Fisiología del sistema endocrino: Hipófisis. Anomalías en la secreción hormonal. Introducción a la endocrinología. Hormonas endocrinas: Producidas por glándulas, secretadas a la sangre circulante. Actúan uniéndose a los receptores de la célula diana para iniciar reacciones Regulan metabolismo, crecimiento… Otras hormonas actúan solamente sobre un tejido específico (Ej. Corticotropina, tirotropina…). Clases de hormonas: 3 clases principales. 1. Proteínas y polipéptidos. La mayoría de las hormonas son de esta clase, son hidrosolubles. Sintetizadas como preprohormonas en el RER de las células endocrinas, escindidas como prohormonas y envíados al Ap. De Golgi en vesículas Las enzimas de estas dividen a las prohormonas y producen hormonas con actividad biológica. Las hormonas se secretan por exocitosis El Ca2+ inicia la liberación de vesículas. 2. Esteroides. Secretadas por la corteza suprarrenal (cortisol y aldosterona), ovarios (estrógenos y progesterona) y placenta (est. y progest.). Sintetizadas a partir del colesterol, son liposolubles, no se almacenan, solo se almacenan los esteres de colesterol (en vacuolas) para sintetizarlas. Existe síntesis de novo. Estas hormonas pueden difundir la membrana plasmática de las células diana. Una de sus funciones es provocar síntesis de proteínas en células diana Mecanismo de acción Difunde al citoplasma y se une a receptor Complejo proteína receptor es transportado al núcleo Complejo se une al ADN y activan la transcripción de determinados genes Forma ARNm Traducción. 3. Derivados de tirosina. Secretados por la tiroides (t3 y t4) y la médula suprarrenal (adrenalina y noradrenalina). Sintetizadas por las enzimas glandulares T3 y T4 se une a la tiroglobulina y se depositan en folículos tiroideos. La secreción se da por escisión de la tiroglobulina con las hormonas y estas se liberan al torrente sanguíneo Se unen a la globulina ligadora de la tiroxina. Funcionan aumentando la transcripción. Mecanismo Hormonas difunden al citoplasma y se unen al receptor ubicado en núcleo (factores de transcripción activados) Acciones duran días o semana. Catecolaminas Almacenadas en vesículas y liberadas. Control por retroalimentación de la secreción hormonal. Retroalimentación negativa 1) Garantiza nivel de actividad adecuado en el tejido efecto (Evita actividad excesiva). Retroalimentación positiva La acción biológica de la hormona induce a la secreción de cantidades adicionales (Ej. LH: Producida por efecto de los estrógenos en la adenohipófisis antes de la ovulación La LH producida estimula a ovarios y se secretan más estrógenos que a su vez favorecen más producción de LH LH en cantidades altas produce ovulación y retroalimentación negativa). Variaciones cíclicas Dependen de las etapas del desarrollo, envejecimiento y del ciclo sueño-vigilia. Ej. Somatotropina Secreción aumentada en 1ra etapa del sueño y disminuye en posteriores. Transporte de las hormonas en la sangre. Hormonas hidrosolubles (péptidos y catecolaminas) Se disuelven en el plasma y se transportan a tejidos efectores. Velocidad de eliminación rápida, por enzimas. Ej. Vida media de angiotensina II, inf. 1 minuto. Hormonas esteroideas y tiroideas Circulan en sangre unidas a proteínas plasmáticas (no difunden hasta que se separan). Actúan como depósito y reponen la concentración hormonal libre cuando se unen a células diana. Velocidad de eliminación lenta: Permanecen en circulación horas e incluso días. Ej. Vida media de esteroides 20 – 100 min. Vida media de hormonas tiroides 1- 6 días. Aclaramiento de las hormonas en la sangre. Factor que aumenta o disminuye la concentración hormonal en sangre: Tasa de aclaramiento metabólico (tam) Ritmo de secreción hormonal y velocidad de aclaramiento en sangre. TAM baja: Concentración excesiva de hormonas en sangre (Ej. Esteroides elevados en hepatopatía Por su falta conjugación con la bilis) Eliminación de hormonas en sangre: 1) Destrucción en tejidos, 2) Unión a células diana, 3) Excreción hepática (bilis) y 4) Excreción renal (orina). Mecanismos de acción Receptores: Pueden estar en la membrana celular (para peptídicas, proteicas y catecolaminas), en citoplasma (esteroides) o en núcleo (tiroideas). Cuando se une a hormona inicia cascada de reacciones potenciadas por etapa. o Número y sensibilidad de receptores: Regulados. Disminución en su expresión: 1) Inactivación por moléculas, 2) Inactivación por proteínas intracel, 3) Secuestro temporal, 4) Destrucción por lisosomas y 5) Menor producción. Aumento en su expresión: Mayor formación por estimulación de algunas hormonas. Señalización intracelular Una vez formado el complejo hormona-receptor. 1. Receptores ionotrópicos 2. Receptores acoplados a proteínas G 3. Receptores hormonales unidos a enzimas: Los receptores funcionan como enzimas o se asocian a ellas a. Tirosina cinasa 4. Receptores hormonales intracelulares y activación de genes: El complejo hormona receptor activado se une a una secuencia específica de ADN (promotor) llamado elemento de respuesta a la hormona Activa o reprime la transcripción de genes específicos y la formación de ARNm. Las hormonas tienen que ser liposolubles para atravesar la bicapa celular Esteroideas, tiroideas, retinoides y vitamina D. Sistemas de 2dos mensajeros que median las funciones hormonales intracelulares 1. AMPc: Unión hormona-receptor Activa proteína G (subunidad alfa y GTP) Activa Adenilato ciclasa (cicla ATP a AMPc) AMPc activa a proteína cinasa dependiente de AMPc la proteína fosforila a otras y provoca una cascada de enzimas, aumentando el efecto. Utilizado por: Angiotensina II, Calcitonina, ACTH, hCG, FSH, TSH, CRH, GHRH, LH, PTH, ADH… Ej. Una célula tiroidea estimulada por AMPc formará T3 y T4 2. Fosfolipasa C: Cataliza la degradación de fosfatidil inositol para formar Inositol 3 fosfato (IP3) (moviliza los iones calcio de las mitocondrias y del RE Ca2+ actúa también como 2do mensajero Modifica secreción celular, contrae musculo liso…) y Diacilglicerol (DAG) (Activa proteína cinasa C y fosforila a otras proteínas para ocasionar la respuesta celular). Utilizado por: GnRh, PTH, Oxitocina, TRH… 3. Calcio-calmodulina: Iones Ca2+ que entran a la célula se unen a calmodulina (posee 4 lugares de unión para Ca2+ y se activa al unirse con al menos 3) Activa o inhibe a proteínas (Capítulo 76) Hormonas hipofisiarias y control hipotalámico. Hipófisis: Situada en la silla turca, mide 1cm de diámetro, pesa .5-1 gr y unida al hipotálamo por el tallo hipofisario. Se divide en Adenohipófisis y Neurohipófisis. Adenohipófisis por sustancias. compuesta de células de diferentes, como somatótropas 1) 2) 3) 4) 5) Parte anterior de la hipófisis, derivada del epitelio faríngeo (bolsa de Rathke). Secreta 6 hormonas peptídicas Somatotropina GH Hormona del crecimiento. Aumenta la síntesis de proteínas y la multiplicación y diferenciación celular. Secretada por células somatótropas (células más abundantes 40% en hipófisis). Corticotropina ACTH Controla la secreción de hormonas en la corteza suprarrenal. Corticótropas (porcentaje celular en hipófisis 20%). Tirotropina TSH Controla la secreción de T3 y T4. Tirótropas. Prolactina PRL Estimula desarrollo de glándulas mamarias y producción de leche. Lactótropas. FSH y LH Controlan actividad y desarrollo de las gónadas. Gonadótropas. Neurohipófisis por estímulos nerviosos Parte posterior de la hipófisis, derivada de una evaginación del hipotálamo. Posee muchas células gliales. Almacena y libera 2 hormonas. 1) Antidiurética-vasopresina ADH Controla la excreción de agua en orina. 2) Oxitocina Provoca contracciones en el músculo liso (uterino). Hormonas sintetizadas en Hipotálamo Neuronas magnocelulares de 1) Núcleo supraóptico (vasopresina) y 2) Núcleo paraventricular (Oxitocina). Control hipotalámico en secreción hipofisaria. Adenohipófisis: Por hormonas de liberación e inhibición que pasan del hipotálamo a esta por la eminencia media y el tuber cinereum, al final pasan a vasos porta hipotalámicos hipofisarios. (Tiroliberina, corticoliberina, somatoliberina, somatostatina (inhibidora de GH), gonadoliberina y hormona inhibidora de prolactina). Neurohipófisis: Controlada por las señales nerviosas que se originan en el hipotálamo. Hormona del crecimiento Molécula proteica pequeña (191 aminoácidos). No actúa sobre ninguna glándula, ejerce efecto directo sobre los tejidos. Favorece el aumento del tamaño de las células, estimula mitosis y diferenciación. Semivida <20 min (por unión laxa a proteínas de transporte plasmáticas). Concentración plasmática: 1) Adultos: 1,6 – 3 ng/ml, 2) Niños y adolescentes: 6 ng/ml. Efectos metabólicos 1) Aumenta la síntesis proteica (aumenta transporte intracelular de aa, Aumenta transcripción /efecto más importante – largo plazo), disminuye catálisis proteica). 2) Favorece la movilización de los ácidos grasos del tejido adiposo Aumento de Ag libres en sangre β Oxidación (Altas cantidades de GH --> Efecto cetogénico y esteatosis hepática). 3) Disminuye la utilización de glucosa Favorece hiperglucemia (diabetógena) (Disminuye su captación en músculo y tejido adiposo, aumenta producción hepática de glucosa e incrementa secreción insulina /compensador/). Hormona actúa en presencia de insulina y glucosa. Efecto más evidente Aumento del crecimiento óseo 1) Aumento depósito de proteínas en condrocitos y células osteógenas, 2) Aumenta velocidad de mitosis y 3) Convierte condrocitos en cél osteógenas. Al final de la adolescencia se acaba cartílago epifisario, pero continua crecimiento en densidad. o Mecanismo: Aumento de longitud por parte de cartílago epifisarios (deposito cartílago nuevo y parte se convierte en hueso). Actividad de osteoblastos y osteoclastos. Somatomedinas (Factores del crecimiento seudoinsulinícos IGF) Proteínas producidas por el hígado (en respuesta a la estimulación por GH), ejercen efecto estimulador en el crecimiento, efecto parecido a insulina. o Somatomedina C (IGF1): Más importante, semivida de 20 hrs (liberación prolongada a tejidos) Picos de secreción (Elevada secreción en ejercicio y en sueño). Regulación en la secreción Edad: Después de la adolescencia disminuye hasta secretar 25% en la edad adulta. Factores estimulantes: 1) Inanición (Kwashiorkor aumenta producción de Gh 50ng / ml), 2) Hipoglucemia, 3) Baja concentración de ácidos grasos, 4) Ejercicio, 5) Grelina, 6) Primeras 2 horas del sueño profundo. Regulación hipotalámica. 1) Hormona liberadora de somatotropina (GHRH) (núcleo ventromedial Elevación de catecolaminas, dopamina y serotonina estimulan producción de GH). Aumenta AMPc. 2) Somatostatina Hormona inhibidora. Anomalías en la secreción de GH. Panhipopituitarismo: Insuficiencia panhipofisaria (secreción reducida de hormonas adenohipofisarias). Congénita o secundaria a un tumor. Adulto: Debido a 1) Craneofaringiomas, 2) Tumores cromófobos y 3) Trombosis de vasos sanguíneos de la hipófisis (Síndrome de Sheehan) Común en Shock circulatorio de puérperas. Efectos: 1) Hipotiroidismo, 2) Menor producción de glucocorticoides y 3) Desaparición de secreción androgénicos. Sintomatología: Letargo, sobrepeso-obesidad, perdida de funciones sexuales. Enanismo: Debido a panhipopituitarismo presente en infancia. Crecimiento más lento, de forma proporcionada. Enanismo de Lévi-Lorain y del pigmeo africano: Deficiencia de somatomedina C (Secreción de GH normal o elevada). Gigantismo: Hiperactividad de células somatótropas por microadenomas antes de la osificación de los cartílagos epifisarios. Crecimiento proporcionado (estatura 2.5m promedio), hiperglucemia (degeneración de células β del páncreas -> Desarrollo de DM 10% de pacientes), evolución a panhipopituitarismo. Acromegalia: Hiperactividad de células somatótropas por microadenomas después de la osificación de los cartílagos epifisarios. Aumento de grosor óseo y de tamaño solo en cráneo, cara, vertebras, manos y pies. Aumento crecimiento de tejidos blandos. Envejecimiento Se acelera en personas que pierden la capacidad de secretar GH. Por menor depósito de proteínas en tejidos. EDAD 5 – 20 20 – 40 40 – 70 NG/ML 6 3 1.6 Neurohipófisis Compuesta de pituicitos (no secretoras, de sostén para fibras hipotalámicas N. paraventricular y supraóptico, parecidas a glía). Almacena 1) ADH (Hormona antidiurética) (N. supraóptico) y 2) Oxitocina (N. paraventricular). Transportadas por neurofisinas. ADH: Reduce excreción renal de agua (antidiuresis) debido al aumento de acuaporinas (Ausencia Diabetes insípida). Regulada por: Osmolalidad del líquido extracelular, presión arterial baja y volumen sanguíneo bajo (efecto “vasopresina”). Oxitocina: Contracción uterina y expulsión de leche por glándulas mamarias. Glándula tiroidea. Situada debajo de la laringe y delante de la tráquea, pesa 15 – 20 g en adultos sanos. Produce tiroxina y triyodotironina (T4 y T3) (Células foliculares) Aumentan el metabolismo orgánico (60 – 100%). Secreción tiroidea está controlada por la tirotropina (TSH). También secreta calcitonina (células C) Regula concentración plasmática de calcio. Anatomía fisiológica Posee folículos formados por células epiteliales cúbicas (foliculares) que contienen coloide (componente principal tiroglobulina Esta molécula glucoproteíca sirve para formar y contener a las hormonas tiroideas). También posee células C 93% de la secreción tiroidea por las células foliculares es tiroxina y 7% triyodotironina. T3 es cuatro veces más potente que T4. En la mayoría de los tejidos T4 se transforma en T3 (35mg/día). Para formar hormonas tiroideas se necesita iones yoduro (50mg/año – 1mg/sem). Se ingiere vía oral (por la sal de mesa común) y se absorbe en el intestino. Síntesis Para la síntesis se necesita el transporte de iones yoduro desde la sangre a las células tiroideas (atrapamiento del yoduro) La membrana basal de esta posee un simportador de yoduro de sodio (Cotransporte de sodio y yodo) Energía proviene de una bomba Na+ K+ ATPasa. El yoduro pasa de cél a folículos por la membrana apical gracias a la pendrina. Atrapamiento depende de TSH. Formación de tiroglobulina: Sintetizada en el RER y Ap. Golgi de células foliculares, transportadas hacia el centro del folículo. Tiroglobulina contiene 70 moléculas de tirosina (aminoácido/sustrato principal que se combina con yodo). Oxidación del yoduro: o De ion yoduro a I3- o yodo naciente por la peroxidasa, para combinarse con la tirosina. Deficiencia de peroxidasa No síntesis. Yodación de tirosina (organificación) y formación de las hormonas tiroideas: o Al ser secretadas al folículo el yodo se une a 1/6 parte de las tirosinas de la tiroglobulina. Síntesis de T4: Tiroglobulina + I3- Monoyodotirosina + I3- Diyodotirosina + Diyodotirosina Tiroxina. Síntesis de T3: Tiroglobulina + I3- Monoyodotirosina + I3- Diyodotirosina + Monoyodotirosina Triyodotironina. Almacenamiento de la tiroglobulina Tiroides única glándula que posee función de almacenamiento hormonal en gran cantidad (para 2 o 3 meses). Tiroglobulina contiene hasta 30 moléculas de T4. Liberación de T3 y T4 Se escinde de la tiroglobulina para pasen a la sangre circulante en forma libre. Mecanismo: Superficie apical de células foliculares poseen seudópodos hacia el coloide Pinocitosis Lisosomas forman vesícula digestiva con vesícula pinocítica proteinasas digieren tiroglobulina ingerida y liberan la t3 y t4 Difunden por membrana basal a capilares circundantes. Otro mecanismo: Endocitosis Unión a megalina (proteína de la membrana luminal) Complejo megalina-tiroglobulina se transporta por transcitosis a membrana basolateral. Transporte de T4 y T3 a tejidos. Al llegar a sangre se unen a proteínas plasmáticas sintetizadas por el hígado (Principal proteína fijadora de tiroxina. Menor medida Prealbúmina y albúmina fijadora de tiroxina). Semivida en sangre T4 6 días (por gran unión a proteínas plasmáticas). Semivida T3 1 día. Al llegar a células diana se vuelven a almacenar unidas a proteínas y se usan con lentitud. Tiempo de acción T4: Periodo prolongado de latencia. Alcanza su valor máximo en 10-12 días Semivida en células 15 días. Actividad persiste por 6 semanas/2 meses. T3: Rapidez 4 veces mayor Periodo de latencia 6 – 12 hrs Actividad celular máxima 2 – 3 días. Funciones de T3 y T4 Aumento de la transcripción Resultado Aumento de traducción de Enzimas proteicas (Aumento de la actividad funcional de todo el organismo). 90% de las hormonas tiroideas que se unen a receptores es T3 (por eso se transforma). Mecanismos Activan receptores nucleares: Receptores ubicados en cadenas genéticas de ADN. Después de unión se activa transcripción ARNm Traducción en ribosomas Proteínas intracelulares. Efectos 1. Aumento de metabolismo: a. Incremento de mitocondrias b. Aumento de actividad de bomba Na+K+ ATPasa 2. Crecimiento a. Estímulo y desarrollo del encéfalo en vida fetal y en primeros años de vida posnatal. Niños hipotiroideos sin tratamiento Microcefalia Retraso mental. b. Crecimiento óseo. Niños hipotiroideos Velocidad de crecimiento rápida. Niños hipertiroideos Crecimiento rápido, pero osificación de cartílago epifisario precoz. 3. Funciones corporales específicas a. Estimulación metabolismo de carbohidratos: Captación, glucólisis, gluconeogénesis, mayor absorción en tubo digestivo y mayor secreción de insulina. b. Metabolismo de lípidos: Movilización de ácidos grasos (disminución de depósitos en adipocitos) y aceleración de β oxidación. c. Descenso plasmático y hepático de colesterol (aumento de secreción en la bilis y pérdida en heces Aumenta receptores de LDL en células hepáticas), fosfolípidos y triacilglicéridos. Elevación plasmática de ácidos grasos (ya mencionada). d. Descenso de vitaminas (por su utilización) e. Aumento metabolismo basal f. Aumento del apetito g. Aumento del gasto cardiaco h. Aumento del flujo sanguíneo Vasodilatación. i. Taquipnea Por requerimiento adicional de O2 y excreción de CO2 j. Aumento en motilidad digestiva k. Temblor muscular En hipertiroidismo l. Elevación de secreción glandular m. Función sexual. Regulación en la secreción tiroidea. Tirotropina (TSH). 1. 2. 3. 4. 5. Eleva la proteólisis de tiroglobulina Incrementa actividad de bomba de yoduro Aumenta la yodación de tiroglobulina Aumenta el tamaño y actividad secretora de células tiroideas Incrementa el número de células tiroideas. Retroalimentación positiva Aumento de t4 y t3 Disminución de TSH. Fármacos que bloquean la actividad tiroidea: 1) Tiocinato (Reducen el atrapamiento de yoduro la bomba I3- Na+ también bombea estos iones Puede provocar bocio), 2) propiltiouracilo (bloquea peroxidasa e impide la yodación) y 3) concentración elevada de yoduros inorgánicos. Patologías tiroideas 1. Hipertiroidismo Hiperplasia tiroidea con aumento de secreción de 5 a 15 veces de su valor normal. La causa más común es autoinmunidad (Enfermedad de Graves) Inmunoglobulinas tiroestimulantes (TSI) contra el receptor de TSH Inducen aumento de AMPc Aumento de actividad metabólica. Concentración sanguínea de TSH: Escasa o nula. Otras causas: Adenoma tiroideo. Sintomatología: 1)Excitabilidad, 2) Intolerancia al calor, 3) Hiperhidrosis, 4) Pérdida de peso, 5) Diarrea, 6) Debilidad muscular; 7) Trastornos psíquicos, 8) Astenia extrema, 9) Insomnio, 10) Temblor en manos, 11) Exoftalmos (Prominencia de globos oculares Puede causar daño a N. óptico por estiramiento y xerostomía. Debido a tumefacción de tejidos retroorbitarios y lesiones degenerativas de músculos extraoculares). Dx. Medición de T4 libre en sangre. Determinación plasmática de TSH por radioinmunoanálisis. Concentración de TSI por radioinmunoanálisis. Tiroidectomía parcial (casi total). Yodo radiactivo (5 mCi). Tx. 2. Hipotiroidismo Disminución de la secreción tiroidea por: 1) Procesos autoinmunitarios destructivos (Enf. Hashimoto) o 2) Por un aumento de tamaño de la glándula tiroides (bocio a. Coloide endémico Deficiencia de yodo, altas cantidades de TSH. b. Coloide idiopático Elaboración de T4 y T3 normal pero hay reducción en velocidad de secreción). Características fisiológicas. Astenia, somnolencia, hipersomnia (12 – 14 hrs), lentitud muscular, disminución de FC, menor gasto cardíaco, aumento de peso corporal, estreñimiento, bradipsiquia, voz ronca, ateroesclerosis, mixedema (tumefacción facial y perioftálmica Exceso de ácido hialurónico y de condroitín sulfato Acumulación de MEC en espacio intersticial). Dx. T4 libre en plasma baja Incremento TSH 3. Cretinismo Retraso mental y falta de desarrollo Por hipotiroidismo en vida fetal, lactancia o infancia. Puede ser congénito o endémico (carencia de yodo en alimentación). Hormonas corticosuprarrenales. Anomalías en la secreción hormonal. 2 Glándulas suprarrenales, 4g cada una. Ubicadas en polos superiores de los riñones. Compuesta por 1) Corteza suprarrenal (Secreta corticoesteroides) y 2) Médula suprarrenal (20%, central. Secreta adrenalina y noradrenalina). Hormonas corticosuprarrenales (Corticoesteroides). 1. Mineralocorticoides: Regulan a los electrolitos (En especial al Na+ y al K+). Principal Aldosterona (90% de toda la actividad mineralocorticoide). Concentración sanguínea 6ng/100 ml (0.15 mg/día). Otros: Desoxicorticosterona (1/30 de la potencia de la aldosterona) y 9α-flurocortisol (sintética Más potente que la aldosterona). Glucocorticoides con ligera actividad mineralocorticoide: o 1). Corticosterona, 2). Cortisol y 3). Cortisona. 2. Glucocorticoides: Poseen efectos sobre el aumento de la glucemia. Influyen en el metabolismo de proteínas y lípidos. Principal Cortisol (95% actividad – también llamada hidrocortisona). Concentración sanguínea 12 ɥg/ 100 ml (15-20 mg/día). Otros: 1). Corticosterona (4% actividad), 2). Cortisona (casi como el cortisol), Sintéticos: Prednisona (4 veces más potente que el cortisol), Metilprednisolona (5 más potente) y Dexametasona (30 más potente). 3. Andrógenos: Inducen los mismos efectos que la testosterona. Capas de la corteza suprarrenal 1. Zona glomerular: Situada debajo de la cápsula, constituye el 15% de la corteza. Secretan aldosterona (contienen aldosterona sintetasa). Secreción regulada por niveles de K+ en sangre y de angiotensina II (muy leve por la corticotropina). 2. Zona fascicular: Zona media, 75% de la corteza. Secreta glucocorticoides Cortisol y corticosterona (leve andrógenos). Secreción regulada por corticotropina (ACTH). 3. Zona reticular: Capa más profunda. Secreta andrógenos deshidroepiandrosterona y androstenodiona. Regulada por ACTH. Síntesis de corticoesteroides El 80% del colesterol utilizado proviene de las LDL, llegan a corteza suprarrenal y se une a receptores “depresiones revestidas”. Llegan a mitocondrias y la colesterol desmolasa lo convierte a Pregnenolona (precursor de hormonas esteroideas). Tránsito en plasma Se unen a proteínas plasmáticas para asegurar una distribución uniforme de estas hormonas en todos los tejidos corporales. Cortisol 90 – 95% se une a proteínas Transcortina (globulina fijadora de cortisol) y albúmina (menor grado). Semivida de 60 a 90 min. 60% de la Aldosterona se une a proteínas y 40% queda libre --> Semivida total 20 min. Metabolismo Se degradan en el hígado, conjugados con ácido glucurónico. 25% se eliminan por la bilis y luego por las heces. 75% de conjugados entran a sangre y se excretan por orina. Hepatopatías reducen velocidad de neutralización de hormonas y nefropatías reducen excreción de conjugados inactivos. Función de Aldosterona Renal: Aumenta reabsorción de Na+, excreción de K+ y de H+ (menor medida) por las células principales de los túbulos colectores, menor medida túbulos distales y conductos colectores. La reabsorción de Na + trae consigo la absorción de agua Aumento de volumen sanguíneo. Sistema renina-angiotensina-aldosterona. La hipertensión eleva a su vez la excreción renal de sodio y agua (natriuresis y diuresis por presión). Deficiencia de aldosterona: Pérdida de ion Na+ por orina descenso en liquido extracelular excreción de agua volumen sanguíneo bajo Shock hipovolémico. Hiperpotasemia (hipercalemia Sobreviene una toxicidad cardiaca grave). o o Aumento: Retención de sodio, hipertensión (síndrome de Con), hipocalemia (2 mEq/l) (debilidad muscular grave) y alcalosis metabólica (por excreción de iones H+). Actividad mineralocorticoide del cortisol Puede unirse a receptores con alta afinidad, pero células epiteliales renales, poseen enzima 11β-hidroxiesteroide deshidrogenasa tipo 2 (11β-HSD2) que lo convierten en cortisona (no posee afinidad por receptores). Síndrome de exceso mineralocorticoide aparente (SMA) (deficiencia de la enzima) Mismos cambios fisiológicos que exceso de Aldosterona. Glándulas salivales, sudoríparas y epitelio intestinal: Aldosterona ayuda a reabsorber Na+ (y agua por ósmosis secundaria) y Cl- de la “secreción primaria” Para excretar HCO3 y K+. Mecanismo celular de la aldosterona. 1. Difunde a través de membrana de epitelio tubular (por ser liposoluble). 2. Se une a receptor mineralocorticoide Citosol. 3. Complejo aldosterona-receptor difunde al núcleo e induce síntesis de ARNm relacionados con el transporte de Na+-K+. 4. ARNm llega a ribosomas e inicia traducción Enzimas (Na+-K+ ATPasa Membrana basolateral) o proteínas transportadoras de membrana (Canales de Na+). Se necesitan 30 min para producir ARNm y otros 45 para que el efecto de absorción de sodio se lleve a cabo. Acciones no genómicas Aumenta formación de AMPc en células musculares lisas y vasos. Regulación en secreción de Aldosterona. Aumento de iones K+ en líquido extracelular Aumenta aldosterona Aumento angiotensina II Aumenta aldosterona Aumento de Na+ en plasma Reduce secreción ACTH Funciones de cortisol 1. Hidratos de carbono. Estimulación gluconeogénesis hepática: Eleva el ritmo 6-10 veces. o Aumenta enzimas que convierten aminoácidos en glucosa o Movilización de aa de tejidos extrahepáticos o Antagoniza los efectos de la insulina (Aumenta la Glc) Disminución de la utilización de glucosa en célula: Reducción de translocación de GLUT-4 Conducción a resistencia a la insulina. Aumenta glucosa en sangre: Por incremento en gluconeogénesis y reducción de utilización de glucosa. 2. Proteínas. Reducción de proteínas celulares: Excepto en hígado. Por aumento de catabolismo proteico y disminución de transporte de aa a tejidos extrahepáticos. Reduce formación de ARN y traducción Sobre todo en músculo y tejido linfático (¡inmunodeficiencia!). Aumento de proteínas hepáticas y plasmáticas. 3. Lípidos. Movilización de ácidos grasos del tejido adiposo Ág libres en plasma Aumenta utilización (β Oxidación). Activación en estrés o periodos de ayuno prolongado. Exceso de cortisol puede provocar obesidad En tórax (joroba de búfalo) y cara (luna llena) Cushing. Efectos ante estrés e inflamación. Importante para resistir estrés físico, mental, procesos inflamatorios (infecciones, traumatismos), calor, frio y enfermedades debilitantes. Estrés: Aumento ACTH Secreción de cortisol Aumento de aminoácidos y grasas para utilización energética. Efecto antinflamatorio: Proceso de inflamación: 5 etapas 1) Liberación de sustancias inflamatorias por tejido dañado (histamina, bradicidina, serotonina, enzimas proteolíticas, leucotrienos…) Quimiotaxia, 2) Aumento de flujo sanguíneo (vasodilatación – eritema), 3) Extravasación (edema sin fóvea), 4) Diapédesis y 5) Crecimiento fibroso. o Efecto del cortisol: Impide la inflamación Estabiliza membranas lisosómicas Disminuye liberación de enzimas proteolíticas. Reduce permeabilidad de los capilares Impide extravasación. Disminuye quimiotaxia Por descenso en producción de leucotrienos y PG. Inhibición de sistema inmunitario Disminución de linfocitos T. Disminuye la fiebre Reducción de IL 1. Impide anafilaxia. o Resolución de inflamaciones ya establecidas: Aumenta movilización de aa hacia tejidos dañados para reparación. Gluconeogénesis para aumentar energía de las células con metabolismo crítico. Importante en tratamiento de enfermedades autoinmunitarias (AR, LES, GA). o Hiperproducción de cortisol Lonfocitopenia o eosinopenia (criterios diagnósticos). Puede conllevar a infecciones mortales. Policitemia o Mecanismo celular del cortisol. Unión a receptores citoplasmáticos complejo hormona-receptor interacción con secuencias reguladoras específicas de ADN (elementos de respuesta glucocorticoides) Inducen o reprimen transcripción. Efectos tardan 45 – 60 min. Regulación en secreción de cortisol. ACTH Aumenta AMPc en células de la zona fascicular de corteza suprarrenal Conversión de pregnenolona dependiente de AMPc. Ritmo circadiano de secreción Elevado en las primeras horas de la mañana (20ɥg/dl 1 hr antes de levantarse), disminución conforme avanza el día. Secreción de ACTH y de otras hormonas derivadas Gen que transcribe ACTH produce propiomelanocortina que es precursora de ACTH y Hormona estimuladora de melanocitos (MSH), β-lipotropina y β-endorfina. Estas no se secretan en cantidades grandes, excepto en enfermedad de Addison. Función de andrógenos La más importante Deshidroepiandrosterona. Desarrollo sexual. Algunos andrógenos se transforman en testosterona. Patologías 1. Insuficiencia corticosuprarrenal (Enfermedad de Addison). Incapacidad de la corteza para producir suficientes hormonas corticales. Debido a una atrofia o lesión primaria de la corteza suprarrenal (80% autoinmunitario), tumoraciones o destrucción tuberculosa. Secundaria a deterioro de la hipófisis No produce suficiente ACTH (Causa más común). Deficiencia de mineralocorticoides: Hiponatremia, hipercalemia, disminución del volumen sanguíneo, acidosis metabólica, hipotensión arterial Shock. Deficiencia de glucocorticoides: Hipoglucemia, depresión metabólica, atrofia muscular, afectación ante estrés Infecciones leves pueden matar al paciente. Pigmentación melánica: En mucosas y piel Por exceso de secreción de ACTH y MSH. Tratamiento: Administrar cantidades diarias de mineralocorticoides y glucocorticoides. Crisis Addisoniana: Ocurre ante exposición a estrés, traumatismos, infección… Por no secretar suficientes o nulos glucocorticoides Muerte (tratamiento urgente con altas dosis de glucocorticoides). 2. Hipercortisolismo (síndrome de Cushing). Síndrome de Cushing 1) Por adenomas hipofisarios secretores de ACTH, 2) Anomalías hipotalámicas (aumento de Tiroliberina) y 3) Secreción ectópica de ACTH (por tumores Microcitico de pulmón, carcinoma abdominal…). Enfermedad de Cushing 1) Adenomas en corteza suprarrenal. Administración de dexametasona: Permite diferenciar entre el síndrome y la enfermedad de Cushing. Dosis bajas de dexametasona no suprimen la producción de ACTH en personas con síndrome de Cushing. Signo característico Cara de luna llena y joroba de búfalo Manifestaciones clínicas Hipertensión (80% de pacientes – por efecto mineralocorticoide ligero del cortisol), equimosis, estrías violáceas, osteoporosis, debilidad muscular intensa, inmunodeficiencia (causa principal de mortalidad)… Tratamiento Extirpar tumor, reducir secreción de ACTH. Medicamentos que bloqueen esterogenia metirapona, ketoconazol y aminoglutetimida. 3. Hiperaldosteroniso primario (Síndrome de Conn) Provocado por un microadenoma suprarrenal en zona glomerular. Síntomas: Hipocalemia, alcalosis metabólica, aumento volumen extracelular y sanguíneo, incremento de Na+ en plasma, Hipertensión. Parálisis muscular ocasional (baja concentración K+). 4. Síndrome adrenogenital Por adenoma en zona reticular. Produce efecto virilizantes intensos. En mujeres Desarrollará características masculinas (crecimiento de barba, tono de voz grave, calvicie…). En hombres aceleran el crecimiento de órgano sexual. Páncreas. Insulina, glucagón y DM. Anatomía fisiológica. Posee dos tejidos: 1) Ácinos (Secretan jugo pancreático) y 2) Islotes de Langerhans Células α Glucagón (25%), células β Insulina (más abundantes – 60%) y células δ somatostatina (10%). Insulina Hormona proteica sintetizada en células β de los islotes de Langerhans: ARN – ribosomas preproinsulina --> RER --> proinsulina --> A.p Golgi --> Insulina (también se crea péptido C --> Se une a receptor acoplado a proteína G y activa mecanismos --> Bomba Na+-K+ ATPasa y NO sintasa). Liberada en forma libre, semivida 6 min, degradada por insulinasa hepática. Activación de receptores de células efectoras por insulina. Receptor --> 2 subunidades α (exoplásmica) y 2 β (citosólica) Autofosforilación de subunidad β activa a tirosina cinasa --> Fosforilación de enzimas sustratos del receptor de insulina (IRS) Actividad metabólica. Efectos: 1. 2. 3. 4. Incremento de la captación de glucosa por las membranas de miocitos y adipocitos. Mayor permeabilidad de membrana a aminoácidos, a iones K+ y P. Cambio de actividad enzimática (10-15 min después). Aumento de traducción del ARNm Efecto de insulina sobre hidratos de carbono. Glucosa en periodo pospandrial estimula secreción de insulina. 1. Favorece captación y metabolismo muscular de la glucosa: Aumenta captación en 1) Ejercicio intenso y 2) Después de la comida. Glucosa ingresa por las Glut-4 (miocitos y adipocitos). 2. Depósito de glucógeno en músculo e hígado. Glucogénesis Inactivación de fosforilasa hepática (impedimento la degradación de glucógeno). Incrementa actividad de Glucocinasa. Activa glucógeno sintasa (indirectamente. Insulina favorece reducción de AMPc y activación). 3. Inhibe gluconeogénesis hepática 4. Favorece conversión de exceso de glucosa en ácidos grasos. Descenso de insulina Ocurre en hipoglucemia. Irrumpe glucogénesis. Se estimula producción de glucagón (activa glucógeno fosforilasa) Glucogenólisis Encéfalo Independiente de insulina. GLUT 3. Sólo consume glucosa. Hipoglucemia (20 – 50 mg/100ml) Shock hipoglucémico (irritabilidad nerviosa progresiva, lipotimia, crisis convulsivas – coma). Efecto de insulina sobre lípidos. Falta de insulina provoca aterosclerosis. Favorece síntesis y depósito de lípidos en tejido adiposo: o Síntesis: Ocurre en hepatocitos. Insulina acelera el transporte de glucosa a estas células, cuando concentración de glucógeno hepático alcanzan 6% de concentración. Glucosa (glucolisis) Piruvato (descarboxilación) Acetil-CoA. Cuando hay exceso de isocitrato en ciclo de Krebs (por saturación) la acetil-CoA carboxilasa carboxila (:v) al acetil-CoA y forma malonil-CoA. Formación de triglicéridos hepáticos. Los triacilglicéridos se liberan hacia la sangre por medio de lipoproteínas. Insulina activa lipoproteína lipasa desdobla triacilglicéridos en tejido adiposo para su absorción en estos. o Deposito: Ocurre en adipocitos. Insulina inhibe: Acción de lipasa sensible a la insulina (No se hidrolizan triacilglicéridos), inhibe la liberación de Ag libres. Deficiencia de insulina: Aumenta la β oxidación de los ácidos grasos, aumenta concentración plasmática de colesterol y fosfolípidos (síntesis hepática de ambos) Desarrollo de aterosclerosis en pacientes con DM. Consumo metabólico exagerado de grasas en ausencia de insulina provoca: 1) Síntesis exagerada de ácido acetoacético en hepatocitos (aumento de lanzadera de carnitina hacia mitocondrias, exceso de β oxidación Exceso de Acetil-CoA) Hipoinsulinemia reduce utilización de ácido acetoacético en tejidos y provoca Acidosis metabólica 2) posterior se convierte en ácido β-hidroxibutírico y acetona (cuerpos cetónicos) Cetosis. Efecto de insulina sobre proteínas. 1. Insulina estimula el transporte de aminoácidos al interior de la célula (acción parecida a GH). 2. Aumenta traducción del ARNm (ausencia de insulina ribosomas dejan de funcionar). 3. Acelera la transcripción de secuencias del ADN. 4. Inhibe catabolismo de proteínas. 5. Disminuye gluconeogénesis hepática. Hipoinsulinemia Descenso de proteínas (aumento catálisis), uremia (por degradación de aminoácidos)… Mecanismos de secreción de insulina: 1) Aumento de la glucemia (Principal factor) Glucemia en ayunas normal 80 – 90 mg/100ml. Aumento arriba del umbral Secreción de insulina 10 veces más de lo normal después de 3 – 5 min del incremento en glucosa, 2) Aumento de ácidos grasos libres, 3) Aumento aminoácidos en sangre, 4) Resistencia a la insulina (obesidad)… Hormonas gastrointestinales Incretinas: Potencian el ritmo de liberación de insulina, inhiben secreción de glucagón. péptido parecido al glucagón (GLP-1) y péptido insulinotrópico dependiente de glucosa (GIP). Glucagón Secretada por las células α cuando disminuye la glucemia, sirve para activar la glucogenólisis (activación de glucógeno fosforilasa por aumento de AMPc en hepatocito) y la gluconeogénesis (en caso de que se agote el glucógeno) hepática y así regular los niveles de glucosa en sangre. Le llaman la hormona hiperglucemiante. Otros efectos Activación de la lipasa (inhibe el depósito de triglicéridos), estimulación en contracción cardiaca, favorece secreción biliar, inhiben a glándulas oxínticas. Regulación en la secreción. 1. Hiperglucemia: Inhibe. 2. Incremento de aa en sangre: Estimula. 3. Ejercicio: Estimula. Somatostatina Secretada por células δ, posee una semivida de 3 min. Efectos: 1) Inhibe la secreción de insulina y glucagón, 2) reduce la motilidad del estómago, duodeno y vesícula biliar y 3) Disminuye la secreción y absorción (Función más importante Para aumentar el periodo de asimilación de nutrientes). En hipoglucemias graves el hipotálamo estimula al sistema nervioso simpático para secretar adrenalina Aumenta liberación de glucosa hepática. Importancia en la regulación de la glucemia. La glucosa es el único nutriente utilizado en forma habitual por encéfalo, retina y epitelio germinal gonadal. Diabetes Mellitus Síndrome caracterizado por alteración del metabolismo de los hidratos de carbono, grasa y proteínas, por falta de secreción de insulina o resistencia a esta. Las células utilizan vías metabólicas alternas. DM tipo 1: Insulinodependiente. Falta de secreción de insulina. DM tipo 2: No insulinodependiente. Resistencia a la insulina. 1. DM tipo 1. Causada por destrucción de células β del páncreas Por procesos autoinmunitarios, herencia e infecciones virales. Inicio de la enfermedad 14 años (DM juvenil). Manifestaciones fundamentales: 1) Hiperglucemia esta a su vez produce poliuria (diuresis osmótica), deshidratación (por aumento de la presión osmótica fuera de la célula) y lesiones tisulares (efecto crónico) (Conlleva a IAM, ictus, insuficiencia renal, retinopatía, ceguera, hipertensión secundaria, aterosclerosis y neuropatía periférica. 2) Aumento β oxidación a) Aumento de cuerpos cetónicos Acidosis metabólica (Aliento con olor a manzana) (amortiguación respiración rápida y profunda) Coma diabético (pH debajo de 7) y b) Arterioesclerosis. 3) Pérdida de proteínas orgánicas: Debido a la estimulación de la gluconeogénesis. Provoca Adelgazamiento y astenia (esta conlleva a polifagia), degeneración de tejidos (desarrollo de inmunodeficiencia). 2. DM tipo 2. Es más frecuente, representa el 90% de los casos. Inicio de enfermedad aprox. 30 años. Obesidad factor más importante. Características: 1. Hiperinsulinemia: Respuesta compensadora de las células β ante resistencia a la insulina. Número de receptores para la insulina son menores en obesos (sobre todo en músculo esquelético, hígado y tejido adiposo). Eleva la glucemia y favorece utilización de grasas y proteínas. Resistencia a la insulina Síndrome metabólico: 1) Obesidad, 2) Hiperglucemia en ayunas, 3) Aumento de triglicéridos en sangre, 4) Hipertensión… Factores Obesidad, genéticos, síndrome del ovario poliquístico (incremento de andrógenos), síndrome de Cushing, acromegalia, embarazo… Tratamiento Dieta, ejercicio, tiazolidinedionas (Aumentan sensibilidad a glucosa), supresores de la producción de glucosa (metformina)… Insulinoma Hiperinsulinismo por adenomas en islotes pancreáticos. Algunos pacientes necesitan 1,000 grs de glucosa al día para sobrevivir. Shock insulínico: Depresión del SNC por hipoglucemia 50 – 70 mg/100 ml Excitación por sensibilización de las neuronas Alucinaciones, nerviosismo, temblores e hiperhidrosis. 50 – 20 mg/100ml Depresión del SNC Convulsiones clónicas y pérdida de conocimiento Coma hipoglucémico (no hay alieno a acetona ni respiración rápida). Tratamiento Administración de cantidades de glucosa y glucagón.