 75 92 84 63 72 91 49 83 55 210 320 270 280 290 400 240 250 340 300 650 420 530 480 620 570 500 730 410 560 160 200 280 180 240 190 160 250 230 150 394 360 420 230 240 280 90 260 290 200 69 75 126 128 89 72 98 53 58 77 MEDIA ± SD a) Grafique en un eje de coordenadas los resultados obtenidos (media ± S.D.) b) ¿Qué conclusiones podría obtener de la curva representada? Justifique. ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 33 Fisiología y Biofísica - R2 c) ¿Podría relacionar estas fluctuaciones con los ciclos de luz-oscuridad? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ d) ¿Con la ingesta? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ e) ¿Con el sueño? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ f) ¿Cómo cree que se corresponden las concentraciones de cortisol con la secreción de ACTH? Agregue este parámetro al grafico anterior. g) ¿Cómo espera encontrar el ritmo diario de secreción de cortisol en una persona que trabaja de noche? ¿Qué consecuencias traería la alteración del ritmo en esta persona? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ Actividad 4 : Describa los efectos de los glucocorticoides sobre los efectores enunciados a continuación, explicitando, en lo posible, los mecanismos subyacentes. -Metabolismo Hidrosalino: ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ -Células Hemáticas: ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 34 Fisiología y Biofísica - R2 -Sistema Inmune: ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ -Piel y Tejido Celular Subcutáneo: ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ -Sistema Cardiovascular: ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ....................................................................................................................... -Sistema Nervioso Central: ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ -Metabolismo Intermedio: ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ -Aparato Gastrointestinal: ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ -Tejido Muscular y Oseo: ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ Actividad 5 : Sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA) a) Grafique los componentes del SRAA, detallando la regulación de la secreción de renina por parte del aparato yuxtaglomerular. 35 Fisiología y Biofísica - R2 b) ¿Cómo intervienen la ACTH y el K+ en la regulación de la síntesis de aldosterona? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………… c) ¿Qué papel juega el péptido natriurético atrial en la regulación del SRAA? Enumere otras funciones de dicho péptido ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ……………………………………………………………………………………… Actividad 6: a) Complete el esquema con las enzimas que intervienen en la síntesis de catecolaminas, señalando además el paso limitante en esta vía TIROSINA DIHIDROXIFENILALANINA (DOPA) DOPAMINA NORADRENALINA ADRENALINA 36 Fisiología y Biofísica - R2 b) ¿De dónde provienen la adrenalina y noradrenalina circulantes? ¿Y la dopamina? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ c) ¿De qué manera se produce el estímulo para la liberación suprarrenal de adrenalina y noradrenalina? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ d) ¿Cuál es el efecto del cortisol sobre la médula suprarrenal? ¿Qué otros “puntos de contacto” presentan el sistema simpático y el eje hipotálamo-hipófiso-adrenal? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ 37 Fisiología y Biofísica - R2 Actividad 7: Complete el siguiente cuadro con respecto a las acciones de la adrenalina. RECEPTOR ACCIONES CORAZON ARTERIOLAS MUSCULO LISO BRONQUIAL MOTILIDAD INTESTINAL METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO Caso Clinico 1 Thomas Addison, publicó en 1855, su clásica monografía que describe los rasgos clínicos y hallazgos de autopsia de 11 casos de destrucción bilateral de la corteza suprarrenal, seis de los cuales eran de origen tuberculoso. Actualmente, en el mundo occidental, el hipocortisolismo primario o enfermedad de Addison reconoce un origen autoinmune en el 70% de los casos. Nos consulta una paciente de 57 años de edad que comenzó con sus molestias en forma insidiosa. Refiere síntomas poco específicos: debilidad, cansancio, anorexia y, esporádicamente, náuseas, vómitos y diarrea con dolor abdominal y mareos, y cuenta, además que en ocasiones siente la necesidad imperiosa de ingerir de comidas saladas. En el examen físico se constata disminución del peso corporal en relación a edad y altura, hipotensión (80/50 mmHg) y aumento de la pigmentación en áreas expuestas al sol, así como en pliegues, en una cicatriz paraumbilical y en las aréolas mamarias. Sospechando un cuadro de hipofunción corticosuprarrenal: 38 Fisiología y Biofísica - R2 a) ¿Qué estudio bioquímico nos daría una rápida respuesta? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ b) ¿Cómo podemos diferenciar una insuficiencia corticosuprarrenal primaria de una secundaria? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ d) La insuficiencia suprarrenal secundaria se diferencia de la primaria por la ausencia de aumento de pigmentación cutánea, ¿cómo lo explicamos? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ Caso Clinico 2 Usted está de veraneo, disfrutando del paisaje y de un batido de coco y cachaça en el bar de una hermosa playa brasileña, cuando un desconocido se le acerca y lo saluda efusivamente “Juancito querido, cómo estás, tanto tiempo!!!...”. Por la voz reconoce en él al flaco Palito, como le decían en el bar del barrio, un amigo de toda la vida a quien no veía desde hacía unos dos años. Su aspecto físico presenta grandes cambios que le dan un look verdaderamente extraño: cara redonda y rubicunda, con una prominente obesidad abdominal que contrasta con la delgadez de sus miembros. Estrías de color rojo vinoso serpentean sobre sus flancos, y la porción superior de su espalda, por debajo del nacimiento del cuello, carga con un almohadón de grasa que semeja una joroba. Además, a pesar de ser más joven que usted, camina con cierta dificultad, apoyado en un bastón. “Lo que pasa es que tengo una grave enfermedad reumática autoinmune, por lo que estoy en tratamiento con dosis elevadas de glucocorticoides”, comenta el ex flaco, “y encima se me rompió la cadera porque me dio osteoporosis…” a) Enumere e intente explicar el origen de las características somáticas de su amigo ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ Palito sabe que usted es médico y, como no se siente del todo bien, le pide que le controle su presión arterial (PA). Como usted es médico full-time y lleva siempre consigo su esfigmomanómetro (hasta en la playa) examina su PA, constatando 160/100 mmHg y una frecuencia cardiaca de 90 latidos/minuto. 39 Fisiología y Biofísica - R2 b) ¿Qué efectos biológicos de los glucocorticoides estarían implicados en el incremento de la presión arterial que usted detectó? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ c) ¿Existe alguna relación causal entre aumento prolongado de glucocorticoides y osteoporosis? Nombre los posibles mecanismos involucrados. ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ d) Si su amigo fuera atacado en el mar por un tiburón ¿qué ocurrirá con la secreción endógena de cortisol (de su amigo, claro está)? ¿Por qué? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ d) Palito le comenta que su esposa Evangelina tiene una compañera de trabajo, familiar de un endocrinólogo, que le dijo que parara de sufrir y que abandonara el tratamiento con glucocorticoides de una vez. ¿Qué opina usted? ¿Por qué? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ 40 Fisiología y Biofísica - R2 TRABAJO PRACTICO 4: FISIOLOGIA DE LA REPRODUCCION FEMENINA Actividad 1: CICLO SEXUAL FEMENINO: a) Grafique las fluctuaciones de los niveles de LH, FSH, Estradiol y Progesterona durante el ciclo sexual femenino. Señale en el esquema la duración ideal (en días) de este ciclo, y los eventos que jalonan dicho ciclo (fases, menstruación, ovulación, período de mayor fertilidad) b) Proponga un método citológico y uno por determinación de los niveles hormonales para el diagnóstico de ovulación ¿Se le ocurre algún otro? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ c) Describa los cambios hormonales, en ovarios, útero y del moco cervical a lo largo del ciclo, ¿Cuáles son los mensajeros responsables de dichos cambios? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ .......................................................................................................................................... 41 Fisiología y Biofísica - R2 d) ¿Cómo se modificaría el gráfico anterior ante un embarazo? ¿Cuál es la razón por la que no sobreviene la apoptosis de las células del cuerpo lúteo, persistiendo su secreción? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ Actividad 2 EJE HIPOTALAMO HIPOFISO OVARICO: a) Completar el siguiente esquema del eje hipotálamo-hipófiso-ovárico, indicando los mecanismos de regulación y retroalimentación y teniendo en cuenta la existencia de factores extrahipotalámicos que afectan la función de este eje ESTRES SISTEMA LIMBICO LHRH “GENERADOR DE PULSOS” NPV GLANDULA TEJIDO ADIPOSO SUPRARRENAL OVARIO 42 Fisiología y Biofísica - R2 b) ¿Cuál es la conformación básica propuesta para el generador hipotalámico de pulsos de GnRH y cuáles las interacciones reguladoras entre sus elementos? ¿Dónde se ubica, en los primates, esta estructura funcional? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ c) Describa la secuencia de eventos involucrada en la génesis del pico preovulatorio de LH. ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ d) Narre brevemente cómo sobreviene la ruptura folicular (ovulación). ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ Actividad 3 : SINTESIS DE ESTEROIDES EN EL FOLICULO OVARICO a) Esquematice la interrelación funcional existente entre las células de la teca y las de la granulosa, señalando los productos de la esteroidogénesis en cada una de ellas. Explique además de qué manera se ejerce el control de dichas células por las gonadotrofinas LH y FSH 43 Fisiología y Biofísica - R2 b) Coloque al lado de las siguientes aseveraciones la letra “T” y/o “G” según se trate de una característica de las células de la teca interna y/o de las células de la granulosa, respectivamente ESTIMULADA FUNDAMENTALMENTE POR FSH PRESENCIA DE LA ENZIMA COLESTEROL DESMOLASA / P450scc / CYP11A1 PRESENCIA DE LA ENZIMA AROMATASA / P450ARO / CYP19A1 ESTIMULADA FUNDAMENTALMENTE POR LH, PERO TAMBIEN POR HCG SINTESIS DE PROGESTERONA PRESENCIA DE LA ENZIMA 3β-HIDROXIESTEROIDE DESHIDROGENASA SINTESIS DE TESTOSTERONA Y ANDROSTENODIONA ESTIMULO DE LA MAQUINARIA ESTEROIDOGENICA POR AMPc SINTESIS DE ESTRADIOL Y ESTRONA 44 Fisiología y Biofísica - R2 Actividad 4: DESARROLLO PUBERAL EN LA MUJER a) Grafique (en forma aproximada) los niveles de LH medidos en una niña a lo largo del día en las tres etapas señaladas en el gráfico, indicando la presencia de pulsos secretorios durante el día y la noche ETAPA PREPUBERAL ETAPA INFANTIL 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 9 años (~7-8 años) 8 12 16 20 Horas 24 4 8 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 ETAPA POSTPUBERAL 12 años (~9-10 años) 8 12 16 20 horas 24 4 8 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 15 años (~12-15 años) 8 12 16 20 24 4 8 horas b) ¿A qué nivel del eje hipotálamo-hipófiso-gonadal se encuentra el mecanismo que desencadena el desarrollo puberal? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ c) ¿Qué relación existe entre peso crítico y menarca? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ d) Enumere los cambios que se suceden en los caracteres sexuales secundarios (desarrollo mamario, vello pubiano) en cada una de estas etapas. ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ 45 Fisiología y Biofísica - R2 e) Describa las interacciones existentes entre desarrollo puberal y crecimiento longitudinal ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ Actividad 5: CESE DE LA FUNCION OVARICA a) Defina los términos climaterio y menopausia, utilizando el criterio diagnóstico vigente para ésta ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… b) Describa los principales cambios hormonales que caracterizan al período postmenopáusico ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… c) Explique cuáles son los mecanismos subyacentes a los cambios descriptos el punto anterior ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ..……………………………………………………………………………………………….. d) Complete el gráfico con los nombres de los esteroides correspondientes, indicando cuál es la principal fuente de estrógenos durante el período fértil y en la etapa postmenopáusica OVARIO TEJIDO ADIPOSO ETAPA REPRODUCTIVA CORTEZA ADRENAL TEJIDO ADIPOSO ETAPA POSTMENOPAUSICA 46 Fisiología y Biofísica - R2 e) ¿Por qué mecanismo (o, más bien, por la falta de qué mecanismo) la producción aumentada de este estrógeno por parte del tejido adiposo en una paciente con obesidad puede llevar a un incremento del riesgo de padecer proliferación endometrial excesiva y, eventualmente, cáncer de endometrio? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ f) Enumere tres trastornos comúnmente presentes en la etapa postmenopáusica y explique cuál es el mecanismo que les da origen. ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ….………………………………………………………………………………………………. ….……………………………………………………………………………………………….. Actividad 6: Caso Clinico Una joven de 23 años acude a la consulta por falta de menstruación que data de seis meses. Según su madre no presenta antecedentes relevantes en su infancia, tuvo un rápido crecimiento entre los 11 y los 13 años con desarrollo mamario adecuado y su menarca ocurrió a los 12 años. Al examen físico llama la atención un franco adelgazamiento (la paciente pesa 46 kg y tiene una talla de 168 cm), sin otras alteraciones significativas. En una entrevista posterior los padres refieren obsesión por el peso corporal, con alteraciones en los hábitos alimentarios (dieta estricta con supresión de alimentos que considera engordantes) y actividad física excesiva, acompañados de modificaciones de la conducta con episodios de depresión e irritabilidad. Los dosajes hormonales muestran los siguientes resultados: Prueba de embarazo negativa Estradiol < 20 pg/ml (VN fase folicular: 50-80 pg/ml) LH y FSH por debajo del límite de medición Prolactina 4,0 ng/ml (VN: 3-23,5 ng/ml) Progesterona 0,2 ng/ml (VN fase lútea: 5-25 ng/ml, fase folicular: 0,5-1,5 ng/ml). 47 Fisiología y Biofísica - R2 a) En base los datos obtenidos en la entrevista, ¿se trata de un caso de amenorrea? Si es así, ¿es primaria o secundaria? Calcule el índice de masa corporal de la paciente. ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… b)¿Qué origen tendría la amenorrea, de acuerdo a los resultados de laboratorio? Aporte una orientación diagnóstica. ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… c) Se realiza una prueba de progesterona, que resulta negativa. Describa los fundamentos fisiológicos de esta prueba y justifique el resultado encontrado en esta paciente ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ Definido el cuadro se instaura el tratamiento (psicoterapéutico y nutricional), que resulta efectivo: lentamente (luego de 8 meses) la paciente recupera el peso adecuado a su talla y posteriormente sus ciclos menstruales. Mucho más estable emocionalmente, al cabo de dos años y medio se casa y poco tiempo después sorprende gratamente a sus padres con la noticia de que está embarazada. d) ¿Cómo relaciona la restauración de los ciclos menstruales con la recuperación del peso corporal? ¿Qué otros factores pueden haber influido en el cese de la actividad del eje hipotálamo-hipófisoovárico? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… 48 Fisiología y Biofísica - R2 TRABAJO PRACTICO 5: FISIOLOGIA DE LA REPRODUCCION MASCULINA PROLACTINA (PRL)- HORMONA DE CRECIMENTO (GH) Actividad 1: TESTICULO a) Completar el cuadro con el tipo celular correspondiente TIPO CELULAR Síntesis de estrógenos Síntesis de andrógenos Gametogénesis Sostén Síntesis de inhibina b) Relacionar las acciones hormonales (columna izquierda) con el correspondiente mediador químico: testosterona (T) o sus metabolitos (E= estradiol, DHT= dihidrotestosterona) ACCION HORMONAL METABOLITO Aumento del tamaño del pene Aumento del tamaño testicular Estímulo de la función y del crecimiento de la próstata Crecimiento del vello facial Diferenciación de los conductos de Wolff T Depósito de matriz ósea E Aumento de la masa muscular DHT Diferenciación de la gónada Cierre de los cartílagos de conjunción Conducta - Agresividad. c) Señale las principales diferencias existentes en la regulación del eje hipotálamo-hipófiso-gonadal en el hombre y la mujer ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… d) Defina brevemente cada uno de los siguientes procesos: Espermatogénesis: ....................................................................................................... ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… .………………………………………………………………………………………………… 49 Fisiología y Biofísica - R2 Maduración Epididimaria: ............................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ Capacitación Espermática: ........................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… .………………………………………………………………………………………………….. e) Enumere los principales elementos (celulares, funcionales y bioquímicos) que hacen a un espermograma normal. …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… f) Describa cómo se realiza el transporte de la testosterona y defina el concepto de testosterona biodisponible. ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ g) Complete el siguiente cuadro referido a los efectos de la castración sobre distintos parámetros corporales, caracteres sexuales secundarios y perfil metabólico. CASTRADO DESARROLLO TESTICULAR HORMONA TALLA DIAMETROS MIEMBROS PANICULO ADIPOSO MASA MUSCULAR VELLO 50 Fisiología y Biofísica - R2 CASTRADO DESARROLLO TESTICULAR NORMAL HORMONA FARINGE GENITALES EXTERNOS FUNCIONES COGNITIVAS SEXUALIDAD FERTILIDAD ERITROCITOS PLAQUETAS DMO PERFIL LIPIDICO Caso Clinico 1 Un paciente varón de 30 años de edad concurre a la consulta con su esposa, expresando su preocupación ya que hace 6 años que están casados, manteniendo relaciones sexuales regularmente, y no han logrado un embarazo. La pareja aclara que no usa métodos anticonceptivos de ninguna naturaleza. El interrogatorio revela que, a causa de una enfermedad reumática juvenil, el paciente estuvo bajo tratamiento con ciclofosfamida, un agente cistostático también utilizado como inmunosupresor, durante casi un año cuando tenía 16 años de edad. Al momento de la consulta no había realizado nunca estudios hormonales ni espermograma. El especialista solicitó una evaluación de laboratorio, con los siguientes resultados: Espermograma: volumen= 3 ml, pH = 7.3. No se observan espermatozoides. LH: 3.5 mUI/ml (V. N: 2.6-6.0 mUI/ml); FSH: 15.0 mUI/ml (V. N: 2.2-6.0 mU I/ml) Testosterona: 5.0 ng/ml (V. N: 3.0-8.0 ng/ml) PRL: 6.5 ng/ml (V. N: 3-15.5 ng/ml). Inhibina B: niveles disminuidos Tras considerar estos datos el médico solicita una biopsia testicular que revela túbulos seminíferos con detención de la espermatogénesis a nivel de espermatocito primario, con intersticio conservado. Responda, teniendo en cuenta estos resultados y los antecedentes del paciente: a) ¿Cuál es el origen de los 3 ml de semen? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… b) ¿Por qué los niveles de LH y testosterona son normales? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… 51 Fisiología y Biofísica - R2 c) ¿Cuál es la causa de la elevación de FSH? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… d) ¿Qué información brinda la determinación de inhibina B? ¿Cómo participa en la regulación del eje gonadal masculino y dónde se sintetiza? ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… e) ¿Cuál sería, a su juicio, la causa de esterilidad en este paciente? ¿Tiene la medicación recibida en la etapa juvenil alguna relación con la alteración gonadal? Explique brevemente. ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… PROLACTINA Actividad 2: a) ¿Cuál es la estructura química de la prolactina? ¿Qué tipos de receptores utiliza? (consultar el cuadro de estructuras químicas y receptores de la primera clase). ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… b) En el siguiente esquema se muestran los principales factores reguladores de la secreción de prolactina. Agregue a cada flecha un signo + si tiene un efecto estimulatorio y un signo - si tiene un efecto inhibitorio. Opiáceos Dopamina H1 H2 Ocitocina Estrógenos TRH VIP PRL ADH 52 Fisiología y Biofísica - R2 Complete la siguiente tabla, teniendo en cuenta los datos del esquema anterior FARMACOS QUE MODIFICAN LA SECRECION DE PROLACTINA FARMACO MECANISMO DE ACCION L-DOPA (antiparkinsoniano) Aumenta los niveles centrales de dopamina Clorpromazina (antipsicótico) Bloquea los receptores dopaminérgicos D2 Cimetidina (bloq. secreción HCl) Fentanilo (analgésico) Etinilestradiol (preparado estrogénico) Clozapina (antipsicótico) EFECTO SOBRE LOS NIVELES DE PROLACTINA Bloquea los receptores histaminérgicos H2 Agonista receptores endógenos para opioides Estrógeno sintético que se une a los receptores (intranucleares) Bloquea los receptores dopaminérgicos D4 nivel incrementado, nivel disminuido, sin cambios relevantes c) Demostración experimental del efecto inmunomodulador de la prolactina Por un mecanismo complejo, que incluye el estímulo de la síntesis y liberación de la interleuquina 2 (IL-2), así como un incremento del número de sus receptores en las células blanco (linfocitos), la prolactina (PRL) resulta esencial para el desarrollo de un respuesta inmune normal. El siguiente experimento, realizado por Bernton y colaboradores (Science 239: 401-404, 1988), brinda una prueba de ello: Ratas hembra (Rattus norvegicus, cepa Wistar) fueron inyectadas (o inoculadas, para ser más precisos) con un cultivo de Listeria monocytogenes, una bacteria altamente patogénica para esta especie de roedores. Un grupo de ellas, además, fue pretratada con bromoergocriptina (BEC), un potente agonista de los receptores dopaminérgicos D 2. 1) Traslade los datos de la tabla A correspondientes a los animales tratados con bromocriptina al gráfico de sobrevida que está bajo dicha tabla. ¿Qué conclusión saca? ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… 2) ¿Cómo haría para demostrar la existencia de una diferencia estadísticamente significativa entre la sobrevida de los animales en uno y otro grupo (Tabla B), asumiendo que estos datos están distribuidos normalmente? ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… 3) ¿Qué sustancia “X” habrán utilizado los investigadores como “contraprueba” para poder afirmar con certeza que el resultado obtenido se debía a la disminución de los niveles de PRL, y no a otro efecto de la BEC? Grafique este grupo de datos, y presente una conclusión definitiva en base a las tres curvas de sobrevida ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… 53 Fisiología y Biofísica - R2 Tabla A: Porcentaje (promedio) de los animales tratados con vehículo, con BEC, y con BEC y una sustancia “X” que sobreviven hasta 96 horas después de la inoculación Horas sin BEC con BEC BEC + "X" 0 100.0 100.00 100.00 12 92.0 85.00 89.00 24 85.0 70.00 81.00 36 72.0 58.00 68.00 48 68.0 45.00 65.00 72 67.0 38.00 65.00 96 67.0 30.00 65.00 100 sin BEC - - - con BEC 80 xxx 60 BEC + "X" 40 20 0 0 12 24 36 48 60 72 84 96 horas tras la inoculación Tabla B: Sobrevida (tiempo absoluto medido en horas) de los animales tratados con vehículo o con BEC. Controles (tratados con vehículo) Animal Nº Sobrevida (horas) Tratados con BEC Animal Nº Sobrevida (horas) 2 45 3 28 4 56 5 11 6 78 10 15 7 92 12 46 8 34 13 67 9 58 14 82 11 22 15 13 16 78 20 15 17 92 22 46 18 34 23 67 19 88 24 22 promedio 61,6 promedio 37,5 SD 7,7 SD 7,7 54 Fisiología y Biofísica - R2 4) ¿A través de qué mecanismo modifica la PRL la función inmune? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ Actividad 3 Caso Clinico 2 Una paciente de 25 años de edad consulta a un endocrinólogo refiriendo amenorrea de 8 meses de evolución. Como antecedentes ginecológicos presenta menarca a los 12 años, pubarca y telarca normales, ciclos regulares desde los 14 años, con sangrado menstrual de 5 días de duración y ritmo de 28 días. No tuvo gestas (refiere relaciones sexuales desde los 19 años, pero siempre con cuidados anticonceptivos mecánicos). La amenorrea fue precedida de ciclos menstruales irregulares y algunos períodos con ausencia de sangrado uterino de hasta 60 días. La paciente no toma medicación alguna. El examen físico muestra una paciente con peso normal para su talla y edad, tiroides de tamaño y consistencia normales, mamas con consistencia regular sin presencia de nódulos y con aparición de secreción blanquecina al presionar el pezón. Distribución del vello normal. El endocrinólogo solicita estudios de laboratorio, que arrojaron los siguientes resultados: Prolactina: 250 ng/ml (V.N: 3.0-25.0 ng/ml) LH: 5.5 mUI/ml; FSH: 4.2 mUI/ml Estradiol: 44 pg/ml T3: 1.2 ng/ml (V.N: 0.8-2.0 ng/ml) ; T4: 7.5 ug/dl (V.N: 5.0-12.5 ug/dl) TSH: 3.1 uUI/ml (V.N: 0.3-4.0 uUI/ml) Radiografía de silla turca normal a) ¿Qué le sugiere la aparición de secreción mamaria a la presión? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… b) ¿Cuál sería a su juicio el origen de la hiperprolactinemia? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 55 Fisiología y Biofísica - R2 c) ¿Cómo afecta la hiperprolactinemia al eje gonadotrófico? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ...……………………………………………………………………………………………….. d) ¿Qué sugiere el antecedente de pubarca y telarca normales, con respecto a la función endócrina? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… e) ¿Por qué es conveniente evaluar la función del eje tiroideo en esta paciente? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… 56 Fisiología y Biofísica - R2 Actividad 4: CRECIMIENTO a) ¿Cuál es el mecanismo de acción de la hormona de crecimiento? (puede utilizar como guía para su respuesta el esquema del Trabajo Práctico Nº 1) ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… b) Complete el siguiente esquema relacionado con la regulación de la secreción de la hormona de crecimiento y sus efectos óseos y metabólicos FACTORES QUE ESTIMULAN: FACTORES QUE INHIBEN: Cel. …………… GH EFECTOS METABOLICOS: ……………………..… ……………………..… ……………………..… ……………………..… ……………………..… ……………………..… ……………………..… ……………………..… ……………………..… ……………………..… ……………………..… ……………………..… EFECTOS OSEOS: ………………..…… …………………….. …………………….. …………………….. ............................... …………………….. ............................... …………………….. …………………….. …………………….. …………………….. EFECTOS METABOLICOS: …………………...…… ………………………... ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… ………………………… 57 Fisiología y Biofísica - R2 Caso clínico 3 Acude a su consultorio de endocrinología una paciente de 58 años de edad, derivada por su médico clínico por presentar glucemia alterada en ayunas (valores entre 110 y 125 mg/dl). Con voz gruesa refiere síntomas tales como cefaleas frecuentes, dolores articulares, sudoración excesiva, y expresa su preocupación porque ha notado que desde hace algún tiempo ha tenido que aumentar gradualmente el número de su calzado y su marido está enojado porque no usa la alianza de casada pues ya no le entra, coincidiendo con la sensación de que sus dedos están torpes para realizar sus tareas habituales (trabaja como modista). Al examen físico presenta macroglosia, mandíbula saliente (prognatismo), dedos engrosados, hígado agrandado (hepatomegalia), presión arterial 150 / 95 mmHg. Para confirmar la sospecha clínica de... .................................. : a) ¿Solicitaría un dosaje de GH plasmática en condiciones basales? ¿Cómo espera encontrar estos niveles? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… b) ¿Por qué razón consideraría necesario repetir el análisis si la paciente le refiere que, para hacerle la extracción, tuvieron que efectuarle unas 12 punciones hasta poder obtener la muestra de sangre? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… c) ¿Puede contribuir al diagnóstico la determinación de IGF-1 en plasma? ¿Por qué? …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… d) ¿Por qué mecanismos puede el exceso de GH generar hiperglucemia? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… d) Si la paciente fuera una adolescente de 16 años, ¿qué diferencias presentaría el cuadro clínico? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… Caso Clinico 4 Usted es médico pediatra en un Centro de Atención Primaria, al que concurre María, de 11 años y 9 meses de edad, con su mamá. Esta le expresa su preocupación porque ”... la nena no crece nada, hace dos años usa la misma ropa…” y cuenta, además, que su hermana, dos años menor, es más alta “…le lleva casi una cabeza”. La mamá aclara que, por lo demás, nunca estuvo enferma, come muy bien y es “…una genia en el cole…”. El examen físico muestra una niña de contextura y rasgos armónicos, buen estado nutricional, una talla de 120 cm, un peso corporal de 28 kg, sin signos de un desarrollo puberal incipiente. No hay antecedentes de baja estatura en la familia. No existen registros previos de su talla. 58 Fisiología y Biofísica - R2 a) Grafique el valor correspondiente a la talla de María en relación a su edad en la tabla adjunta (ver Anexo en la Página) ¿Qué información obtuvo? ¿Cuáles son los valores que delimitan el intervalo de normalidad para este parámetro? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ Establecido el diagnóstico de déficit de talla, solicita una evaluación de rutina. En una segunda consulta, después de descartar la presencia de enfermedades crónicas y de malnutrición, usted piensa en la posibilidad de que se trate de un ... ................................................... ... y la cita en su consultorio del Hospital Pediátrico de Alta Complejidad, donde podrá completar las evaluaciones necesarias. Ya en el hospital, y para confirmar su diagnóstico presuntivo, solicita una radiografía simple de la mano izquierda de María, y una prueba de estímulo de la secreción de GH b) ¿Qué evalúa la radiografía de mano? Nombre otros factores endócrinos de los que depende la maduración ósea? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ c) En el laboratorio del hospital, por carecer de otros métodos, realizan una prueba de estímulo con insulina. ¿Cuál es el mecanismo en el que se basa esta prueba? ¿Qué estímulo fisiológico fácilmente asequible podrían haber utilizado? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ d) ¿Contribuiría al diagnóstico el dosaje de IGF-1 en suero? ¿Y el de las proteínas de transporte de IGF1? ¿Cuál de estas proteínas mediría y por qué? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ e) ¿Es relevante evaluar el funcionamiento de la tiroides de María? ¿Qué argumentos puede aportar en este sentido? …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… f) Un estudiante de medicina que realiza las prácticas del IAR en el hospital sugiere la valoración de los niveles basales de GH. ¿Qué le contesta? …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… 59 Fisiología y Biofísica - R2 TRABAJO PRACTICO 6: PANCREAS ENDOCRINO REGULACION DEL METABOLISMO ENERGETICO Actividad 1: a) Clasificar los siguientes elementos de acuerdo a su actividad estimulante o inhibitoria de la secreción de insulina. Fructosa - arginina - ácidos grasos - glucosa - somatostatina - acetilcolina - glucagón - adrenalina (efecto alfa) - péptido simil glucagón tipo 1 (GLP-1) - péptido inhibidor gástrico (péptido insulinotrópico glucosadependiente, GIP) - cortisol - lisina lactógeno placentario SECRECION DE INSULINA Estimula Inhibe b) Complete la siguiente frase: Uno de los factores que estimulan la secreción de insulina tiene la capacidad de iniciarla, es la …………………….., mientras que los demás actúan como ……………………………. de este estímulo. 60 Fisiología y Biofísica - R2 c) El siguiente esquema resume los mecanismos involucrados en el estímulo de la secreción de insulina por parte de la glucosa. Complete los recuadros. d) De todos los elementos que incluyó, hay uno que permite regular finamente este proceso, adaptando la secreción de insulina a las concentraciones de glucosa presentes en el LEC del islote de Langerhans. ¿Cuál es? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… 61 Fisiología y Biofísica - R2 e) Describa, en un breve párrafo, cómo es transducido el estímulo químico (concentración de glucosa) en un estímulo eléctrico (diferencia de potencial) que genera la apertura de los canales de Ca++ sensibles al voltaje. ¿Cuál es el elemento clave en este proceso? …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… f) Grafique la curva temporal de secreción de insulina por parte de células beta estimuladas por un pulso cuadrado de glucosa de unos 50 min de duración, señalando las dos fases que la caracterizan, e indicando los tiempos en que se producen (inicio, duración) y cuál es el origen de cada una. Insulina (mUI/ml) Elevación de la [glucosa] a 300 mg/ml Tiempo (min) ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… g) Señale los efectos de la activación de los sistemas parasimpático y simpático sobre la secreción de insulina. ¿Qué mecanismo de acción - sistema de transducción utilizan? ¿En qué situaciones se torna importante la regulación por uno u otro de estos sistemas? ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… 62 Fisiología y Biofísica - R2 Actividad 2 : a) Agrupe los siguientes efectores intracelulares de la acción de la insulina en la columna correspondiente (teniendo en cuenta si es estimulado o inhibido por la acción de la insulina), agregando a continuación el efecto biológico resultante de dicho proceso (atención: a un mismo efecto biológico puede corresponder más de un efector) A. Efectores intracelulares GLUT-4 - lipasa hormonosensible - glucógeno fosforilasa - glucoquinasa - glucógeno sintetasa - vía de la MAPkinasa - lipoproteínlipasa - transportador de ácidos grasos (FAT) NOS endotelial - fosfoenolpiruvato carboxiquinasa B. Efectos biológicos resultantes Incremento de la metabolización de la glucosa a nivel hepático Aumento de la captación de glucosa en tejido muscular y adiposo Estímulo de la proliferación celular Inhibición de la gluconeogénesis Inhibición de la lipólisis Disminución de la glucógenolisis Síntesis de glucógeno Aumento de la lipogénesis Vasodilatación A. Efectores intracelulares (por la acción de la insulina) B. EFECTO BIOLOGICO RESULTANTE 63 Fisiología y Biofísica - R2 Actividad 3 a) Señale cómo se modifican ( o ) los distintos procesos relacionados con la regulación de la glucemia y con el flujo de combustibles en las situaciones de ayuno, ingesta y ejercicio AYUNO (12 hs) INGESTA EJERCICIO (moderado, 45 min) Secreción de insulina Niveles de glucosa plasmática Secreción de glucagon Captación de glucosa por el tejido muscular Tono vagal en la región esplácnica Secreción de adrenalina Síntesis hepática de glucógeno Secreción de cortisol Síntesis de TG en el tejido adiposo Triglicéridos circulantes Cetogénesis Secreción de incretinas Producción hepática de glucosa Niveles de AGL circulantes b) Explique cuáles son los estímulos para la captación de glucosa por parte del músculo, y en qué situación opera cada uno de ellos. ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… 64 Fisiología y Biofísica - R2 c) Relate, en base a las respuestas que colocó en la tabla, los eventos que tienen lugar para lograr la adaptación del metabolismo energético durante un ejercicio de intensidad y duración moderadas. Trate de respetar, en lo posible, la secuencia temporal lógica de los distintos procesos. …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… d) En forma similar, presente un encadenamiento lógico de los eventos que se suceden durante la ingesta de una comida rica en hidratos de carbono para lograr el aprovechamiento de los mismos (situación anabólica) …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… e) ¿Por qué decimos que la respuesta a una sobrecarga oral de glucosa es de utilidad para el diagnóstico de trastornos del metabolismo hidrocarbonado como la diabetes mellitus? …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… 65 Fisiología y Biofísica - R2 Hormonas de Contrarregulación Actividad 4: La siguiente figura muestra los umbrales (promedio) a los que se ponen en marcha los distintos componentes de la respuesta al descenso de la glucemia en sujetos sanos (según Gerich JE, Lancet 356: 1946-1947, 2000 y Cryer PE et al. Diabetes Care 26: 1902-1912, 2003) 100 90 ~ 83 mg/dl: secreción de insulina 80 ~ 68 mg/dl: secreción de glucagon y adrenalina 70 ~ 66 mg/dl: secreción de GH 60 ~ 58 mg/dl: secreción de cortisol 50 ~ 54 mg/dl: aparición de síntomas autonómicos ~ 49 mg/dl: aparición de alteraciones cognitivas 40 0 a) ¿Cuál es el elemento que más precozmente aparece cuando se detecta una disminución paulatina de los niveles glucémicos? ¿Qué ocurrirá “si no tiene lugar” con la respuesta contrarreguladora? ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ c) Una curiosidad: ¿Cómo habrán hecho los autores para evaluar la secreción de insulina endógena cuando se está induciendo una hipoglucemia por medio de dosis bajas, pero efectivas, de insulina exógena? ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ 66 Fisiología y Biofísica - R2 d) Describa los mecanismos por los cuales las distintas hormonas contrarreguladoras ejercen su efecto hiperglucemiante. ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… e) Además de las cuatro hormonas contrarreguladoras, existen otras hormonas potencialmente hiperglucemiantes. Enumérelas (por lo menos dos de ellas), describa su mecanismo de acción y explique por qué no son consideradas hormonas contrarreguladoras. ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………….…………………………………………………………………………………… Actividad 5: Regulación de la Ingesta a) Defina los términos saciedad, saciación, hambre, apetito y orexígeno. ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ b) Describa las señales periféricas más importantes que intervienen en la regulación de la ingesta (de dónde provienen, factores que las estimulan, efectos hipotalámicos, acción a corto o a largo plazo). Intente incluirlas en un gráfico que resuma los aspectos más sobresalientes del control hipotalámico de la ingesta. ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ …………….…………………………………………………………………………………… …………….…………………………………………………………………………………… ........................................................................................................................................ 67 Fisiología y Biofísica - R2 ESTOMAGO TEJ. ADIPOSO CELULAS Señales periféricas MUCOSA INTESTINAL NPY POMC Núcleo arcuato Núcleo paraventricular HAMBRE / SACIEDAD 68
