Guía II Medio “Sistema endocrino” INTRODUCCIÓN La información química sin duda constituyó la primera forma de comunicación intercelular en los organismos. Cuando las distancias entre las células son cortas, las moléculas de señalización se mueven por difusión desde donde son producidas hasta donde actúan, las células blanco. Cuando las células blanco se encuentran a una considerable distancia, las moléculas de señalización son transportadas por el torrente sanguíneo. Las neuronas constituyen un canal de comunicación más rápido y directo. Son células especializadas en la producción y transmisión de señales eléctricas -el impulso nervioso - y conducen información a grandes distancias. Ambos sistemas interactúan estrechamente y también comparten muchos mecanismos de comunicación. La relación entre ellos se conoce como el sistema neuroendocrino, un sistema integrado de regulación homeostática. OBJETIVOS: 1.- Identificar los tipos de glándulas en cuanto a las secreciones que producen y donde son vertidas. 2.- Reconocer los 3 tipos químicos producidos por los vertebrados y su accionar específico. 3.- Conocer el mecanismo de acción de las hormonas; retroalimentación. Una introducción a las glándulas y a las hormonas Las hormonas son producidas por una variedad de tipos celulares diferentes: células epiteliales del tubo digestivo, células musculares cardíacas, leucocitos y células dañadas o infectadas. Existe una distinción entre glándulas exocrinas y endocrinas: las primeras secretan sus productos en conductos que comunican con el medio externo; las segundas secretan sus productos en el torrente sanguíneo (o, con más precisión, en los fluidos extracelulares, de donde difunden al torrente sanguíneo) y se transportan por el cuerpo hacia los tejidos blanco FIGURA Nª 1 Las principales glándulas endocrinas del cuerpo de los vertebrados secretan tres tipos químicos generales de hormonas: esteroides, péptidos o proteínas, y derivados de aminoácidos. Las hormonas son activas en cantidades muy pequeñas y se encuentran bajo un control estricto. Un aspecto de este control es la regulación de su producción. Con muy pocas excepciones, las hormonas se encuentran bajo control de retroalimentación negativa. Además, son degradadas rápidamente en el cuerpo. Algunos tipos de señalización celular. Secreción autocrina: Liberación de hormonas que actúan sobre las mismas células que la sintetizaron. Secreción paracrina: Liberación de hormonas hacia células blanco que se ubican en una región cercana, implicando incluso un transporte entre las células constituyentes del tejido blanco. Hormona :es una sustancia química que se produce en unas células determinadas y que ejercen su acción en otro u otros tejidos más o menos distantes, a los que llega a través del sistema circulatorio. Clasificación: Basándose en la estructura química se pueden clasificar en tres grupos Derivados del colesterol (esteroidales): Hormonas sexuales y hormonas de la corteza suprarrenal Proteínas hormonas del hipotálamo y de hipófisis, hormonas pancreáticas, paratiroides y calcitonina Derivados de aminoácidos: hormonas tiroideas y hormonas de la médula adrenal. MECANISMO DE ACCION DE LAS HORMONAS Hormonas esteroidales y hormonas tiroideas son moléculas liposolubles (hidrófobas) relativamente pequeñas que atraviesan con facilidad la membrana plasmática de la célula blanco. Receptores proteicos específicos en el citoplasma o en el núcleo se unen a la hormona para formar un complejo hormona –receptor. Este complejo se combina con sitios aceptores específicos en el ADN nuclear. Tal interacción activa o desactiva genes específicos. El complejo hormona-receptor activa o reprime la transcripción de moléculas de RNAm que codifica proteínas específicas. Estas proteínas inducen los cambios de estructura o actividad metabólica constituyendo el efecto real de la hormona. FIGURA Nª 2 Hormonas peptídicas son hidrofílicas e insoluble en la capa lipídica de la membrana plasmática, por lo que no ingresan a la célula blanco y se unen a receptores específicos de la membrana dando lugar a la liberación de compuestos en el interior de la célula (Transducción de señales). Estos compuestos, que actúan como mensajeros de las hormonas, se denominan segundos mensajeros, siendo el AMP cíclico (AMPc) uno de los más utilizados junto con la calmodulina Se conocen dos tipos principales de receptores hormonales de superficie celular Receptores unidos a enzimas (adenilciclasa) y receptores unidos a proteína G que cataliza la conversión de ATP en AMP cíclico utilizado como segundo mensajero. Esta señal al ser transmitida por un segundo mensajero (AMPc) activa a una o más enzimas que modifican proteínas encargadas de cambiar en algún sentido la actividad celular PREGUNTA: Las hormonas liposolubles son de acción rápida o lenta, ¿por qué? REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENDOCRINA La producción de muchas hormonas es regulada por un sistema de retroalimentación o feedback negativo en los cuales intervienen la hipófisis y el hipotálamo. Influida por las hormonas secretadas por el hipotálamo, la hipófisis produce hormonas tróficas que, a su vez, estimulan a las glándulas efectoras para que produzcan hormonas. Luego estas hormonas actúan sobre la hipófisis o sobre el hipotálamo (o ambos) para inhibir la producción de hormonas tróficas. La producción de hormonas tiroideas y de las hormonas esteroidales de la corteza suprarrenal y las gónadas es regulada por el sistema hipotálamo-hipófisis, en tanto que la producción de otras hormonas, como la calcitonina y paratiroides, se rige por la concentración de otros factores, como iones o moléculas orgánicas en la sangre. VER FIGURA Nª 4. Tiroídea • • • • • • Mecanismos de feedback negativo en el control hormonal de la Glándula El frío estimula al hipotálamo a secretar la hormona liberadora Esa hormona activa la liberación de la hormona estimuladora de la tiroides (TSH) 6 1 Pituitaria anterior 2 La TSH estimula a la tiroides para que libere tiroxina Tiroides 5 La tiroxina eleva la actividad metabólica, lo que genera calor Los niveles altos de tiroxina en las sangres inhiben a las células productoras de TSH Una temperatura corporal más alta inhibe a las células del hipotálamo PREGUNTA: 4 3 Describa el concepto retroalimentación negativa señalando que glándulas endocrinas intervienen. ACCIÓN HIPOTÁLAMO- HIPÓFISIS. El hipotálamo controla la actividad hormonal del organismo y actúa como enlace entre el sistema nervioso y endocrino Las neuronas del hipotálamo reciben información procedente de otras áreas del cerebro y de las hormonas presentes en la sangre, y responden secretando hormonas (liberadoras o inhibidoras) que, a través de la sangre, llegan al lóbulo anterior de la hipófisis y regulan la producción de hormonas en esta glándula. Estas hormonas hipotalámicas se secretan directamente en capilares que están unidos por venas porta (sistema porta- hipofisiario) a una segunda red capilar de la hipófisis anterior. El hipotálamo secreta, además, dos hormonas ADH y oxitocina, que llegan a través de axones neuronales hasta el lóbulo posterior de la hipófisis: estas neurosecreciones se almacenan en el extremo de los axones y, cuando la neurona se excita, son liberados a los capilares, de donde pasan a la circulación general. La hipófisis es una glándula endocrina que controla la actividad de muchas glándulas endocrinas y está, a su vez controlada por el hipotálamo. TABLA Nº 1: GLANDULAS endocrinas y sus hormonas Glándula 1. Hormona Hipófisis Estimulinas (tropinas) Ej: gonadotropinas a) Lóbulo anterior o adenohipofisis La hipófisis situada en una pequeña depresión de la base del cráneo, debajo del hipotálamo, presenta dos lóbulos: el anterior (adenohipófisis) y el posterior (neurohipófisis). El lóbulo anterior tiene su origen en el tejido epitelial de la boca embrionaria, en cambio el lóbulo posterior crece hacia abajo a partir del piso del cerebro y mantiene la conexión con el hipotálamo. Las células del hipotálamo producen las hormonas liberadoras. Ej. la hormona liberadora de tirotropina (TRH) que estimula la producción de ésta última hormona; la hormona liberadora de gonadotropina, factor iniciador de la producción de FSH y LH. b) Lóbulo posterior neurohipófisis. o Las hormonas de la neurohipófisis son producidas en neuronas de los nucleos supraópticos y paraventriculares del cerebro desde donde tirotropina Función Principal Las gonadotropinas son las hormonas FSH (hormona folículo estimulante) y LH (hormona luteinizante) Hiposecreción Hipersecreción glandular glandular La hiposecreción de Estimulinas disminuye la actividad de las glándulas endocrinas que controlan. La hipersecreción aumenta la actividad de las glándulas que controlan La hiposecreción en los niños, provoca el enanismo, el cual en contraste con el cretinismo provocado por insuficiencia tiroídea, no se presenta con deformidad física ni retardo mental. La hipersecreción de GH, antes de la madurez del organismo, produce la enfermedad llamada gigantismo, caracterizada por un aumento del esqueleto. Después de haber alcanzado el estado adulto, una hipersecreción produce la acromegalia, caracterizada por un incremento desmesurado de los huesos de manos, pies, mandíbula, pómulos y cara. La tirotropina (TSH) estimula la glándula tiroides adenocorticotropina La adenocorticotropina (ACTH) estimula el desarrollo y secreción de la corteza suprarrenal (riñon) la Hormona del Estimula de crecimiento o velocidad crecimiento del somatropina (GH) esqueleto y el incremento en el peso. Modifica el metabolismo de grasas, proteínas y glúcidos. Prolactina Junto con el estrógeno ayuda al desarrollo de la glándula mamaria, estimula la secreción de leche, influye en el instinto materno y mantiene la secreción de estrógeno y progesterona por el ovario. Vasopresina u Inhibe la excreción de agua a través de hormona antidiurética (ADH) la orina. Estimula la contracción de la musculatura lisa. la hiposecreción produce la enfermedad llamada diabetes insipida, caracterizada por una disminución de la permeabilidad de las paredes de los túbulos renales, difunden hacia la hipófisis para ser almacenadas y posteriormente liberadas produciéndose la eliminación de cantidades excesivas de agua por la orina. Oxitocina Causa la contracción de algunos músculos como el uterino y la secreción de leche 2. Folículo ovárico Estrógeno Influye en el desarrollo de las características sexuales femeninas y el desarrollo de órganos sexuales. Controla el desarrollo del endometrio en la fase preovulatoria del ciclo menstrual 3. Cuerpo lúteo ovárico Progesterona 4. Placenta uterina 5. Testículos Estrógeno Progesterona Gonadotropina coriónica (GCH) Testosterona Controla el desarrollo del endometrio en la fase premenstrual del ciclo ovárico y prepara el útero para el embarazo. Sostenimiento del embarazo 6. Tiroides Tiroxina (T4) Tryodotironina (T3) Glándula bilobulada localizada en el cuello a ambos lados de la tráquea, inmediatamente por debajo de la laringe. Desarrollo de las características sexuales secundarias del hombre y el desarrollo de los órganos sexuales. Estimula la velocidad del metabolismo oxidativo y regula el crecimiento y desarrollo general. Causado por atrofia de la glándula o por dieta deficitaria en yodo, produce en el niño el cretinismo, caracterizado por retardo del desarrollo físico, sexual, mental y metabolismo deficiente. Se produce la enfermedad conocida como bocio exoftálmico, que se caracteriza por el crecimiento total de la glándula, metabolismo elevado, sudoración abundante, enflaquecimiento y protrusión de los En el adulto, en globos oculares. cambio se produce Otra causa puede mixedema, ser un tumor enfermedad glandular. caracterizada por metabolismo deficiente, piel engrosada y blanda, cabello y uñas ásperas y quebradizas y letargo físico y mental. La dieta deficiente en yodo, puede causar bocio simple caracterizado por el crecimiento de la glándula tiroidea. tirocalcitonina (calcitonina) Reduce el contenido de calcio en la sangre. Actúa sobre los osteoblastos, aumentando los depósitos de calcio en huesos, inhibiendo su liberación. 7. Paratiroides cuatro masas de tejido muy pequeñas adheridas a la tiroides Parathormona Regula los niveles de calcio y fósforo en la sangre, aumentando el número y el tamaño de algunas células óseas, llamadas osteoclastos ( estas proliferan en los huesos y disuelven gran cantidad de matriz ósea. Además Incrementa la concentración de calcio en la sangre, estimulando la reabsorción de calcio por los riñones (activando la vitamina D e intestinos 8. Páncreas Insulina (Islotes de Langerhans). (Células beta) Glándula anficrina o mixta por su secreción hormonal y jugo pancréatico Disminuye el nivel de glucosa en la sangre y promueve su paso a las células. Aumenta los depósitos de glucógeno en el hígado y músculos. Aumenta la síntesis de lípidos (función lipogénica). Interviene en el metabolismo de proteínas, promoviendo el transporte de aminoácidos hacia los tejidos, especialmente el muscular. Glucagón (Células alfa) 9.Corteza suprarrenal(glándulas suprarrenales) El hiperparatiroidismo como resultado de la extirpación de la glándula, ocasiona una disminución de la concentración de calcio sanguíneo seguido por excitabilidad muscular y nerviosa crecientes, situación conocida como tetania, con convulsiones y muerte. En casos de hipoparatiroidismo, la vitamina D puede mantener concentraciones normales de calcio en la sangre. Este se caracteriza por un aumento de calcio y disminución de fosfatos en la sangre y aumento de excreción de calcio por el riñón. Por otra parte hay salida de calcio óseo hacia el torrente circulatorio Producida por la degeneración de las células beta del páncreas, acusa la enfermedad llamada diabetes mellitus, caracterizada por un aumento de la concentración de glucosa en la sangre (hiperglicemia) y en la orina (glucosuria) La hipersecreción de insulina causa una disminución de la glucosa circulante (hipoglicemia) y un aumento del glucógeno del hígado y del músculo. En hombres se produce Hipogonadismo (eunuquismo) caracterizada por esterilidad, pérdida de las características sexuales El aumento de esta hormona acelera el desarrollo sexual del hombre y masculiniza a la mujer. Además, hay un aumento de la utilización de la glucosa en el metabolismo. La hipoglicemia deriva en convulsiones y pérdida de la conciencia (shock insulínico). Eleva el nivel de glucosa en la sangre a partir de la conversión del glucógeno hepático (glugenolisis) ZONA FASCICULADA Glucocorticoides Andrógenos Regulan el metabolismo de Parte externa de las Cortisol, Corticosterona, glúcidos y glándulas suprarrenales, cortisona. proteínas. ubicadas en la parte Estimulan la superior de cada riñón. conversión de aminoácidos a glucosa (gluconeogénesis). Permiten la adaptación del organismo a situaciones traumáticas, promoviendo la gluconeogénesis y el hipercatabolismo del nitrógeno muscular que finalmente va al músculo a formar urea. ZONA RETICULAR ej. Androsterona Masculinización de los caracteres sexuales secundarios. secundarias ZONA GRANULOSA Mineralcorticoides Ej. Aldosterona Controla la retención de agua y de cloruro de sodio y la eliminación de potasio por la orina. La hiposecreción de mineralcorticoides perturba el equilibrio salino y la acidez de la sangre, aumentando la excreción de iones sodio, cloro y bicarbonato y agua a través de la orina. Tales trastornos pueden llegar a un cuadro clínico conocido como la enfermedad de Addison que se caracteriza por debilidad muscular, disminución de la presión sanguínea y adquisición en la piel de un color bronceado característico. La hipersecreción de las hormonas corticales produce la enfermedad de Cushing caracterizada por la presión elevada, desequilibrio salino en la sangre por retención de sal y desmineralización de los huesos. REGULACION HORMONAL La síntesis y liberación de una hormona se realiza por retroalimentación o feed – back, que es un mecanismo mediante el cuál se autorregulan los niveles plasmáticos de una hormona sobre la glándula que la produce. Dependiendo de la concentración de la hormona en la sangre, la glándula responde aumentando o disminuyendo la secreción. Existen 2 tipos de retroalimentación o feed – back: Negativa: se produce cuando la concentración final de la hormona estimula o inhibe a la glándula, por ejemplo cuando los niveles sanguíneos de la hormona son bajos, se estimula la secreción de la glándula endocrina, pero si los niveles en la sangre son altos, se disminuye la actividad secretora. La mayoría de las glándulas se regula mediante este mecanismo. Ej. Un exceso de cortisol , hormona secretada por la corteza suparrenal, determina una retroalimentación negativa sobre las células hipotálimcas e hipofisiarias, lo que inhibe la secreción de factores liberadores hipotálamicos de adrenocorticotrofina ( ACTH) , hormona trófica producida por la adenohipófisis. Postiva: Cuando el aumento de los niveles de la hormona, estimula un aumento de la actividad y secreción glandular. Por ejemplo, la oxitocina en la neurohipófisis. Ej. La actividad de la hormona oxitocina durante el trabajo de parto: una mayor contracción de los músculos uterinos estimula una mayor secxreción de la hormona. RESUMEN FUNCIONES GENERALES DEL SISTEMA ENDOCRINO: Mantención de la homeostasis y constancia del medio interno Regulación del metabolismo energético y producción de calor Estimulación de crecimiento y mantención de estructuras Regulación de la Reproducción y Lactancia Estimulación y control de otros sistemas y tejidos ACTIVIDADES ITEM I. Términos Pareados. Relacione las columnas, colocando la letra que corresponda en los espacios asignados. A a) b) c) d) e) f) g) h) B Epinefrina Estrógenos Hipotálamo Insulina Glucagón Hipófisis Andrógenos Somatotrofina ........... hipoglicemiante ............ hiperglicemiante ............ adrenalina ........... oxitocina ........... pituitaria .......... hormonas sexuales masculinas .......... hormonas sexuales femeninas .......... hormona del crecimiento ITEM II. Desarrollo En el sistema endocrino, la interrelación de las hormonas contribuye al mantenimiento de la homeostasis. Al respecto, ¿Qué hormonas, en forma cooperativa o antagónica, ayuda a mantener la concentración de la glucosa sanguínea? La regulación de la cantidad de sodio presente en un organismo está básicamente determinada por órganos y glándulas especializadas, señale cuales participan: Con respecto a las hormonas vegetales: a) ¿Cómo afectan en el crecimiento? b) ¿Qué relación tienen con el fotoperíodo? ITEM III. Definiciones: Coloca en las líneas punteadas el o los términos que corresponden a la definición que se da en cada caso. 1.- Hormonas producidas por los islotes de Langerhans en el páncreas cuya función es la de regular el nivel de glucosa en la sangre. ………glucago e insulina………………………. 2.- Glándula mixta , es decir , que tiene una función endocrina y otra exocrina al mismo tiempo ………………………………… 3.- Nombre con que se designa a un órgano distante que reconoce la señal química (hormona) enviada por una glándula endocrina ……organo blanco………………………….. 4.- Son sustancias químicas secretadas mayoritariamente por invertebrados y ejercen su acción sobre individuos de la misma especie………………………………… 5.Su hiposecreción …………………………………………………. produce diabetes insípida ITEM IV.- Complete el siguiente cuadro: HORMONA Ocitocina GLÁNDULA FUNCIÓN HIPOSECRECIÓN HIPERSECRECIÓN ----------------- ------------------- Aldosterona Vasopresina ------------------Testosterona -----------------Somatotropina -------------------