Prof. Sonja Buvinic R. Laboratorio de Fisiología Celular del Músculo FONDAP‐‐CEMC, FONDAP CEMC Instituto de Ciencias Biomédicas Facultad de Medicina, Universidad de Chile [email protected] HORMONAS • Mensajeros químicos A DISTANCIA. • Se liberan frente a estímulos determinados. • Secreción – Transporte sanguíneo – Acción sobre tejidos blanco. • Mantienen la homeostasis del medio interno. • Regulan crecimiento, metabolismo y reproducción. • Aumentan la capacidad para responder en forma aguda y crónica a tensión física y psicológica. Sistema Endocrino • Conjunto de tejidos y órganos secretores de hormonas. hormonas • Estímulos: ‐ Iones o nutrientes (ej: glucosa, glucosa Ca2+) ‐ Neurotansmisores (ej: norepinefrina, dopamina, GABA) ‐ Hormonas (ej: hormonas hipotalámicas, CRH, TRH, GHRH) • Estímulos regulan: g ‐ Secreción hormonal ‐ Síntesis de la hormona ‐ Síntesis de p proteínas q que favorecen el transporte plasmático de algunas hormonas. ‐ Niveles de expresión de los receptores para la hormona en el tejido blanco. Sistema endocrino es comandado principalmente por el eje hipotálamo‐ hipotálamo‐hipófisis HIPOTÁLAMO: • Principal centro integrador neuroendocrino. • Sus neuronas tienen sensores de ritmos circadianos, metabolismo (ej: glicemia), temperatura, stress, etc. • Libera neurotransmisores y hormonas que inducen liberación de hormonas hipofisiarias. HIPÓFISIS: Ó • Anterior (Adenohipófisis): secreta hormona de crecimiento (GH), adrenocorticotropina d i i (ACTH) (ACTH), tirotropina (TSH), LH, FSH, prolactina. • Posterior (Neurohipófisis): Secreta oxitocina it i y hormona h antidiurética tidi éti (ADH). Niveles Plasmáticos de Hormonas: Control por g “Feedback Negativo” ‐ Hipotálamo CRH Hipófisis ACTH • Liberación de hormonas: ‐ Responde a ritmos circadianos ‐ Es pulsátil (eso evita desensibilización de sus receptores) receptores). ‐ Glándula Suprarrenal Cortisol Órgano blanco ‐ Reconocimiento de las hormonas extracelulares ocurre por RECEPTORES (de (d superficie, fi i citosólicos i óli o nucleares) Respuestas inmediatas (Ej: secreción hormonal, contracción muscular). Respuestas a largo plazo. Involucran cambios en la expresión génica (Ej: aumento de la síntesis hormonal, proliferación, plasticidad muscular). Concentración plasmática de una hormona depende de: 1 1. 2. 3. Tasa de síntesis y velocidad elocidad de liberación por la glándula glánd la productora. Velocidad de captación por el tejido receptor. Velocidad de eliminación hepática y renal. Acción de una hormona sobre su tejido blanco depende de: 1. 2. 3. 3 La concentración sanguínea de la hormona. El número de receptores para la hormona en la célula diana. Laa AFINIDAD,, o “fuerza ue a de u unión” ó eentre t e laa hormona y el receptor. Cambios endocrinos inducidos por el ejercicio Hormona de crecimiento (GH) Glándula secretora: Adenohipófisis Efectos: ‐ Crecimiento de los tejidos (fundamental en crecimiento óseo ). ‐ Síntesis de proteínas musculares. ‐ Utilización de las grasas como reserva energética. ‐ Inhibe captación de glucosa por las células (efecto anti‐insulina); inhibe el metabolismo de los hidratos de carbono carbono. ‐ Lipolisis en adipocitos y gluconeogénesis hepática (hiperglicemiante). Sueño profundo Ejercicio Estrés agudo Hipotálamo GHRH Hipófisis GH Órgano blanco Cambios con el ejercicio: ‐ Aumenta a los pocos minutos de comenzado el ejercicio, y se incrementa a medida que el ejercicio es más intenso. Se relaciona más con el pico de intensidad que con la duración del ejercicio. ‐ Se libera por factores nerviosos. ‐ Hipertrofia p muscular,, crecimiento del esqueleto, q , p proliferación celular: OJO CON DOPPING EN DEPORTISTAS DE FUERZA Y POTENCIA. ‐ Ojo con tratamientos como “hormona de la juventud” Tirotropina(TSH Tirotropina (TSH)) y hormonas tiroideas (T3 (T3‐‐T4) Frío Ritmos circadianos Glándula secretora: Adenohipófisis / Tiroides Efectos: ‐ Perinatal: Desarrollo óseo y SNC. ‐ Aumenta el metabolismo celular. ‐ Calorigenesis. ‐ Potencia los efectos ‐adrenérgicos de las catecolaminas (adrenalina, noradrenalina) por aumento de sus receptores en los órganos blanco. blanco Hipotálamo TRH Hipófisis TSH Tiroides Cambios con el ejercicio: ‐ TSH, TSH T3 y T4 aumentan con el aumento de ejercicio. OJO CON TRATAMIENTOS DE HORMONAS TIROIDEAS Y ANFETAMINAS PARA REDUCCIÓN DE PESO. T3, T4 Ó Órganos blanco Leptina Hormona Antidiurética (ADH, vasopresina) Glándula secretora: Neurohipófisis ↓Volumen plasmático ↑Osmolaridad plasmática l áti Efectos: ‐ Reduce la cantidad de orina producida por los riñones (aumenta reabsorción de agua en los túbulos renales). Hipotálamo ‐ Alta ingesta de líquido q Hipófisis Cambios con el ejercicio: ‐ ADH aumenta a medida que aumenta la intensidad del ejercicio. Conserva los líquidos corporales , especialmente en ejercicio en ambientes calurosos, cuando hay riesgo g de deshidratación. ADH Órgano blanco Hormonas S Suprarrenales l Estrés Ejercicio Hipoglicemia l Ritmos circadianos Hipotálamo CRH Hipófisis Estímulos nerviosos ACTH K+ plasmático Angiotensina II Glándula S Suprarrenal l Catecolaminas (Adrenalina, NA) Cortisol Órganos blanco Aldosterona Estímulos nerviosos Adrenalina: hormona de Adrenalina: enfrentamiento o escape (“fight ((“ fight or flight flight”) ”)) Glándula Suprarrenal Catecolaminas (Adrenalina, NA) 1. ↑Frecuencia y contractilidad cardiaca 1 2. ↑ Broncodilatación 3. ↑ Aporte de sangre a los músculos y ↓ irrigación visceral 4. Antagoniza respuesta de insulina (↓Captación de glucosa por las células, moviliza reservas energéticas mediante metabolización de lípidos y glicógeno) 5. ↑ Glicemia (glucosa plasmática) 6. ↑ Sudoración Cambios con el ejercicio: ‐ Aumentan gradualmente a medida que aumenta la intensidad y la duración del ejercicio. Primero se utilizan las reservas de glicógeno para generar glucosa. Luego se recurre a la metabolización de lípidos (lipólisis) y gluconeogénesis. ↓Volumen sanguíneo ↓ Na+ o ↑K+ plasmáticos Aldosterona Activación de sistema Renina‐Angiotensina (RIÑÓN) Angiotensina g II Glándula Suprarrenal Aldosterona 1. ↑Reabsorción de Na+ y Agua en los túb l renales. túbulos l 2. ↑Excreción renal de K+ 3. Aumenta el volumen sanguíneo y la presión arterial. p Cambios con el ejercicio: ‐ Adrenalina liberada en el ejercicio contrae la vasculatura renal. Reducción del flujo renal activa sistema renina‐ angiotensina y se induce la secreción de aldosterona. ‐ Aldosterona aumenta progresivamente con la intensidad del ejercicio y evita la deshidratación por retención de Na+ y agua. Estrés Ejercicio Hipoglicemia p g Ritmos circadianos Cortisol Hipotálamo CRH Hipófisis Catecolaminas: Efectos inmediatos, agudos. Cortisol: Efectos a largo plazo. ACTH Glándula Suprarrenal Cortisol Cambios con el ejercicio: ‐ Cortisol aumenta cuando aumenta la intensidad del ejercicio. Aumenta en ejercicios prolongados (maratón, ciclismo de larga duración) 1. Degradación de proteínas musculares y liberación de aminoácidos al plasma. 2. Gluconeogénesis hepática (síntesis de glucosa a partir de glicerol o aminoácidos) 3 Antagoniza respuesta de insulina (↓Captación de glucosa por las células, 3. células moviliza reservas energéticas mediante metabolización de lípidos y glicógeno). Es HIPERGLICEMIANTE. 4. Sensibiliza respuesta a catecolaminas, por aumento de sus receptores en los órganos blanco. Hormonas Sexuales Hipotálamo GnRH Hipófisis LH, FSH Cambios con el ejercicio: ‐ Testosterona aumenta con entrenamiento de fuerza o entrenamiento aeróbico moderado. Disminuye con ejercicios aeróbicos intensos y de larga duración. ‐ Estrógenos y progesterona también aumentan con ejercicio, pero son muy dependientes de la fase del ciclo menstrual. Ovarios Testículos Estrógeno, Progesterona Testosterona 1. Control del ciclo menstrual. 2. Caracteres sexuales secundarios. 3. Aumento de depósitos de grasa. 1. 2. 3. 4. Caracteres sexuales secundarios. Disminución de grasa corporal. Aumenta glóbulos rojos. Hipertrofia muscular. Hormonas Pancreáticas Ayuno, ejercicio Ingesta Hiperglicemia Células Hipoglicemia ‐ Insulina ‐ Células Glucagón ↑ Captación de glucosa por las células ↑ Síntesis de Glucógeno (reserva) ↑ Lipogénesis en adipocitos ↑ Síntesis de proteínas en el músculo. ↓ Glicemia (HIPOGLICEMIANTE) ↓ Captación de glucosa por las células ↑ Glucogenolisis ↑ Lipolisis ↑ Glicemia (HIPERGLICEMIANTE) “Hormona de la abundancia”, tiende a almacenar reservas energéticas. Tiende a utilizar energéticas. las reservas Ingesta Ejercicio Catecolaminas liberadas durante el ejercicio, ↓liberación de insulina desde el páncreas. ↓ Insulina ↑ Catecolaminas ↑ Glucagón ↑ Hormona de crecimiento ↑ Cortisol Factores HIPERGLICEMIANTES durante el ejercicio Diabetes Hiperglicemia por falla en la secreción o acción d la de l insulina. i li TIPO I (“Insulio dependiente”) • Destrucción de las células del páncreas y producción deficiente de insulina. • Generalmente es un trastorno genético. • Tratamiento: inyecciones de insulina exógena. TIPO II • Secreción de insulina normal • “Resistencia a la insulina”: tejidos dejan de responder a insulina (falla a nivel de receptores o vías de transducción de la señal). señal) • Favorecida por sobrepeso y sedentarismo. • Tratamiento: Cambio de dieta, ejercicio. Diabetes tipo I y Ejercicio: Riesgo de shock hipoglicémico • Durante el ejercicio, aumenta la captación de glucosa por los músculos (↓glucosa plasmática). • En pacientes diabéticos tipo I, que está siendo inyectados con insulina, el efecto del ejercicio j i i se agrega all efecto f t hipoglicemiante hi li i t de d la l insulina i li exógena ó y se produce d SHOCK HIPOGLICÉMICO: ‐ Temblores, Temblores taquicardia, taquicardia sudoración (porque aumenta adrenalina para tratar de subir la glicemia) ‐ Divagaciones, confusión y finalmente inconsciencia (falta de glucosa en el SNC) Recomendaciones para Diabeticos Tipo I ejercicio: al realizar • Ingerir 15‐30g de hidratos de carbono por cada 30 min de ejercicio intenso. • Consumir una dosis de hidratos de carbono post‐ejercicio. p j • Disminuir la dosis de insulina inyectada. • Evitar ejercicios al final de la tarde (porque la falta de ingesta durante la noche aumenta la hipoglicemia). hipoglicemia) Beneficios del ejercicio j en Diabéticos tipo p II ((resistentes a insulina): • Una sesión de ejercicio agudo reduce significativamente la glicemia del paciente, debido a que: ‐ Ejercicio estimula captación de glucosa por el músculo, i d independiente di t de d insulina. i li ‐ Ejercicio sensibiliza al músculo y los demás tejidos a la acción posterior de la insulina. (REVIERTE RESISTENCIA A LA INSULINA) • Ejercicio mejora la forma física, la presión arterial, el control del peso y el p perfil de lípidos p sanguíneos. g • Disminuye la ansiedad y mejora la autoestima y la calidad de vida. Niveles hormonales basales & entrenamiento de resistencia El entrenamiento de resistencia generalmente disminuye la magnitud de la respuesta hormonal (RESPUESTA ADAPTATIVA) => Un ejercicio de la misma intensidad, produce una respuesta hormonal menor en personas entrenadas. t d Variaciones de catecolaminas plasmáticas tras un ejercicio de 5min (243W, varones) a distintas semanas de entrenamiento. Esta adaptación evita la taquicardia y disminuye la presión arterial durante el ejercicio intenso. Niveles hormonales basales & entrenamiento de fuerza • Las principales hormonas que participan en la adaptación al entrenamiento de fuerza son TESTOSTERONA y HORMONA DE CRECIMIENTO. • Principal p efecto de testosterona: aumentar liberación de hormona de crecimiento (mucho más que efecto anabólico directo sobre el músculo). p de la secreción de • Entrenamiento de fuerza aumenta la frecuencia y la amplitud testosterona y hormona de crecimiento => Efectos hipertróficos musculares. En resumen, cambios hormonales durante el ejercicio pretenden: 1. Controlar la glicemia y asegurar el aporte energético a SNC y músculos. ↑ hormonas hiperglicemiantes: Adrenalina, Glucagón, GH, cortisol. ↓ hormonas hipoglicemiantes: insulina 2 Mejorar parámetros cardiovasculares y respiratorios. 2. respiratorios Principalmente por aumento de secreción de catecolaminas (adrenalina, NA) y sensibilización a su acción por GH y cortisol. 3. Aumentar la masa muscular. ↑ GH y testosterona. 4 Regular le retención de agua y electrolitos para 4. prevenir deshidratación. ↑ Vasopresina (ADH) y sistema renina‐angiotensina‐aldosterona.
