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Facultad de Medicina
Departamento de Fisiología
FISIOLOGÍA HUMANA
BLOQUE 8. SISTEMA ENDOCRINO
Tema 32. Introducción a la fisiología endocrina
Prof. Miguel García Salom
E‐mail:[email protected]. Tlfno. 868 88 3952 Facultad de Medicina. Despacho B1.1.037. Campus de Espinardo
COMUNICACIÓN INTERCELULAR.
INTERCELULAR
Koeppen & Stanton: Berne y Levy Fisiología, 4th edition
Copyright © 2006 Elsevier & Mosby
CONCEPTO DE HORMONA
Concepto clásico:
Señal química secretada al torrente sanguíneo, que actúa sobre tejidos distantes, generalmente en forma reguladora.
Concepto actual:
Señal química que, además de los efectos clásicos, presenta acciones sobre células o tejidos vecinos (paracrinia), sobre las j
(p
),
propias células secretoras (autocrinia), sobre glándulas exocrinas (exocrinia) o sobre organismos exógenos (ferocrinia)
FUNCIONES DEL SISTEMA ENDOCRINO
Coordinar, junto con el sistema Coordinar
junto con el sistema nervioso, las funciones del las funciones del organismo RESPUESTA NERVIOSA Y ENDOCRINA INTEGRADA
Koeppen & Stanton: Berne y Levy Fisiología, 4th edition
Copyright © 2006 Elsevier & Mosby
S. NERVIOSO VS. S. ENDOCRINO
Generalmente responde a estímulos químicos
Libera hormonas a la sangre
Efectos más lentos pero de mayor duración
Generalmente responde a estímulos físicos y mecánicos
Libera neuro‐transmisores
Efectos rápidos y de corta duración
Koeppen & Stanton: Berne y Levy Fisiología, 4th edition
Copyright © 2006 Elsevier & Mosby
SISTEMA ENDOCRINO
1. Glándulas endocrinas exclusivas (Ejes endocrinos):
( j
)
Hipófisis
Páncreas endocrino
Paratiroides
Tiroides
Suprarrenales
p
Gónadas
22. Células endocrinas en órganos no endocrinos (hígado, Células endocrinas en órganos no endocrinos (hígado corazón, riñón, tejido adiposo, etc.)
3. Células que expresan enzimas que modifican precursores hormonales inactivos o poco activos (ECA, Vit D, etc)
CONTROL DE LA SECRECIÓN HORMONAL
Koeppen & Stanton: Berne y Levy Fisiología, 6th edition
Copyright © 2009 Elsevier & Mosby
CONTROL DE LA SECRECIÓN HORMONAL
Bucle ultracorto
Bucle corto
Bucle largo
RITMOS DE SECRECIÓN HORMONAL
A veces hay varios ritmos de secreción hormonal superpuestos, que permiten la y
p p
,q p
adaptación a los cambios en el entorno (cambios estacionales, ciclo luz‐oscuridad, sueño, comidas, estrés, etc):
‰ Ritmos pulsátiles (H
Ritmos pulsátiles (H. peptídicas como GH, GnRH.). A veces es necesaria para peptídicas como GH GnRH ) A veces es necesaria para mantener la sensibilidad de las células diana
‰ Ritmos circadianos (ACTH, GH, etc). Debidos a la actividad del N. Supraquiasmático.
‰ Pineal: Secreta Melatonina (inhibición con la luz y estimulación con la oscuridad). Sirve de nexo de conexión entre ciertas funciones superiores y el núcleo supraquiasmático.
‰ Estrés sistémico o generado por un proceso (estrés, ansiedad). Controla el sistema por encima del N. supraquiasmático: Liberación hormonal y metabolismo i d l N i
áti Lib
ió h
l t b li
persistente y exagerado, con movilización de sustratos endógenos.
‰ Ciclo menstrual en la mujer.
j
RITMOS DE SECRECIÓN HORMONAL
Las hormonas se secretan característicamente en forma pulsátil, siguiendo un ritmo determinado por un marcapasos circadiano que dirige numerosas funciones endocrinas y corporales cada una con por un marcapasos circadiano que dirige numerosas funciones endocrinas y corporales, cada una con su propio perfil diario y sujeto a modificaciones en respuesta a cambios en el medio interno y externo.
ORIGEN DE LOS RITMOS CIRCADIANOS
El núcleo supraquiasmático genera el ritmo circadiano, con actividad eléctrica máxima cada 24‐25 hs, que se puede ajustar al ciclo de luz oscuridad (control ambiental de la periodicidad del reloj interno) La secreción de melatonina ajustar al ciclo de luz‐oscuridad (control ambiental de la periodicidad del reloj interno). La secreción de melatonina, que se inhibe con la luz y se estimula con la oscuridad (e induce el sueño) y las situaciones de estrés modulan este reloj biológico
Koeppen & Stanton: Berne y Levy Fisiología, 6th edition
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NATURALEZA QUÍMICA DE LAS HORMONAS
Proteínas/péptidos: Hs. hipotalámicas e hipofisarias, insulina, Proteínas/péptidos: Hs
hipotalámicas e hipofisarias insulina glucagón, IGF‐1, somatostatina, PTH, Hs. Del tejido adiposos (Adiponectina, Leptina, Resistina, etc), Grelina y otras
Derivadas de aminoácidos: Catecolaminas, serotonina, melatonina, hs. tiroideas
Hormonas esteroideas: Derivadas del colesterol (C‐27). hs. suprarrenales y gonadales
Prostaglandinas: Ács. Grasos con C‐20 y ciclo pentano
Gases: NO, CO
SÍNTESIS DE HORMONAS PEPTÍDICAS
SECRECIÓN DE HORMONAS PEPTÍDICAS
Koeppen & Stanton: Berne y Levy Fisiología, 4th edition
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TRANSPORTE Y ELIMINACIÓN DE LAS HORMONAS PROTEICAS
1. Solubles en agua, circulan en el plasma en forma libre, excepto la GH
y la IGF1.
IGF1
2. Semivida biológica corta.
3. Se unen a receptores de membrana plasmática específicos.
4. Se
S eliminan
li i
por endocitosis
d it i y degradación
d
d ió intracelular.
i t
l l
SÍNTESIS DE CATECOLAMINAS
•Formadas a partir del aminoácido tirosina. •La síntesis de una u otra catecolamina La síntesis de na otra catecolamina depende de la expresión de los diferentes enzimas implicados en la vía sintética de la célula en donde se sintetizan.
célula en donde se sintetizan
•Se almacenan en gránulos de secreción.
•Son solubles en plasma y circulan libres con semivida biológica corta (1‐2 minutos).
Grupo G
catecol
TRASPORTE Y ELIMINACIÓN DE CATECOLAMINAS
1. Son solubles en plasma y circulan libres con semivida biológica corta (1‐2 minutos). Receptores α: α1:α1A,, α1B,, α1D. 2. Actúan sobre receptores específicos de p
p
α2: α2A, α2B, α1C.
la membrana (α y β).
3 Se eliminan por captación celular y 3. Se eliminan por captación celular y modificación enzimática.
Receptores β: β
β β1 y β
β2
SÍNTESIS Y SECRECIÓN DE HORMONAS TIROIDEAS
•Se forman por unión de residuos de tirosina yodados.
residuos de tirosina yodados
•Se almacenan unidas a la tiroglobulina.
,
•Son hidrofóbicas, saliendo de las células por difusión
Koeppen & Stanton: Berne y Levy Fisiología, 6th edition
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TRANSPORTE Y ELIMINACIÓN DE HORMONAS TIROIDEAS
• Circulan en sangre unidas a proteínas transportadoras y solo en 1‐2%
en forma
f
lib (activa).
libre
( ti )
• Semivida biológica larga (7 días para la T4 y 18 h la T3).
• Actúan sobre receptores intracelulares como factores de transcripción
HORMONAS ESTEROIDEAS
Síntesis en corteza suprarrenal, gónadas y placenta a partir del colesterol.
Koeppen & Stanton: Berne y Levy Fisiología, 6th edition Copyright © 2009 Elsevier & Mosby
Se unen a receptores específicos intracelulares, a veces diferentes, existentes en gran número, p
p
,
,
g
,
con afinidades variables.
Son de naturaleza hidrofóbica: no se almacenan, regulándose a nivel de captación, almacenamiento y movilización del colesterol.
Sufren modificaciones en las células diana (conversiones periféricas).
TRANSPORTE Y METABOLISMO DE LAS HORMONAS ESTEROIDES
Las hormonas esteroides son insolubles en agua y circulan en plasma
li d a proteínas
ligadas
t í
t
transportadoras
t d
específicas,
ífi
que cumplen
l funciones
f
i
de distribución y de reservorio de las hormonas. Una pequeña parte se
encuentra
t en forma
f
lib (la
libre
(l forma
f
bi ló i
biológicamente
t activa).
ti )
Se eliminan por glucurono‐ o sulfo‐conjugación en el hígado
TRANSPORTE PLASMÁTICODE LAS HORMONAS TIROIDEAS Y ESTEROIDES
Rhoades and Tanner . Fisiología Médica. Masson‐Little, Brown, 1997
Esteroideas, tiroideas circulan unidas a proteínas plasmáticas producidas por el
hígado y solo una pequeña fracción en forma libre (la activa)
DEGRADACIÓN HORMONAL
Los niveles plasmáticos de las diferentes hormonas se
mantienen gracias a que la producción o síntesis hormonal
mantienen,
se encuentra equilibrada con la tasa de eliminación o
aclaramiento. Este aclaramiento se p
produce g
generalmente
por eliminación renal y hepática, aunque también por
endocitosis y destrucción intracelular.
CONCENTRACIÓN PLASMÁTICA
La concentración plasmática de una hormona depende de dos factores:
• La tasa de secreción
• La velocidad de su transformación metabólica o tasa de depuración
metabólica,
metabólica
factores que están relacionados de la siguiente forma
[H]plasma= Tasa de secreción/Tasa de aclaramiento, por lo que
Tasa de secreción= [H]pl x Tasa de aclaramiento
MECANISMOS DE ACCIÓN HORMONAL: RECEPTORES
Principios generales:
• Unión al receptor específica y de alta afinidad, coincidente con los límites dinámicos de la concentraciones circulantes
l lí i di á i d l i
i l
• La ocupación de un receptor depende de la concentración de hormona y de su afinidad al receptor
• El nº de receptores es muy variable en los distintos tejidos, siendo el principal determinante de las respuestas celulares p
p
p
específicas a las hormonas circulantes
RECEPTORES DE MEMBRANA PLASMÁTICA
RECEPTORES DE MEMBRANA PLASMÁTICA
RECEPTORES ADRENÉRGICOS
Receptores α: Son receptores acoplados a proteínas G
R
S l d í G
α1: α1A, α1B, α1D: Proteínas G de la familia Gq/11. Activan respuestas mitogénicas y regulan el crecimiento y proliferación celular. g
y g
yp
Activan a la PLC con aumentos de IP3 y Ca2+, con activación de la PKC
α2: α2A, α2B, α2C: Actúan produciendo una subunidad Gi que inhibe la AC, con ↓AMP ↓AMPc y consiguiente ↓PKA i i t ↓PKA Receptores β: Son receptores acoplados a proteínas G
p
β
p
p
p
β1: Activan la AC con ↑AMPc
β2: El complejo receptor‐canal de Ca2+ de tipo L activa la AC con ↑AMPc y activación de la PKA También se acoplan a proteínas Gi activación de la PKA. También se acoplan a proteínas Gi RECEPTORES DE MEMBRANA PLASMÁTICA
RECEPTORES DE MEMBRANA PLASMÁTICA
Cascada de amplificación de señales
RECEPTORES NUCLEARES
DETERMINANTES DEL EFECTO BIOLÓGICO
Los efectos biológicos están determinados por numerosos f
factores
Rhoades and Tannar . Fisiología Médica. Masson‐Little, Brown, 1997
Best & Taylor. Bases fisiológicas de la práctica médica.
Copyright 2010, 14ª ed. Editorial Médica Panamericana