Hormona proteica - Departamento de Producción Animal y Pasturas

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Sistema Endócrino - Hormonas
  Conceptos generales
  Síntesis de hormonas
  Transporte de hormonas
  Interacción hormona-célula
  Respuestas celulares post-receptor
  Metabolismo de hormonas
  Regulación de la secreción hormonal
Anatomía y Fisiología Animal
Curso 2010
Elize van Lier
Fisiología y Reproducción
Dpto. de Producción Animal y Pasturas
Facultad de Agronomía
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Sistema Endócrino
Conceptos
Generales
  Es el conjunto de glándulas endócrinas y
sus productos de secreción: las hormonas
  Endocrinología: ciencia que estudia las
hormonas, sus receptores y los
mecanismos intracelulares que estimulan
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Hormonas
Glándulas
  Endócrinas
‘Yo estimulo’
  Coordinan y regulan procesos fisiológicos
  Son mensajeros químicos
  Sustancias químicas producidas por
Endócrina
•  Sin conducto: secreción a
la sangre
  Exócrinas
•  Con conducto: excreción
tejidos específicos que son transportadas
por el sistema vascular para afectar otros
tejidos a bajas concentraciones
al exterior
  Mixtas
  Un compuesto químico que regula el
•  Secreta hacia la sangre
•  Excreta hacia el exterior
metabolismo celular
Exócrina
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Glándulas Endócrinas
Ovario
Riñón
Adrenal
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Ubicación Tiroides y Paratiroides
Hígado
Pineal
Hipotálamo
Hipófisis
Placenta
Utero
Páncreas
Tiroides
Paratiroides
Laringe
Tráquea
Esófago
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¿Qué función cumple el SE?
Sistemas de control de los
procesos fisiológicos
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  Sistema Nervioso:
  Es un sistema de comunicación del organismo
  Comunicación química
  Integra las distintas partes del cuerpo para
•  Señal eléctrica
•  Efecto rápido y de corta acción
•  Vía axones
mantener la homeostasis
  Sistema Endócrino:
  Homeostasis: Es la conservación ‘constante’ de
•  Señal química
•  Efecto más lento y sostenido
•  Vía sangre y líquido extracelular
•  Necesita de un receptor para actuar
las condiciones en el líquido extracelular o el
ambiente interno mediante las acciones
integradas de los diferentes órganos, aparatos o
sistemas del animal
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Tipos de Hormonas
  Proteicas y peptídicas:
Síntesis de
Hormonas
•  Proteínas (p.e. insulina, corticotropina, LH)
•  Péptidos (p.e. GnRH, oxitocina, vasopresina)
  Derivados de Aminoácidos:
•  Aminas (p.e. tiroxina, dopamina, adrenalina,
melatonina)
  Lipídicas:
•  Esteroides (p.e. cortisol, progesterona [P4], vitamina D)
  Acidos Grasos:
•  Prostaglandinas
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Síntesis hormonas proteicas
  Síntesis: en retículo
endoplásmico rugoso
  Empacado: en aparato
de Golgi
  Depósito: en vesículas
secretorias o gránulos
(prohormona)
  Secreción: por
exocitosis
RER
Precursor de los esteroides
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Colesterol
Golgi
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11
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HO
Ca++
10
A
4
27
16
D
15
9
1
3
14
26
23
17
13
C
19
Vesículas
Secretorias
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18
Núcleo
Mitocondria
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8
B
5
6
Cole = bilis
Stereos = sólido
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Ca++
Ca++
Ca++
 Un sistema de 3 anillos de 6 carbonos (A, B y C) y un anillo de 5 carbonos (D)
 Una cadena lateral de 8 carbonos (en C-17) y 2 grupos metilos (en C-10 y C-13)
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Fuentes de Colesterol
  Síntesis de novo a partir del acetato
  Depósitos intracelulares de Colesterol
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Síntesis hormonas esteroideas
Gota Lipídica
P5
Pregnenolona
(P5)
(ésteres en gotas lipídicas)
  Colesterol Lipoproteína (LP) en sangre:
•  LDL: LP de baja densidad
•  HDL: LP de alta densidad
Esteres de
Colesterol
Retículo
Endoplásmico
Núcleo
17-OH-P5
17-OH-P4
Colesterol
11-Desoxycortisol
Colesterol
11-Desoxycortisol
Cortisol
Mitocondria
Cortisol
4
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Clasificación de Esteroides
Colesterol
HO
HO
•  Progestinas (P5, P4, 17-OH-P5, 17-OH-P4)
•  Mineralocorticoides (Aldosterona)
•  Glucocorticoides (Cortisol, Corticosterona)
Pregnenolona
HO
HO
17α-OH-P5
Progesterona
O
HO
•  Andrógenos (Testosterona, Androstenediona)
O
•  Estrógenos (Estrona, Estradiol)
HO
O
OH
CHO
O
Aldosterona
HO
O
HO
O
Testosterona
O
O
OH
Desoxicortisol
OH
O
O
Androstenediona
17α-OH-P4
  19 carbonos:
  18 carbonos:
Dehidroepiandrosterona
O
OH
O
O
O
O
OH
O
  21 carbonos:
18
Esteroidogénesis
HO
Estrona
OH
HO
Estradiol
O
OH
Cortisol
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Transporte de Hormonas
Transporte de
Hormonas
  Proteicas:
•  Son hidrofílicas
•  Son solubles en sangre
•  Están disueltas en sangre
  Esteroideas y Tiroideas:
•  Son lipofílicas
•  Son muy poco solubles en sangre
•  Necesitan unirse a proteínas transportadoras
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Hormonas Lipofílicas
  Proteínas transportadoras:
•  Globulinas: específicas, alta afinidad, baja
Interacción
Hormona-Célula
capacidad de transporte
•  Albúminas: inespecíficas, baja afinidad, alta
capacidad de transporte
  Equilibrio hormona unida y libre en sangre
(1-5% libre)
  Solo la hormona libre puede entrar en la
célula blanco
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Transmisión del mensaje
Características de un Receptor
Llave y Cerrojo
  Es una proteína
  Altamente específico para su hormona
  Alta afinidad por su hormona
  Esto permite que la hormona tenga efecto
  Llave = Hormona
  Cerrojo = Receptor
  Especifidad del receptor para una
hormona
  Receptor solo en células blanco
  Sensibilidad de la célula depende del
número de receptores
en la célula blanco a pesar de la baja
concentración
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Características de un Receptor
Ubicación del Receptor
  A mayor afinidad, mayor duración del
Membrana
efecto biológico
  La acción hormonal termina al disociarse
del receptor:
HP
Núcleo y/o Citoplasma
Hormona
proteica
HE
Hormona
esteroidea
HP
•  Disminución concentración de la hormona
•  Reciclaje del receptor
Receptor de
membrana
  Número de receptores (sensibilidad):
HE
•  Síntesis
•  Degradación
Núcleo
Receptor
nuclear
Núcleo
Citoplasma
Citoplasma
Membrana celular
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Localización de receptores
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Ejemplo de Receptor de Membrana
Receptores de:
Oxitocina
Progesterona
Positivo
Positivo
Negativo
Nuclear
Membrana
http://www.asterion.co.uk/basis/index.php
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Proteína: segundo mensajero
  Hormona se une a su receptor de
Respuestas celulares
post-receptor
membrana
  Esto activa la adenilciclasa
  Se activa el mensajero secundario (ATP
pasa a AMPc)
  El AMPc fosforiliza una protein-quinasa
responsable de la respuesta biológica
  Hay varios mensajeros secundarios: AMPc
es solo uno
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Acción de un esteroide
Hormona proteica
Complejo receptorchaperonina
Núcleo
Citoplasma
1) Recepción
Receptor de
membrana
2) Traducción
3) Respuesta
Activación de
respuestas
celulares
Membrana celular
Esteroide
Complejo
receptor-hormona
Chaperonas
moleculares
Proteína
nueva
Fosforilación
Vía de traducción de la señal
Hormona
proteica
Citoplasma
Cromatina
Receptor
asociado al
ADN
Transcripción
Traducción
ARNm
Ribosomas
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Metabolismo hormonal
  Hormonas proteicas:
Metabolismo
de Hormonas
•  Internalización del complejo hormona-receptor
•  En el hígado son fraccionadas por peptidasas
  Esteroides:
•  En el hígado se solubilizan conjugándolos con
•  Sulfatos
•  Glucuronidos
•  Se excretan en la orina y en a bilis
•  A nivel celular pueden ser convertidas en otros
esteroides (con o sin actividad metabólica)
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Vida media en sangre
  Hormonas tiroideas:
•  1 a 6 días (T3 = 1 y T4 = 6)
  Esteroides:
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Concentración de una hormona
Depende de
  Tasa de producción: síntesis y secreción
•  Punto de mayor control
•  20 a 100 minutos
  Tasa de entrega: depende del flujo
•  5 a 10 minutos
sanguíneo
  Tasa de degradación y eliminación
  Hormonas hipotalámicas:
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¿Cómo se ‘termina’ la acción
hormonal?
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Resumen Hormonas Proteicas
  Niveles de hormona circulante se regulan por el
  Síntesis proteica
  Almacenamiento en gránulos como
efecto biologico provocado por la hormona:
•  ↑ glucosa → ↑ insulina → ↓ glucosa → ↓ insulina
•  La concentración resultante dependerá de la vida
prohormona
  Liberación por exocitosis
  Transporte libre en sangre
  Receptor de membrana con segundo
mensajero
media de la hormona
  Proteínas de membrana con actividad tirosinfosfatasa
•  Inactivan desfosforilando el receptor
  Desensibilización del receptor
  Degradación del receptor
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Resumen Hormonas Esteroideas
  Sintetizadas a partir del colesterol
  No se almacenan en la glándula
  Se transportan ligadas a una proteína
  Tienen su receptor en el núcleo o en el
citoplasma
  Origen en gónadas, corteza adrenal y
placenta
Regulación de
la secreción de
hormonas
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Retroalimentación o Feedback
Control de secreción hormonal
Negativa
Glándula 1
Hormona 1
Hormona 2
Positiva
Glándula 2
Metabólico
Hormonal
Glándula
Glándula 1
Hormona
Glándula 1
Hormona 1
Hormona 1
Glándula 2
[Ca++]
Hormona 2
Hormona 2
Glándula 2
Otras funciones
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Carnero
Circuito de retroalimentación
Corto
Ultracorto
Ox
44
Circuito de Feedback
Negativo
Hipófisis
LH
Largo
Nervioso
T
Muestras de sangre de un carnero cada 20 minutos
Testículo
3
Glándula 1
14
Glándula 1
Glándula 1
H-1
Glándula 2
H-2
H-2
Glándula 2
H-1
10
8
6
1
4
H-3
2
Glándula 3
0
0800
1400
Hora del día
Testosterona (ng/ml)
H-1
LH (ng/ml)
12
2
0
2000
Adaptado de Austin & Short (1984)
11
45
Frecuencia de muestreo de sangre
46
Secreción de LH con y sin Feedback
3
0
14
12
8
6
1
4
2
0
0800
1400
Hora del día
2000
0
2
0
480
10
Testosterona (ng/ml)
LH (ng/ml)
2
4
420
c/120 min
360
2000
6
300
1400
Hora del día
3
Después de castrar
240
2
0
0800
Antes de castrar
180
6
4
Carnero:
8
120
8
1
¿En qué se diferencian
las dos gráficas?
60
10
0
2
Testosterona (ng/ml)
LH (ng/ml)
12
LH (ug/L)
14
c/20 min
T iempo ( min )
Van Lier et al. 1999
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