Integración neuroendocrina. Las hormonas: mecanismos de acción

TEMA 3
• FISIOLOGÍA ENDOCRINA
• Integración neuroendocrina.
• Hipotálamo y hormonas hipotalámicas.
• Hormonas neurohipofisarias
2015/2016
Función del Sistema Endocrino
La función del sistema endocrino es: regular el crecimiento, desarrollo, metabolismo
y la osmolaridad de los líquidos del organismo, para el mantenimiento de la constancia
del medio interno.
1.- Crecimiento y desarrollo
H. peptídicas
H. esteroideas
H. tiroideas
2.- Reproducción
H. adenohipofisarias
H. esteroideas
3.- Metabolismo, producción, utilización y almacenamiento de Energía:
Insulina, Glucagón y otras hormonas.
*Ingesta: Aumento de Energía =>Glucógeno
Grasa.
*Ayuno: Disminución de Energía=>Glucogenólisis
Movilización de aa
Movilización de grasas
Gluconeogénesis.
4.- Mantenimiento del medio interno.
* ADH
* Mineralocorticoides
2
Relación Sistema Nervioso-Sistema
Endocrino
3
CONTROL DE LAS FUNCIONES FISIOLOGICAS
Sistema endocrino
Sistema nervioso
Neurotransmisor
sináptico
Hormonas
CARACTERÍSTICA
SISTEMA ENDOCRINO
SISTEMA NERVIOSO
FUNCIÓN GENERAL
Regulación de efectores para mantener la
homeostasis
Regulación de efectores para
mantener la homeostasis
Control por circuitos de
retroalimentación reguladora
Si (reflejos endocrinos)
Si (reflejos nerviosos)
Células efectoras
Células diana (en todo el cuerpo)
Células postsinápticas (sólo en
músculo y en tejido glandular)
MENSAJERO QUÍMICO
Hormona
Neurotransmisor
Células que segregan el
mensajero químico
Células epiteliales glandulares o células
neurosecretoras (neuronas modificadas)
Neuronas
Distancia y método del
recorrido de los mensajeros
Larga (por la sangre circulante)
Corta (a través de una sinapsis
microscópica)
Situación del receptor en la
célula efectora
Sobre la membrana plasmática o dentro
de la célula
Sobre la membrana plasmática
Características de los efectos
Tardíos y muy duraderos
Rápidos y poco duraderos 4
Definición de hormona
Sustancia química que se sintetiza en una glándula de secreción interna y
ejerce algún tipo de efecto fisiológico sobre otras células hasta las que llega
por vía sanguínea.
Actúan como mensajeros químicos y sólo ejercerán su acción sobre
aquellas células que posean en sus membranas los receptores específicos
ENDOCRINOLOGÍA: estudio de las glándulas secretoras y sus hormonas
Regulan procesos como:
- Crecimiento y desarrollo
- Metabolismo
- Regulación del medio interno (temperatura, balance de agua e iones)
- Reproducción
Actúan en sus células dianas de tres maneras básicas:
- Controlando la velocidad de las reacciones enzimáticas
- Controlando el transporte de iones o moléculas a través de la memb.
- Controlando la expresión de los genes y la síntesis de proteínas
6
7
Tipos de hormonas
Clasificadas de acuerdo a sus propiedades químicas
1.- Esteroides: derivados del colesterol. No se almacenan
Hormonas de las gónadas: testosterona, estradiol, progesterona,
Hormonas de la corteza suprarrenal: cortisol, aldosterona y
andrógenos suprarrenales
Metabolitos activos de la vitamina D.
2.- Polipéptidos y proteínas: Mayor grupo del organismo. Varían
considerablemente de tamaño. Se almacenan en vesículas.
<100 aa: polipéptidos (ADH, oxitocina)
>100 aa: proteínas (Hormona del crecimiento).
3.- Derivados de aminoácidos: tirosina y triptófano. Se almacenan
Catecolaminas y las Hormonas tiroideas. Son secretadas por la
8
médula suprarrenal, tiroides y pineal.
9
HORMONAS
ESTEROIDEAS
Cortisol
Aldosterona
Estrógeno
Progesterona
Testosterona
NO ESTEROIDEAS
PROTEÍNAS
GLUCOPROTEÍNAS
H.de crecimiento
Prolactina (PRL)
H. Paratiroidea (PTH)
Calcitonina
H. Adenocorticotropa (ACTH)
Insulina
Glucagón
PÉPTIDOS
H. Antidiurética (ADH)
Oxitocina
H. Melanocitoestimulante (MSH)
Somatostatina
H. Liberadora de tirotropina (TRH)
H. Liberadora de gonadotropina (GnRH)
H. Natriurética atrial (ANH)
H. Folículoestimulante (FSH)
H. Luteinizante (LH)
H. Paratiroidea (PTH)
H. Tiroideoestimulante (TSH)
Gonadotropina coriónica (GC)
H. DERIVADAS DE AA SIMPLES
Aminas
•Adrenalina
•NA
•melatonina
Aminoácidos yodados
•Tiroxina (T4)
•Triyodotironina (T3)
10
Interacciones hormonales
Sinergismo: Dos hormonas trabajan juntas para producir un resultado
Aditivo: Cada hormona por separado produce una respuesta.
Juntas, producen un efecto más que aditivo. Ej: Adrenalina y
Noradrenalina (A y NA).
Complementario: Cada hormona estimula diferente paso del
proceso. Ej: FSH y LH.
Efectos permisivos
La Hormona aumenta la respuesta del órgano diana a una
segunda hormona.
Ej: La exposición previa del útero a estrógenos induce la
formación de receptores de progesterona.
Efectos antagónicos
La acción de una hormona antagoniza los efectos de otra.
Ej: Insulina y glucagón.
11
Efectos de la concentración de
hormona
La concentración de hormonas en sangre refleja
la tasa de secreción.
Vida -Media: Es el tiempo requerido para que la
concentración plasmática se reduzca a la mitad .
Rango Fisiológico: es aquella concentración
que produce una respuesta tisular normal.
Cuanto mayor sea la afinidad del ligando por el
receptor, menor será la concentración a la que
se producirá un efecto máximo.
12
Resultado final de la acción hormonal
depende de:
Concentración hormonal
Número de R en la célula
diana
Duración de la exposición a la
hormona
Intervalos entre exposiciones
Condiciones intracelulares
Interacción con los efectos de
otras hormonas
Respuesta máxima y sensibilidad
13
Mecanismos bioquímicos de acción hormonal
Las hormonas son transportadas por la sangre hasta las "células diana" y en estas
ejercerán su acción de diferente forma según el tipo de hormona.
Las hormonas esteroideas (naturaleza lipídica), atraviesan fácilmente las
membranas de las células diana o células blanco, y se unen a las moléculas
receptoras de tipo proteico, que se encuentran en el citoplasma. Regulan la
expresión de determinados genes. Las moléculas de ARNm originadas se encargan
de dirigir en el citoplasma la síntesis de proteínas, que son las que producirán los
efectos fisiológicos hormonales.
14
Las hormonas proteicas, (macromoléculas) no pueden entrar en el interior de las
células diana, por lo que se unen a "moléculas receptoras" que hay en la superficie
de sus membranas plasmáticas, provocando la formación de un segundo mensajero,
el AMPc, que sería el que induciría los cambios en la célula al activar a una serie de
enzimas que producirán el efecto metabólico correspondiente.
15
Hormonas aminoacídicas: necesitan proteínas transportadoras
y sufrir modificaciones en las células diana para ser activas
DNA
Proteína
transportadora
Proteína
receptora
mRNA
T4
mRNA
Síntesis de
proteínas
T4
T3
T4
Respuesta a la
hormona tiroidea
Proteína
de unión
16
Mecanismo de la regulación hormonal:
retroalimentación negativa (FEEDBACK NEGATIVO).
La respuesta a una señal concreta (producto) se transmite al generador
de la señal, inhibiéndola. Es el mecanismo más difundido de regulación
endocrina
hormona
célula
diana
Glán
dula
producto
supresión
TSH
diana
T3 y T4
(adhenohipófisis) (gl tiroides)
17
Mecanismo de la regulación hormonal:
retroalimentación positiva (FEEDBACK POSITIVO).
hormona
célula
diana
Glán
dula
estimulación
producto
Ejemplo:
secreción
gonadotropinas
(adhenohipófisis)
estrógenos
Pico preovulatorio de gonadotropinas
18
SISTEMA ENDOCRINO HUMANO
Las principales glándulas secretoras de hormonas, son:
•Hipófisis
•Tiroides
•Paratiroides
•Páncreas
•Cápsulas suprarrenales
•Gónadas (ovarios y testículos)
19
Hipófisis e hipotálamo.
Eje hipotálamo-hipofisario
La glándula hipófisis se ha considerado durante muchos
años como la glándula directriz ya que secreta varias
hormonas que van a controlar otras glándulas
endocrinas.
A su vez la hipófisis está dirigida por el hipotálamo, que
es la conexión entre los sistemas nervioso y endocrino.
Posee numerosas conexiones nerviosas con centros
superiores cerebrales. Por este motivo, al hipotálamo se
le considera como el principal intermediario entre el
sistema nervioso central y el hormonal, es decir, como el
transductor neuroendocrino por excelencia.
20
Control sobre Hipotálamo
Procede del sistema nervioso central
- Recibe aferencias desde el sistema límbico, la corteza, el
tálamo y el sistema activador reticular. También señales
sensoriales desde órganos internos y retina
Estímulos
Dolor
Pensamiento deprimente o emocionante
Estímulo olfativo
Niveles séricos de nutrientes
Niveles séricos de electrolitos
Diversas hormonas
21
22
HIPOTÁLAMO: pequeña región del cerebro debajo del tálamo.
Conexión principal entre los sistemas nervioso y endocrino.
HIPÓFISIS
Es la glándula endocrina más
importante (glándula pituitaria)
Tiene el tamaño y la forma de un
guisante
Localizada en silla turca: en la
depresión del hueso esfenoides, en la
base del cráneo
Peso de 0.5-1 gramos
Cuelga del hipotálamo mediante el
eje hipotálamo-hipófisis, también
llamado infundíbulo
23
En la hipófisis se distinguen tres
lóbulos, que pueden considerarse
incluso glándulas independientes:
anterior o adenohipófisis: 75
% del total.
posterior o neurohipófisis:
contiene axones y terminaciones
sinápticas de neuronas cuyo
soma (cuerpo) está en el
hipotálamo. Es una extensión
del tejido nervioso
lóbulo intermedio: que se
atrofia durante el desarrollo fetal
y no está en el adulto
24
Control sobre Hipófisis
1) Neurohipófisis
Controlada por señales nerviosas de origen
en hipotálamo
Células con origen en hipotálamo
2) Adenohipófisis:
Controlada por “factores” hipotalámicos
sintetizados en hipotálamo
Llegan por sistema porta
25
1) Control de la secreción
de la neurohipófisis
La neurohipofisis no sintetiza hormonas sino que las
almacena y las libera.
La oxitocina y la vasopresina son sintetizadas en los
somas de las neuronas del hipotálamo y viajan a
través de los axones hasta las terminaciones
sinápticas que se encuentran en la hipófisis
Este sistema constituye el tracto hipotálamicohipofisario. Por esta conexión a través de un tracto
nervioso con el hipotálamo, se la conoce como
26
neurohipófisis.
27
Lóbulo posterior o neurohipófisis
Está formada por pituicitos (células de sotén de tipo glial) y
terminales axónicos de las neuronas secretoras
hipotalámicas, cuyos cuerpos celulares están en los núcleos
paraventricular y supraóptico del hipotálamo.
Ambas hormonas se producen en los somas y luego se
empaquetan en vesículas hasta que los impulsos nerviosos
determinan la exocitosis y la liberación de la hormona
Tracto Hipotálamo-Hipofisario
Formado por los axones de las neuronas neurosecretoras
Permite que las hormonas vasopresina (ADH) y oxitocina,
sean liberadas en los terminales axónicos que contactan con
la neurohipófisis.
28
29
Hormonas de la neurohipófisis
1) Hormona antidiurética (ADH; vasopresina): vasoconstricción y
antidiuresis
Regulación de las pérdidas renales de agua
Estímulo principal es la osmolalidad sanguínea
( concentración de sales y proteínas en sangre)
Osmoreceptores
del hipotálamo
Deshidratación
( vol. Sanguíneo)
Consumo de sal
Osmolalidad
sanguínea
Neurohipófisis
Sed
ADH
Retención de agua por los riñones
(reabsorción en túbulo distal y túbulos
colectores).
Aumento de osmolalidad urinaria y
disminución de flujo de orina
Consumo de agua
VOLUMEN SANGUINEO
30
OSMOLALIDAD SANGUÍNEA
Hipotálamo, hipófisis posterior y secreción de
ADH- conexión con los baroR
31
Secreción de ADH
Hipovolemia es sentida por los receptores de presión
(barorreceptores) del cayado aórtico y senos
carotídeos y los receptores de estiramiento de venas
pulmonares y aurícula derecha.
Normalmente, los receptores de presión inhiben
tónicamente la liberación de ADH.
Sensibilidad de los baroreceptores es menor que los
osmoreceptores. Sienten 5 a 10% cambios en el
volumen
32
Acción primaria de ADH: antidiuresis
Actúa sobre las células diana a través de R de superficie.
Se une a dos receptores V2 de las células de los túbulos
contorneados distales y los túbulos colectores del riñón.
Vía adenilato ciclasa/AMPc (segundo mensajero) induce
producción e inserción de acuaporinas (vesículas con
poros muy hidropermeables) en la membrana luminal
incrementando la permeabilidad de las células al agua
El incremento de la reabsorción de agua, aumenta la
osmolalidad urinaria (concentra orina) y el volumen
sanguíneo (baja osmolalidad del plasma).
33
34
Figure 20-6
Control de la sed
35
36
Alteraciones de la secreción de ADH:
Aumento: orina muy concentrada, retención de agua,
disminución de la osmolalidad plasmática y depleción de sodio.
Causa: fármacos, tumores o traumatismos cerebrales
Disminución: diabetes insípida (eliminación de orina muy
diluida). El paciente es incapaz de concentrar la orina o limitar la
producción. Gasto urinario de 4-6 litros llegando a 12-15 L
Ante la pérdida de líquido, se aumenta la ingesta de agua .
Causa: traumatismos craneales o tumores de la neurohipófisis
(diabetes insípida central) o pérdida de receptores de vasopresina
en el riñón (D. Insípida nefrógena)
Tratamiento con ADH
37
Hormonas de la neurohipófisis
2) Oxitocina: Es un péptido de 9
aminoácidos muy similar a la ADH
Se sintetiza en hipotálamo por estímulos
hormonales (estrógenos) o mecánicos (succión
del pezón: reflejo neuroendocrino). Factores
psicológicos.
Su síntesis se inhibe por progesterona
Su receptor es del tipo acoplado a proteínas G
Acciones:
- contracción de la musculatura uterina en el
parto
- contracción de las células mioepiteliales que
rodean los alveólos mamarios que produce
expulsión de leche a través senos galactóforos
hasta el pezón
- se piensa que puede estar relacionada con la
afectividad y el orgasmo en ambos sexos.
Déficit: impide la lactancia natural
38
2) Regulación de la secreción de la
adenohipófisis por el hipotálamo
Liberación de hormonas en la adenohipófisis se estimula
por hormonas liberadoras y se inhibe por hormonas
inhibidoras: liberadas por el hipotálamo
Las hormonas hipotalámicas llegan a la hipófisis a
través de un sistema porta: la sangre fluye de una red
capilar a una porta y luego a una segunda red capilar sin
pasar por el corazón. Es el llamado sistema porta
hipofisario
En la adenohipófisis estas hormonas estimularán las
células secretoras específicas, liberando las hormonas
hipofisarias al torrente sanguíneo donde viajarán hasta
los tejidos diana
39
Hormonas
hipotalámicas
liberadoras
e inhibidoras
40
Hormonas hipotalámicas o
neurohormonas
Liberadoras
Hormona liberadora de corticotropina (CRH): 41 aa. Estimula síntesis
de ACTH. Implicada en la respuesta del organismo al stress. Inhibida por
cortisol (retroalimentación negativa), estimulada por ADH.
Hormona liberadora de la hormona de crecimiento (GHRH): 44 aa.
Regulación por retroalimentación negativa por las somatomedinas,
hormonas que producen los tejidos expuestos a la GH. El estrés, incluyendo
el ejercicio físico, estimula su secreción y la somatostatina la inhibe.
Hormona liberadora de gonadotropina (GnRH ó LHRH): 10aa. Estimula
la síntesis y liberación de la hormona estimuladora del folículo (FSH) y la
hormona luteinizante (LH). Su liberación está regulada de forma diferente
durante el ciclo menstrual.
Hormona liberadora de tirotropina (TRH o TSHRH): 3 aa. Regulada por
centros superiores del encéfalo y por retroalimentación negativa a través del
eje hipotálamo hipófisis-tiroides.
Factores liberadores de prolactina (PRF), también la TRH estimula la
41
liberación de prolactina
Hormonas hipotalámicas
o neurohormonas
Inhibidoras
Factor inhibidor de PRL: es el neurotransmisor conocido como
dopamina
Hormona inhibidora de GH (GHIH o somatostatina): inhibe la
liberación de hormona del crecimiento, la liberación de la hormona
estimulante del tiroides y la liberación de insulina y glucagón en el
páncreas.
42
HORMONAS DE LA HIPÓFISIS Y TEJIDOS DIANA
43
Epífisis o glándula pineal
Situada en el encéfalo
Produce la melatonina (información al reloj biológico del
organismo) en oscuridad. Su secreción se inhibe con la
luz solar
Su aumento induce al sueño
La melatonina se sintetiza a partir de la serotonina
Poderoso antioxidante que protege al cuerpo de los
daños causados por radicales libres
Su falta de producción nocturna puede causar síntomas
depresivos, de insomnio y cansancio
Depresión estacional (días más cortos): se cree que es
la combinación de menos serotonina (que se activa con
la luz) y más melatonina
44