GUIA DE RECUPERACIÓN “HORMONAS Y SISTEMA ENDOCRINO” SECTOR: Ciencias Naturales. PROFESOR:JESÚS ALONSO PABA LEÓN GRADO: OCTAVO - 1 FECHA: Abril 29 del 2013 hora 3 PM UNIDAD TEMÁTICA: Sistema Endocrino. CONTENIDO: Hormonas y control hormonal OBJETIVO DE APRENDIZAJE: Comprender la función de las hormonas y su control en el crecimiento y desarrollo Debe desarrollarse y entregarse el día de la sustentación escrita ( fecha y hora parte superior derecha) FECHA DE ASESORIA: El día lunes 22 de abril del 2013 hora 2:30 PM CORREO ELECTRÓNICO DONDE ENVÍAR RESPUESTAS: INSTRUCCIONES: - Utilizando apuntes tomados en clases y las guías de estudio desarrolladas durante el periodo, resuelva las actividades propuestas. Lean atentamente cada pregunta antes de contestar. Sistema Endocrino: hormonas, desarrollo y crecimiento. A. B. C. D. E. Organización del Sistema Endocrino Naturaleza química de las hormonas Mecanismo de acción hormonal Propiedades generales de la acción hormonal. Control hormonal El crecimiento y desarrollo son procesos mediante los cuales una simple célula se puede transformar en un alerce o en un puma. Sin embargo, una de las diferencias notorias entre plantas y animales, es el hecho de que los animales dejan de crecer al alcanzar la madurez, aunque las células de los tejidos de recambio como la piel siguen dividiéndose. Las plantas, en tanto, siguen creciendo durante todo su lapso de vida. Este proceso de crecimiento y desarrollo tanto en animales como plantas, es regulado por hormonas, sustancias químicas producidas por el organismo que actúan como mensajeros, que son activadas por algún estimulo ambiental o fisiológico. Cada hormona actúa sobre un tipo celular específico, conocido como célula blanco, sobre el cual produce efectos que pueden ser prolongados e irreversibles, como en la pubertad del humano o la metamorfosis de una oruga a mariposa. Pero también pueden ser cambios transitorios y reversibles, que ayudan a regular y controlar los sistemas que forman al organismo. A. Organización del Sistema Endocrino -Glándulas endocrinas, son órganos de estructura glandular, sin conducto excretor, altamente vascularizadas, que vierten sus secreciones directamente a la sangre. Como la sangre puede ser considerada parte del medio interno, a estas glándulas también se les llama glándulas de secreción. No todas las glándulas del organismo son endocrinas. Existen también glándulas exocrinas, como las glándulas salivales, las glándulas lacrimales y las glándulas mucosas, entre muchas otras, que se caracterizan por presentar un conducto excretor por donde las secreciones que produce son vertidas a una cavidad (la boca, el tubo digestivo, etc.) o al exterior del cuerpo, como las glándulas sebáceas y sudoríparas. Las principales glándulas endocrinas en los mamíferos son las siguientes: la hipófisis o pituitaria, que ha sido considerada la glándula maestra del sistema endocrino, por que prácticamente controla la acción de todas las demás glándulas del sistema; sin embargo, desde que se sabe que ella está bajo el control del hipotálamo, se discute tal nominación. Las otras glándulas endocrinas son: la tiroides, la paratiroides, las suprarrenales, las sexuales (ovarios y testículos), el páncreas y la glándula pineal o epífisis. De todas ellas, la única que es una glándula mixta es el páncreas, porque es endocrina y exocrina. Como glándula exocrina produce jugos pancreáticos que vierte al duodeno por el conducto pancreático y, como, glándula endocrina regula el metabolismo de la glucosa a través de las hormonas insulina y glucagon. Por otra parte las células neurosecretoras son determinadas células de sistema nervioso que producen sustancias con acción hormonal. A estas células u órganos se les denomina neurosecretores y a las sustancias neurohormonas. Por ejemplo el hipotálamo produce neurohormonas que estimulan la secreción de hormonas por la hipófisis. Formas de comunicación por mensajeros químicos: a) comunicación endocrina, b) neurotransmisión, c) neurosecreción, d) comunicación paracrina, e) comunicación yuxtacrina y f) comunicación autocrina -Las hormonas: son sustancias químicas producidas por las glándulas endocrinas, las cuales tienen un efecto específico en tejidos que están más o menos alejados desde donde son secretadas. Las hormonas son mensajeros químicos transportados por la sangre desde todas las partes del organismo. Constituyen las señales con que el sistema endocrino ejerce su función regulatoria. La palabra hormona deriva del griego y significa exitar, lo que es generalmente cierto: la mayoría de las hormonas exitan o estimulan funciones metabólicas, pero también existen hormonas inhibitorias. Las hormonas son sustancias muy potentes, actúan en pequeñísimas concentraciones, produciendo grandes efectos sobre los órganos, cuya función modifican. Por ser señales regulatorias, las hormonas no son secretadas en forma continua, sino intermitentemente, de acuerdo con la intensidad de estímulos específicos, sobre la glándula correspondiente, adaptándose así a diversas circunstancias fisiológicas. La secreción hormonal está regulada según las necesidades del organismo, por un mecanismo de retroalimentación con el hipotálamo o la hipófisis, por intermedio de la misma hormona o uno de los productos de su metabolismo. En otros casos, la regulación se efectúa por la acción de sustancias metabólicas que llegan por la sangre a la misma glándula, y finalmente, existe otro caso en que la glándula depende directamente del sistema nervioso como la médula de la glándula suprarrenal. El tiempo que una hormona permanece en la sangre depende de su naturaleza, va desde unos pocos minutos (estrógenos) hasta días (hormonas de la tiroides). Una vez recibidas en el tejido “objetivo de ella”, son modificadas e inactivadas allí mismo, aunque la mayoría son destruidas en el hígado. El tejido sobre el cual actúa una hormona se llama órgano blanco o diana, porque es donde la hormona dispara su acción. B. Naturaleza química de las hormonas: -Hormonas esteroidales: Estas se derivan de un lípido especial llamado colesterol. Ejemplo de estas hormonas son las producidas por las glándulas sexuales, como la progesterona y la testosterona. -Hormonas derivadas de aminoácidos: Desde el punto de vista químico, son las hormonas más simples. Se les suele llamar aminas. Un ejemplo de este tipo de hormonas son las producidas por las glándulas tiroides, que se sintetizan a partir del aminoácido tirosina. -Hormonas peptídicas o proteicas: Se conforman con una cadena de varios aminoácidos. Si la cadena es corta, se dice que la hormona es peptídica. La oxitocina y la vasopresina, son hormonas peptídicas, ya que están formadas por nueve aminoácidos cada una. Cuando la cadena de aminoácidos es más larga, se habla de hormonas proteicas. La insulina y el glucagón, producidas por el páncreas, son ejemplos válidos, ya que sus cadenas tienen 51 y 29 aminoácidos, respectivamente. C. Mecanismo de acción hormonal Existencia de receptores específicos a nivel de la célula diana, pueden estar a distinto nivel: Membrana plasmática: para hormonas catecolaminas(adrenalina, noradrenalina) con estructura proteica o peptídica y Citoplasma: hormonas esteroideas o lipidica de las células diana Núcleo de la célula diana: hormonas de tipo esteroidea o lipidica Los receptores tienen una estructura proteica y existen infinidad en la célula diana. Una vez que llega a la zona, interaccionan con el receptor específico, produciendo señales o mensajes intracelulares que dan lugar a unos efectos hormonales en esa células. Las hormonas de acuerdo con su estructura, presentan distintos mecanismos de acción. Por ejemplo las hormonas esteroideas, por su naturaleza lípidica atraviesan fácilmente las membranas de las células blanco y se unen a las moléculas receptoras de tipo proteico que se encuentran en el citoplasma. Luego llegan al núcleo, donde ejercerán su acción modificando la expresión génica del ADN, promoviendo o inhibiendo la síntesis de determinadas proteínas que desencadenaran los procesos fisiológicos de los que esa hormona es responsable. Las hormonas proteicas, por ser moléculas de gran tamaño, no pueden entrar al interior de las células blanco y por ello se unen a moléculas receptoras que hay en la superficie de su membrana plasmática, provocando la formación de segundo mensajeros, el AMP c, que es el que induce los cambios en las células a activar una serie de enzimas que producirán los efectos deseados. En este caso la hormona a través del complejo hormona –receptor activa la serie de reacciones químicas que se traducen en la acción hormonal concreta. D. Propiedades generales de la acción hormonal. -La sensibilidad de las células a una determinada hormona está dada por la presencia de receptores específicos. Las células que responden al mensaje hormonal son las células blanco o células diana. -El efecto de una hormona será tanto más generalizado cuanto mayor sea el número de las células blanco que posean esos receptores. -Lo efectos hormonales no son del tipo todo o nada si no existe curva sigmoidea (dosis respuesta) si se incrementa la hormona se producirá un aumenta en el efecto hormonal hasta que los receptores se saturen y el efecto hormonal sea del 100% La misión del Sistema endocrino en la intervención en la regulación del crecimiento corporal, interviniendo también en la maduración del organismo, en la reproducción, en el comportamiento y en el mantenimiento de la homeostasis química. El sistema Endocrino es un sistema regulador, al igual que el Sistema Nervioso, pero es más lento que él. Actividad S. nervioso S. hormonal Velocidad de respuesta Rápida Lenta Duración de respuesta Transitoria Duradera Especificidad de la respuesta Muy específica Variable, según las células Capacidad de respuesta La posee Carece (depende del sistema nervioso) Procesos que controla Rápidos Lentos y generalizados E. Control Hormonal El eje Hipotálamo- Hipofisis se le puede considerar como una unidad funcional, que se encuentra ubicado en el cráneo, en la base del encéfalo. El hipotálamo tiene una función nerviosa ( se relaciona con el sueño y con las sensaciones de sed y hambre) y otra endocrina( coordina toda la función hormonal). Elabora hormonas liberadoras o inhibidoras de la función de la hipófisis. La hipófisis a su vez es una glándula endocrina que cuelga del hipotálamo. Está dividida en dos lóbulos que tienen relación con el sistema endocrino : La Adenohipofisis o hipófisis anterior La neurohipofisis o hipófisis posterior El hipotálamo secreta neurohormonas ( factores liberadores) que actúan estimulando a la hipófisis en la secreción de hormonas tróficas, que son transportadas por la sangre a diversas glándulas , tales como la tiroides, corteza suprarrenal y gónadas, estas glándulas producirán distintas tipos de hormonas que, además de actuar en el cuerpo, retroalimentaran a la hipófisis y al hipotálamo, regulando su actividad y equilibrando así las secreciones respectivas de estos dos órganos y de la glándula destinataria. La secreción hormonal por parte de las diferentes glándulas del sistema endocrino, está sujeta a un estricto control a través de mecanismos denominados de retroalimentación o feed back. La hipófisis además de secretar algunas hormonas especificas, secreta las llamadas hormonas tróficas o estimulantes, que son hormonas que actúan sobre otras glándulas del sistema, estimulando en ellas la producción hormonal. La hipófisis es sensible a las fluctuaciones de concentración de algunas de las principales hormonas, que circulan en la sangre - Existen dos tipos de retroalimentación: a) RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA: El efecto de una hormona ocasiona que se detenga la producción de dicha hormonaEjemplo: regulación hormonas tiroideas. El hipotálamo secreta TRH, hormona que actúa sobre la adenohipófisis y su efecto es la producción de TSH. A su vez la TSH actúa sobre la glándula TIROIDES, produciendo hormonas T3 y T4, las que producen un aumento de la respiración celular. Cuando se ha degradado suficiente glucosa, la formación de ATP, la producción de calor y la misma disminución de glucosa, son una señal para que se deje de producir TRH y TSH, ya que ha sido suficiente el trabajo de las T3 y T4 y ya no se necesitan por el momento. b) RETROALIMENTACIÓN POSITIVA El efecto de una hormona ocasiona que se incremente la producción de dicha hormona. EJ. La hormona oxitocina en la eyección de la leche materna. El hipotálamo secreta OXITOCINA cuyo blanco es la glándula mamaria, estimulando la producción de leche. Al haber más succión del bebe, mayor es la producción de oxitocina, al haber más oxitocina hay más leche y al haber más leche, aumenta más aún la producción de oxitocina. CARACTERÍSTICA Estímulo que lo inicia Efecto en el órgano blanco Estímulo que lo detiene Efecto general en el organismo FEED BACK NEGATIVO Cambio ambiental que se aleja del umbral considerado normal. Detiene o invierte un proceso, disminuye el efecto sobre los receptores. FEED BACK POSITIVO Cambio ambiental que se aleja del umbral considerado normal. Estimula el proceso, aumentando el efecto sobre los receptores. Cambio ambiental que se aleja del umbral considerado normal. Mantiene las condiciones internas del organismo dentro de un rango tolerable, también llamado homeostasis. Falta o detención del cambio ambiental que lo estimuló. Aleja las condiciones internas del umbral y puede llegar a dañar el sistema si persiste. ACTIVIDAD I. Selección Múltiple 1. No son características de las hormonas: I.- actuar en bajas concentraciones. II.- ser todas esteroidales. III.- ser producidas por glándulas que presentan conductos. a) Sólo I b) Sólo II c) I y II d) II y III e) ninguna es correcta 2. El receptor celular para una hormona, se ubica en la célula dependiendo de: I.- La naturaleza química de la hormona. II.- Del tamaño molecular de la hormona. III.- La cantidad de hormona. a) Sólo I b) Sólo II c) I y II d) II y III e) I, II y III. 3. Indique cuál de las siguientes aseveraciones no es correcta, respecto a las hormonas: a) circulan a través de la sangre. b) son de acción rápida y transitoria. c) tienen marcada especificidad funcional. d) actúan en pequeñas cantidades. e) ninguna de las anteriores. 4. No corresponde a una glándula endocrina: a) Tiroides b)suprarrenal c)salival d)hipófisis e)paratiroides 5. La regulación hormonal por feed back negativo se diferencia del feed back positivo, en que en ésta última a) se liberan hormonas con mayor frecuencia. b) cuando se eleva la concentración de una hormona se inhibe la síntesis de ésta. c) si no hay estimulación, no hay liberación de hormona. d) una baja concentración de una hormona estimula su síntesis y liberación. e) una alta concentración de una hormona estimula la liberación de más hormona. 6. A continuación se presenta el gráfico de una experiencia que se realiza con dos grupos de ratas. Al primer grupo de ratas se les inyecta diariamente la hormona del crecimiento, mientras que el segundo grupo corresponde al grupo control. De este experimento se deduce: a) El grupo de ratas inyectadas con la hormona del crecimiento presentan una tasa mayor de aumento de peso comparadas con las ratas control. b) se explica por la acción que tiene esta hormona y que permite que las ratas aumenten su masa corporal en forma más rápida y cuantitativamente. c) los resultados se dan por el tipo de dieta. d) todas son correctas e) alternativa a y b II. En un experimento se marca una hormona con un elemento radiactivo y luego se la inyecta a un animal de laboratorio. Más tarde se examinan muestras de 3 tejidos y se encuentra que solo en un tejido hay marca radiactiva, además la marca se ubica en el núcleo de esas células. ¿Qué conclusiones se podrían sacar de estos resultados? Justifica tu respuesta III. Observa el siguiente esquema ¿Mediante qué tipo de control hormonal (retroalimentación positiva o retroalimentación negativa) la hormona oxitocina regula las contracciones uterinas durante el parto? Justifica tu respuesta IV. El grafico muestra los niveles de glucosa en la sangre (glicemia) en un perro al que se le ha extraído el páncreas. Analiza y luego responde brevemente:: Perro muere Glicemia (g/L) 4 Extracción del Páncreas 3 2 1 Tiempo (horas) 0 1 3 5 7 9 11 1. ¿Qué ocurre con los niveles de azúcar a las 2 horas de extraer el páncreas? 2. ¿Cómo es el nivel de azúcar en la sangre a las 8 horas de extrae el páncreas? 3. ¿Se puede deducir a partir de grafico cuales son los valores normales probables de azúcar en la sangre del perro? 4. ¿Podrías señalar que relación tiene el páncreas con los niveles de azúcar en la sangre? 5. Mediante que tipo de control o feed-back se regula la glicemia en la sangre. V. Anota las glándulas y las hormonas que cumplen las siguientes funciones Glándulas Hormonas Funciones Desarrollo y mantención de órganos y caracteres sexuales Inicia reparación de endometrio Estimula huesos y músculos y promueve la síntesis de proteínas y utilización de grasas Promueve la producción de leche Desarrolla y mantiene los caracteres sexuales secundarios masculinos, estimula la producción de espermatozoides Estimula la corteza adrenal (suprarrenal) para la liberación de cortisol y otros esteroides Estimula la producción de espermatozoides y la maduración del óvulo Estimula degradación de glucógeno del hígado y aumenta cantidad de glucosa en la sangre Aumenta la retención de agua en los riñones (disminuye la cantidad de orina) y aumenta la presión Disminuye la cantidad de glucosa en la sangre, estimula el almacenamiento de glucógeno en el hígado y músculos, estimula la producción de proteínas Aumenta los niveles de calcio en la sangre y disminuye los de fosfato Constricción de los vasos sanguíneos en todos el cuerpo. Aumenta velocidad de lo latidos del corazón y la tasa metabólica Regula la excreción en el hígado de sodio, agua y potasio Constricción de vasos sanguíneos: piel, riñones, intestino. Aumento del flujo sanguíneo a corazón, cerebro y músculos esqueléticos. Aumento de latidos cardiacos y presión sanguínea. Estimula contracción del músculo liso. Aumenta niveles de glucosa en la sangre Responder a señales del sistema nervioso y/o de las concentraciones sanguíneas de las hormonas circulantes para liberar hormonas que actúan sobre la hipófisis Involucrada con el ritmo circadiano (Tiempo de sueño y de vigilia). Su secreción aumenta con la oscuridad Estimula la liberación de progesterona y estrógenos en las mujeres y de testosterona en los hombres Influencia el desarrollo mamario y el ciclo menstrual. Promueve el revestimiento del endometrio uterino, mantiene el embarazo Estimula la producción y secreción de las hormonas tiroideas Estimula desarrollo de células T en el timo y mantención en otros tejidos linfáticos. Involucrada en el desarrollo de algunas células B productoras de anticuerpos Estimula las contracciones del útero en el nacimiento y la secreción de leche en las glándulas mamarias Suprime liberación de glucagón e insulina Contribuye a las características sexuales secundarias Regula concentraciones de glucosa en la sangre. Afecta el crecimiento, disminuye el efecto del estrés y antiinflamatorios Disminuye los niveles de calcio en la sangre Aumento consumo de O2 y producción de calor. Estimula, aumenta y mantiene los procesos metabólicos
