Teórica 16. Endocrino y regulación de temperatura.pdf
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CONTROL ENDOCRINO endócrino Comunicación química Péptidos Insulina, prolactina, calcitonina, etc Amino ácidos Dopamina, adrenalina, serotonina, etc Esteroides Cortisol, aldosterona, estrógenos, etc parácrino autócrino 1 sensor Regulación homeostática del sistema endócrino (-) Hormona 1 Blanco A Control de lazo corto Control de lazo largo Hormona 2 Blanco B Hormona 3 Blanco C GLANDULAS ENDOCRINAS hipotálamo hipófisis REGULA: composición de la sangre presión sanguínea temperatura corporal energía (ingesta y metabolismo) respuestas al estrés sistema reproductivo tiroidea tasa metabólica paratiroides calcemia adrenal corteza: mineralocorticoides, glucocorticoides, andrógeno. médula: sistema simpático páncreas Control de la glucemia ovarios/testículos sistema reproductivo 2 EJE HIPOTALAMO - HIPOFISIS Diencéfalo EJE HIPOTALAMO - HIPOFISIS Neuronas hipotalámicas regulan la liberación de hormonas producidas en la hipófisis anterior a través de sustancias liberadas al sistema porta hipotálamo-hipófisis. hipófisis anterior 3 Hormonas liberadas por la hipófisis anterior TSH: estimula la síntesis de hormona tiroidea GH: hormona del crecimiento PROLACTINA: estimula la formación de leche en la glándula mamaria FSH: estimula la madurez del folículo y producción de esperma LH: estimula ovulación y producción de hormonas gonadales ACTH: adrenocorticotropa, estimula la síntesis de cortisol en la glándula adrenal MSH: estimulante de los melanocitos, estimula la síntesis de melanina y dispersión de melanocitos 4 EJE HIPOTALAMO - HIPOFISIS núcleo supraóptico núcleo paraventricular hipófisis posterior Neuronas hipotalámicas tienen sus terminales en la hipófisis posterior, desde la cual se liberan neurohormonas al torrente sanguíneo. HIPOFISIS POSTERIOR núcleo supraóptico núcleo paraventricular hipófisis posterior Oxitosina Utero Vasopresina (hormona antidiurética) Tubo colector del riñon 5 Regulación renal del flujo sanguíneo CONTROL DE LA PRESION SANGUINEA Control de corto y largo término Regulación de la volemia 6 Reabsorción de H2O tubo proximal reabsorción isosmótica 75% brazo descendente del asa de Henle 20% Tubo colector % variable Diencéfalo tálamo pineal hipotálamo hipófisis 7 A Perro control B A. Solución hiperosmótica en la arteria carótida B. Inyección de extracto de la hipófisis poterior Perro sin hipófisis posterior Regulación de la reabsorción del H2O sintesis vasopresina Hormona vasopresina (antidiurética) osmorreceptores (órganos circunventriculares) n. paraventricular n. supraóptico Neuronas en núcleos supraventriculares son sensibles a la osmolaridad (osmoreceptores). En ellas cambios en la osmolaridad se traducen en actividad eléctrica. hormona antidiurética o vasopresina 8 Liberación de hormona antidiurética Regulación de la reabsorción del H2O osmolaridad actividad osmo-R excitación neuronas hipotalámicas liberación vasopresina (neurohipófisis) Vasopresina, peptido de 9 aa 9 Regulación de la reabsorción del H2O El blanco de acción de la vasopresina es el tubo colector. Regulación de la reabsorción del H2O vasopresina (hormona antidiurética) tubo colector 10 Immunogold electron microscopy of rat collecting duct stained with anti-AQP2 + vasopresina - vasopresina Agre, P. et al. J. Biol. Chem. 1998;273:14659-14662 Distribución de acuaporinas en el tubo renal 11 Regulación de la reabsorción del H2O El aumneto de acuaporinas en el tubo colector favorece la reabsorción de H2O. Regulación de la reabsorción del H2O osmolaridad - osmo-R activity excitación neuronas hipotalámicas liberación vasopresina (neurohipófisis) reabsorción H2O 12 Reabsorción de Na+ tubo proximal 70% brazo ascendente del asa de Henle 20% Tubo colector % variable Regulación de la reabsorción del Na+ sistema renina-angiotensina-aldosterona Arteria aferente Baroreceptor renal mácula densa deteccion de [Na] & [Cl] angiotensinógeno (hígado) células granulares renina (-) Angiotensina I (sangre) Angiotensina II 13 La liberación de renina está regulada por: 1. Una caída en el NaCl sensado por la mácula densa 2. Caída en la presión sensada por baro R local La liberación de renina está regulada por: 1. Una caída en el NaCl sensado por la mácula densa 2. Caída en la presión sensada por baro R local 3. Efecto simpático directo sobre el aparato yuxtaglomerular. 14 en sangre células granulares ap yuxtaglomerular, riñón en sangre en sangre Regulación de la reabsorción del Na+ sistema renina-angiotensina-aldosterona Arteria aferente Baroreceptor renal mácula densa deteccion de [Na] & [Cl] angiotensinógeno (hígado) células granulares renina Angiotensina I (sangre) Aldosterona Angiotensina II Corteza de la Glándula adrenal 15 GLANDUL A ADRENAL corteza mineralocorticoide zona glomerulosas aldosterona zona fasciculata glucocorticoide cortisol andrógenos zona reticularis epinefrina y norepinefrina médula Regulación de la reabsorción del Na+ sistema renina-angiotensina-aldosterona Arteria aferente Baroreceptor renal mácula densa deteccion de [Na] & [Cl] angiotensinógeno (hígado) células granular es renina (-) Angiotensina I (sangre) Aldosterona Angiotensina II Corteza de la Glándula adrenal 16 Regulación de [Na+]: effectos de la aldosterona aldosterona Na+ Na+ tubo colector K+ Na+ Cl- lúmen del tubo renal epitelio renal ATP líquido intersticial vaso 17 [Na] o [Cl] (-) R en mácula densa liberación renina (células yuxtaglomerulares) Angiotensina II (sangre) aldosterona (corteza adrenal) reabsorción Na (tubo renal distal y colector) Regulación renal de la presión arterial a través del control de la volemia Regulación de: • Reabsorción de H20 • Reabsorción de electrolitos 18 Además del efecto via el sistema autónomo simpático sobre el sistema cardiovascular (-) Parterial Reflejo baroR Actividad del núcleo del tracto solitario excitación neuronas hipotalámicas Liberación de vasopresina Reabsorción de H2O volemia (-) Parterial baroR del aparato yuxtaglomerular tono simpático liberación renina (células yuxtaglomerulares) Angiotensina II (sangre) excitación neuronas hipotalámicas aldosterona (corteza adrenal) Liberación de vasopresina reabsorción Na Reabsorción de H2O Volemia isosmótica 19 Regulación renal de la presión arterial a través del control de la volemia Regulación de: • Reabsorción de H20 • Reabsorción de electrolitos Regulación renal de la presión arterial a través de la vasculatura (-) Parterial baroR en arteriola aferente liberación renina (células yuxtaglomerulares) Angiotensina II (sangre) Activación del sistema simpático Contracción músculo liso vascular Resistencia periférica 20 REGULACIÓN DE LA ENERGIA Y EL METABOLISMO glucosa glucólisis ATP CO2 ciclo de Krebs O2 CO2 ATP fosforilación oxidativa ATP 21 Regulación de los niveles de glucosa ingesta intestino [glucosa]plasma 100 mg/dl SISTEMA DIGESTIVO 22 SISTEMA DIGESTIVO boca estómago glándulas exócrinas Descomposición mecánica y química sistema circulatorio motilidad intestino delgado absorción intestino grueso boca estómago intestino delgado intestino grueso masticación glándula salival: saliva. Lubricación + digestión (amilasa- digestion de carbohidratos) peristalsis glándulas gástricas pepsina - proteolisis HCl - pH ≈ 2 Glándulas secretoras de sustancias digestivas: Pancreas exócrino: bicarbonato (compensa pH) amilasa (digestión de carbohidratos) lipasas (digestión de grasas) proteasas (digestión de preteínas) nucleasas (digestión nucleótidos) Hígado: bilis hacia la vesícula biliar (bicarbonato, sales biliares (digestión de grasas)). 23 boca estómago intestino delgado intestino grueso digestión química absorción glucosa aminoácidos lípidos INTESTINO DELGADO microvellosidades ribete en cepillo 24 Digestión de carbohidratos (azúcares y almidón) almidón glucosa Amilasa Gl. Salivares & pancreas maltosa 25 Transporte de glucosa del intestino a la sangre Na+ G Na+ G G ATP G G G Na+ Na+ G K+ G Na+ G G vaso líquido intersticial Lúmen del intestino epitelio intestinal SGLUT-1 GLUT 2 Transportadores de Glucosa Func t i on Majo r S i t e s o f E x pr es s ion Cotransportadores Na-­‐glucosa SGLT 1 SGLT 2 Absorpti on of gl ucose Absorpti on of gl ucose Intest i ne, ren al t ubu l es Renal tubul es Difusión facilitada GL UT 1 Basal g l ucose up take G L UT 2 G L UT 3 β - cell gl ucose sensor; transport out of in t est i nal a nd renal epi the l i a l ce ll s Basal g l ucose up take G L UT 4 Insul i n - st i mu la ted gl ucose upta ke G L UT 5 Fructose transport Pl acenta, b l ood - bra i n barri er, brai n, red ce ll s, ki dn eys, co l on, many other organs β ce lls o f i sl ets, l i ver, epi th eli a l cell s of smal l intes ti ne, ki d n eys Brai n, pl acenta, ki d n eys, many other organs Skel etal and cardi ac mus cl e, adi pose ti ssue , other ti ssues Jejunu m, sperm 26 (-) (+) Regulación de los niveles de glucosa ingesta intestino [glucosa]plasma hígado 100 mg/dl SISTEMA PORTA HEPATICO 75% de la sangre que llega al hígado proviene de la vena porta que trae sangre venosa del sistema digestivo. El 25% restante llega a través de la arteria hepática. 27 (-) (+) Metabolismo de la glucosa glucógeno HIGADO & MUSCULOS glucogénesis HIGADO & ADIPOCITOS sínteis de ácidos grasos grasa [glucosa]plasma TEJIDOS glicólisis (citosol) ciclo de Krebs (mitocondria) cadena respiratoria ATP Regulación de los niveles de glucosa tejido ingesta intestino [glucosa]plasma hígado 100 mg/dl 28 (-) (+) Regulación de los niveles de glucosa páncreas insulina glucagon tejido ingesta intestino [glucosa]plasma hígado 100 Mg/dl riñón Insulina: polipéptido de 51 amino ácidos Producido en los Islotes de Langerhans (Insula) del páncreas Es almacenado en forma de hexámeros (inactivo) 29 PANCREAS ENDOCRINO Islote de Langerhans PANCREAS ENDOCRINO Islote de Langerhans Células α (20%) glucagon Células β (60%) insulina Células γ somatostatina Células δ polipéptidos pancreáticos 30 Metabolismo de la glucosa El pancreas libera dos hormonas que controlan [glucosa]plasma 31 Regulación de la liberación de insulina El ATP inhibe gK Células β de los islotes de Langerhans Transportadores de Glucosa Func t i on Majo r S i t e s o f E x pr es s ion Cotransportadores Na-­‐glucosa SGLT 1 SGLT 2 Absorpti on of gl ucose Absorpti on of gl ucose Intest i ne, ren al t ubu l es Renal tubul es Difusión facilitada GL UT 1 Basal g l ucose up take G L UT 2 G L UT 3 β - cell gl ucose sensor; transport out of in t est i nal a nd renal epi the l i a l ce ll s Basal g l ucose up take G L UT 4 Insul i n - st i mu la ted gl ucose upta ke G L UT 5 Fructose transport Pl acenta, b l ood - bra i n barri er, brai n, red ce ll s, ki dn eys, co l on, many other organs β ce lls o f i sl ets, l i ver, epi th eli a l cell s of smal l intes ti ne, ki d n eys Brai n, pl acenta, ki d n eys, many other organs Skel etal and cardi ac mus cl e, adi pose ti ssue , other ti ssues Jejunu m, sperm 32 Regulación de la liberación de glucagon GLUCOSA GABA GABA-R GLUT 2 (-) (+) Células β Células α insulina glucagon En presencia de glucosa las células β liberan insulina y GABA. El efecto parácrino del GABA sobre las células α, inhibe la liberación de glucagon. Efectos de la Insulina ESTIMULA Transporte de glucosa hacia el interior de las células Transporte de amino ácidos hacia el interior de las células Síntesis de proteinas Síntesis de glucógeno en tejido adiposo, músculo e hígado Glucólisis en músculos y tejido adiposo durante el ejercicio 33 Receptor de insulina receptor catalítico Transportadores de Glucosa Func t i on Majo r S i t e s o f E x pr es s ion Cotransportadores Na-­‐glucosa SGLT 1 SGLT 2 Absorpti on of gl ucose Absorpti on of gl ucose Intest i ne, ren al t ubu l es Renal tubul es Difusión facilitada GL UT 1 Basal g l ucose up take G L UT 2 G L UT 3 β - cell gl ucose sensor; transport out of in t est i nal a nd renal epi the l i a l ce ll s Basal g l ucose up take G L UT 4 Insul i n - st i mu la ted gl ucose upta ke G L UT 5 Fructose transport Pl acenta, b l ood - bra i n barri er, brai n, red ce ll s, ki dn eys, co l on, many other organs β ce lls o f i sl ets, l i ver, epi th eli a l cell s of smal l intes ti ne, ki d n eys Brai n, pl acenta, ki d n eys, many other organs Skel etal and cardi ac mus cl e, adi pose ti ssue , other ti ssues Jejunu m, sperm 34 Efectos de la Insulina La insulina estimula la translocación de vesículas conteniendo al transportador de glucosa GLUT 4 hacia la membrana plasmática, y con ello favorece el transporte de glucosa. Metabolismo de la glucosa glucógeno Insulina + HIGADO & MUSCULOS glucogénesis HIGADO & ADIPOCITOS sínteis de ácidos grasos Insulina + grasa [glucosa]plasma TEJIDOS glicólisis (citosol) ciclo de Krebs (mitocondria) cadena respiratoria Insulina + ATP 35 Metabolismo de la glucosa glucógeno glucagon + HIGADO & MUSCULOS glucogénesis HIGADO & ADIPOCITOS sínteis de ácidos grasos grasa [glucosa]plasma glucagon + TEJIDOS glicólisis (citosol) ciclo de Krebs (mitocondria) cadena respiratoria ATP Metabolismo de la glucosa diabetes mellitus tipo 1: degeneración autoinmune de las células β del pancreas. 36 Regulación de los niveles de glucosa páncreas insulina glucagon tejido ingesta intestino [glucosa]plasma hígado 100 Mg/dl riñón Tubo contorneado proximal Normalmente la glucosa no es excretada. 37 (-) (+) Regulación de los niveles de glucosa corteza adrenal cortisol páncreas insulina glucagon tejido ingesta [glucosa]plasma intestino hígado 100 mg/dl riñón Metabolismo de la glucosa glucógeno cortisol + HIGADO & MUSCULOS glucogénesis HIGADO & ADIPOCITOS sínteis de ácidos grasos grasa [glucosa]plasma cortisol + TEJIDOS glicólisis (citosol) ciclo de Krebs (mitocondria) cadena respiratoria ATP 38 CONTROL DE LA TEMPERATURA La tasa metabólica depende de la temperatura • Actividad enzimática • Viscosidad de las membranas Ecuación de van’t Hoff Q10 = (k2/k1)10 / t2-t1 El Q10 indica cuán dependiente de la temperatura es un fenómeno. 39 Detectores de temperatura: CENTRALES (core) Hipotálamo - calor > frío médula espinal - calor > frío PERIFERICOS Cutáneos- calor < frío 40 CENTRO REGULADOR DE TEMPERATURA EN EL HIPOTALAMO termoR periféricos S termoR centrales área preóptica sistema simpático núcleo posterior respuestas conductuales Preservación de la temperatura Control autónomo Relación superficie volúmen - forma del cuerpo & postura Conductancia de la superficie - (pelos, plumas, grasa) Comportamiento - ambientes en que se disminuye DT 41 frío Hipotálamo n.preóptico NE activación simpática Vasoconstricción vasculatura de la piel Hipotálamo n.posterior innervación simpática recepotres α1 Respuesta al frio circulacion periférica < circulacion visceral (core) 42 Regulación autónoma de la vasculatura músculo liso SISTEMA SIMPATICO NE adrenal SISTEMA PARASIMPATICO α1 vasoconstricción E β2 vasodilatación ACh NO Μ vasodilatación genitales vasculatura músculo esquelético y cardíaco frío Hipotálamo preóptico activación simpática NE vasoconstricción E termogénesis Hipotálamo posterior 43 El enfriamiento local del n. supraóptico hipotalámico dispara un aumento en la activad metabólica (medido como consumo de O2). ΔTº hipotálamo El enfriamiento local del n. supraóptico hipotalámico dispara un aumento en la activad metabólica (medido como consumo de O2). ΔTº hipotálamo Metabolic rate 44 frío Hipotálamo preóptico Hipotálamo posterior activación simpática centro motor tronco cerebral NE vasoconstricción E termogénesis tiriteo piloerección calor inhibición simpática vasodilatación hipotálamo Respuesta al calor circulacion periférica > circulacion visceral (core) 45 calor inhibición simpática hipotálamo activación simpática cholinérgica vasodilatación ACh sudoración 46