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SISTEMA ENDOCRINO
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Arnold A Berthold (1803-1861)
Primeros experimentos endócrinos
ABLACIÓN - TRANSPLANTE
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Claude Bernard(1813-1878)
Claude Bernard estableció que el sistema endocrino regula el medio interno de los animales. Las “secreciones internas” se liberan en una parte del cuerpo, viajan vía la circulación y actúan en blancos lejanos. (Circa 1854)
HOMEOSTASIS
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Ernest Henry Starling (1866-1927)
• Estudió la funcionalidad de proteínas séricas. • En 1902 demostró con Bayliss que la secretina
estimula la secreción pancreática• Fue el primero en usar el término hormona
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Detección y señalización
Las glándulas endócrinas sintetizan y almacenan hormonas. Poseen un sistema de detección y señalización que regula la duración y cantidad de liberación hormonal por retroalimentación desde la célula blanco.
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Sistema Endócrino vs. Nervioso
• Sistemas de comunicación principales.• Integran estímulos y respuestas frente a cambios
en el ambiente externo e interno. • Coordinan funciones de células, tejidos y órganos
altamente diferenciados.• Sistema endócrino es anatómicamente
discontinuo.
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El sistema nervioso ejerce un control punto a punto mediante vías nerviosas (similar a una comunicación cablegráfica). Señal eléctrica, respuesta rápida.
El sistema endócrino difunde mensajes hormonales a prácticamente todas las células por secreción en sangre y fluido extracelular. Respuesta lenta (de minutos a días), requiere de receptores en las células diana.
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Receptores específicos
La mayoría de las hormonas se liberan a la sangre en muy bajas concentraciones (10-10 M) interactúan con todas las células del cuerpo. Sin embargo, una hormona determinada ejerce su efecto sólo en un número limitado de células blanco, que posee receptores específicos para esa hormona.
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Control por retroalimentación
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Funciones principales del sistema endócrino
• Mantenimiento y optimización del ambiente bioquímico interno y del metabolismo.
• Integración y regulación del crecimiento y del desarrollo.
• Control de la reproducción sexual (gametogénesis, apareamiento, fertilización, desarrollo fetal, sexual reproduction, including gametogenesis, coitus, fertilization, desarrollo fetal, parto, nutrición neonatal).
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Tipos de señalización hormonal
• Hormonas endócrinas via circulación sanguínea to target cells.
• Neurohormonas liberadas via sinapsis química a la circulación.
• Hormonas parácrinas entre células adyacentes.
• Hormonas autócrinas.
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– Hormonas liposolubles: receptores en el citoplasma o núcleo. Respuesta prolongada (ej. esteroides).
– Hormonas insolubles en lipidos: receptores localizados en la membrana celular. Via cascadas de 2dos. mensajeros. Respuesta transitoria.
Interacción hormona-receptor
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1, 2 esteroides3 prostaglandinas
aminas, péptidos
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• Homonas liposolubles:– Activación directa de genes.– Promueve síntesis de proteinas:
• Incremento y regulación de actividad enzimática.
• Crecimiento y reparación tisular.
• Hormonas no liposolubles: • Via segundos mensajeros.
• Cambios en la permeabilidad de la membrana.
• Inducción de síntesis de proteinas.
• Cambios en el metabolismo celular.
• Estimulación de actividad secretoria.
Acciones generales
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Clasificación por estructura química de las hormonas
Derivados de aminoácidosDerivados de ácidos grasos - Eicosanoides
Esteroides Péptidos
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• Esteroides: – Liposolubles– Difunden a través de la membrana celular– Órganos endócrinos
• Corteza adrenal
• Ovarios
• Testículos
• Placenta
Tipos de hormonas
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• Hormonas no esteroideas (aminas, péptidos):– Insolubles en lípidos (excepto tiroideas).– Receptores en la membrana celular.– Órganos endócrinos:
• Glándula tiroides.
• Glándula paratiroides.
• Médula adrenal.
• Hipófisis.
• Páncreas.
• Tracto gastrointestinal
Tipos de hormonas
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Entre 3-100 aminoácidos de tamaño.En general producidas como precursores
clivados proteolíticamente. Solubles en agua.El mayor número de hormonas.
Hormonas peptídicas
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Síntesis y liberación de hormonas peptídicas
• RNAm específico traducido a precursor proteico, preprohormona
• Glicosilación postraduccional en RE
• Péptido señal hidrofóbico removido en aparato de Golgi, prohormona
• Empaquetamiento, almacenamiento en vesículas, y translocación a la membrana.
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Aminas
Dos tipos, derivados del aminoácido tirosina.
Hormonas tiroideas y Catecolaminas
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Hormonas Tiroideas Sintetizadas en la tiroides a partir modificación de
residuo de tirosina en tiroglobulina, incorporación post-traduccional de iodo, clivaje en lisosomas.
Liberación como T3 y T4. Transporte en sangre mediante globulina (TBG).
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Catecolaminas Son tanto hormonas como neurotransmisores.
Epinefrina y norepinefrina. Producidas por la médula adrenal, hidrofílicasSecretadas como hormonas peptídicas.
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Todas derivan de colesterol, varían en las cadenas laterales.
Todas son liposolubles. Liposolubles, por lo que no se almacenan y se liberan una
vez sintetizados. Las enzimas de la biosíntesis localizadas en mitocondrias
y REL.
Hormonas esteroideas
Colesterol
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Tipos de esteroides
• Glucocorticoides: cortisol en humanos y mayoría de mamíferos.
• Mineralocorticoides: p. ej., aldosterona
• Andrógenos:testosterone
• Estrógeos: estradiol y estrona
• Progestógenos (o progestinas): p. ej., progesterona
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Síntesis de esteroides
• Pasos de síntesis por enzimas específicas en mitocondria y REL de tejidos esteroidogénicos.
• Paso limitante: transporte del colesterol libre hacia la organela. Steroidogenic Acute Regulatory Protein (StAR)
• Fuente de colesterol: síntesis a partir de acetato, colesterol en gotas intracelulares, captación de LDL (ante esteroidogénesis crónica).
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cholesterol
Extracellularlipoprotein
Cholesterolpool
LH
ATP
cAMPPKA+
Pregnenolone
Progesterone
Androstenedione
TESTOSTERONE
3HSD
P450c17
17HSD
acetate
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Pueden transormarse en esteroides activos en células blanco
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Derivados de ácidos grasos - Eicosanoides
• El acido araquidónico es el precursor más abundante. Depósitos en lípidos de membrana, liberados por acción de distintas lipasas.
• Los eicosanoides específicos sintetizados por una célula son determinados por la batería de enzimas presente en la misma.
• Rápidamente inactivadas, activas sólo por segundos.
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• Grupos principales de estas hormonas: prostaglandinas, prostaciclinas, leucotrienos y tromboxanos.
Derivados de ácidos grasos - Eicosanoides
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Regulación de la actividad hormonal
Detección y señalización: cambio en homeostasis, sistema endócrino envía señal hormonal a célula blanco, la cual elabora respuesta compensatoria.
Componentes: Recepción del estímulo.
Síntesis y secreción hormonal.
Transporte al tejido blanco.
Inducción de la respuesta.
Degradación de la hormona.
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•El efecto fisiológico dependerá de la concentración en
sangre y líquido extracelular:
1) Tasa de síntesis: retroalimentación (-) o (+)
2) Tasa de transporte al tejido blanco (flujo
sanguíneo).
3) Tasa de degradación (vida media), eliminación
metabólica y excreción.
Regulación de la actividad hormonal
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Control de la síntesis hormonal
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Control neuronal• Aferencias neuronales al hipotálamo controlan la
síntesis y secreción de factores liberadores hipotalámicos, que regulan la actividad de la hipófisis.
Control cronotrópico • Ritmicidad endógena/exógena de secreción (24 h,
12 meses). P. ej., GH, cortisol, melatonina.
Secreción episódica (pulsátil)
• Pulsos cada 5-60 min. P. ej., hormona de crecimiento (GH). Acción endócrina más efectiva.
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Control circadiano (cronotrópico)
secreción pulsátilpico de 24 hs de período
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Control por retroalimentación
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Control hormona-efector
• Glucosa - insulina
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Sistema Neuroendócrino
Células neurosecretorias
hipotalámicas.
Neurohormonas en órgano neurohemal.
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SISTEMA HIPOTÁLAMO-HIPÓFISIS
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Hipotálamo – Hipófisis: sistema endócrino maestro
HIPOTÁLAMO
• En el diencéfalo, controla la mayoría del sistema endócrino.
• Neurohormonas reguladoras de la hipófisis.
• Neurohormonas a circulación sistémica.
HIPÓFISIS
• Conectada con hipotálamo por tallo hipofisario
• Lóbulo anterior o adenohipófisis, tejido endócrino, sintetiza y secreta hormonas a la circulación.
• Lóbulo posterior o neurohipófisis, tejido nervioso terminales neurosecretorios hipotalámicos.
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Neurohormonas hipotalámicas: acción en adenohipófisis
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Hormonas trópicas adenohipofisarias
ACTH, FSH, LH, TSH, actúan sobre otro tejido endócrino
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Retroalimentación hipotálamo-adenohipófisis
El ejercicio intenso induce la liberación de todas las hormonas adenohipofisarias.
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Acción de hormonas adenohipofisarias
Hormona de crecimiento• Estimula crecimiento y división celular.
• Incrementa el transporte de aminoácidos y síntesis proteica.
• Incrementa desarrollo óseo por somatomedina hepática.
• Incrementa el metabolismo de lípidos.
• Regulada por GRH (hipoglucemia) y GIH o somatostatina
• Tipicamente es secretada durante el sueño
• Incrementa por desnutrición.
GH: gigantismo en niños, acromegalia en adultos.
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ACTH:• Estimulada por CRH luego
de estrés agudo o circadiano.
• Actúa en corteza suprarrenal promoviendo la liberación de cortisol.
• Retroalimentación (-) de ACTH sobre adenohipófisis e hipotálamo.
LH & FSH:• Reguladas por GnRH a partir de
pubertad.
• LH estimula secreción de hormonas sexuales.
• FSH desarrollo del folículo ovárico y secreción de estrógenos en hembras, producción de esperma en machos.
• FSH: retroalimentación (-) de ACTH sobre adenohipófisis e hipotálamo.
• LH: (-) de inibina y de esteroides sexuales.
Acción de hormonas adenohipofisarias
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Prolactina:• Promueve lactancia.
• Inhibe secreción hipofisaria de LH en machos (en exceso causa esterilidad).
• Controlada por PRH y PIH hipotalámicos.
TSH:• Estimula síntesis y
secreción de T3 y T4 en tiroides.
• Desarrollo de tiroides (en exceso causa hipertrofia)
• Regulación negativa por T3, T4, y somatostatina.
• Temperaturas bajas inducen TRH-TSH
Acción de hormonas adenohipofisarias
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• ADH (hormona antidiurética o vasopresina)• Oxitocina.
Hormonas neurohipofisarias
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ADH:
• Disminuye la formación de orina (aumento reabsorción de agua)
• Contrae músculo liso en arterias.
• Liberación inducida por osmoreceptores hipotalámicos, inhibición por ANF, y baroreceptores auriculares y carotideos.
Oxitocina:
• Vasopresor, incrementa la contracción del músculo liso uterino.
• Estimula secreción de leche.
• Inducida por parto y lactancia.
Hormonas neurohipofisarias
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Hipotálamo-hipófisis: un repaso
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Glándula Tiroides
• Localizada en la linea media del cuello.
• Mayor glándula endócrina.
• Secreta Triiodotironina (T3) y Tiroxina (T4)
• Regula la tasa metabólica basal.
• Incrementa la síntesis de proteinas.
• Incrementa la glucólisis, gluconeogénesis, captación de glucosa: hipoglucemia
• Calcitonina: calcium metabolism
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Hormonas tiroideas
• Thyroxine (T4) made in follicle
• Triiodotyronine (T3) made in follicle
• Calcitonin made by C cells
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T3 y T4:• Regulación del metabolismo
(carbohidrates y lípidos, síntesis de proteinas).
• Sintetizada en presencia de Iodo.
• Hidrofóbica, transportada por globulinas.
• Controlada por TSH.
• T3 más efectiva (1.5 %), T4 más abundante (98.5%).
Calcitonina:• Disminuye niveles de Ca2+
y fosfatos (disminuyendo reabsorción y aumentando depósito en hueso, estimulando excreción por los riñones.
• Controlada por niveles de Ca2+ en sangre.
Hormonas tiroideas
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Enfermedades tiroideasHipertiroidismo:• Alta TMB, hiperactividad, hipersensibilidad al calor, exoftalmia.
• Enfermead de Grave: hipertiroidismo autoinmune (TSH is imitada por autoanticuerpos).
Hipotiroidismo:• En adultos: baja TMB, sensibilidad a frío, hipoactividad.
• En niños: cretinismo– crecimiento impedido, retardo mental, formación ósea anormal.
• Enfermedad de Hashimoto: hipotiyroidismo autoinmuine (autoanticuerpos destruyen células foliculares).
• bocio: deficiencia de T3 y T4 por falta de iodo en la dieta.
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Captación de Iodo
• Na+/I- simporte • Bomba de Na+/K+
acoplada.• Estimulado por TSH
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Control por retroalimentación
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Glándula Paratiroides
• Hormona Paratiroidea (PTH)
• PTH: incrementa niveles de Ca2+ en sangre, decrementa fosfatos (PO4
2-).
• Regulada por niveles de Ca2+.
• Estimula liberación ósea y reabsorción renal de Ca2+.
• Estimula excreción renal de PO42-
• Incrementa síntesis de vitamina D, mayor absorción dietaria de Ca2+.
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(Vitamina D)
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Calcio• Contracción muscular,sistemas de transducción de
señales, exocitosis de NT, PA cardíaco, etc., etc.• Existe en estado soluble y ligado a proteinas.
– Albúmina (40% del total)– Fosfato y citrato (10%)
• [ Ca++]i regulada por:– Paratiroides, PTH (más importante)– Tiroides, Calcitonina (células parafoliculares)– Reabsorción-excreción renal – Reabsorción-liberación ósea.
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Glándulas AdrenalesSobre los riñones.
• Médula adrenal.• Corteza adrenal
mineralocorticoides
glucococorticoides
catecolaminas
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Glándulas Adrenales
Médula adrenal– Estimulada por SNA simpático – Secreción de catecolaminas
• Epinefrina: respuesta de lucha-huida– Incrementa tasa cardíaca y PA.
– Incrementa ventilación pulmonar.
– Incrementa la TMB.
– Incrementa la glucogenólisis.
• Norepinefrina– Sólo un 20%
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Glándulas AdrenalesCorteza Adrenal 1) Mineralocorticoides
• Aldosterona: – Mantiene balance osmótico
(ver renal)
2) Glucocorticoides• Cortisol:
– Estimula gluconeogénesis– Mobilización de ácidos grasos– captación muscular de glucosa– Acción antiinflamatoria
3) Gonadocorticoides• testosterona, estrógenos,
progesterona
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• Localizado detrás del estómago
• Glándula mixta:
exócrina y endócrina.
Secreción endócrina:
insulina, glucagon,
somatostatina
Páncreas
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cordonescelulares
acinos(páncreasexócrino)
capi
lare
s
Páncreas endócrino
ISLOTE DE LANGERHANS
células BINSULINA
células AGLUCAGON
células DSOMATOSTATINA
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Páncreas endócrino
-Glucosa-Aminoácidos-Glucagon-GH-Hormonas gastrointestinales (GIP)-Epinefrina
Secreción de insulina estimulada por:
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Páncreas endócrino
Efectos de la insulina en el metabolismo
Carbohidratos: - Aumenta captación de glucosa en hígado, músculo, tej. adiposo- Aumenta la glucogenogénesis en hígado y músculo
Lípidos:- Aumenta la liberación de ácidos grasos del hígado y tej. adiposo.
Proteinas:- Aumenta la captación de aminoácidos y la síntesis de proteinas en hígado y músculo.
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Páncreas endócrino
Efectos del glucagon en el metabolismo
Secretado en respuesta a hipoglucemia.
Carbohidratos: - Aumenta la glucogenólisis en hígado.
Lípidos:- Aumenta la lipólisis en hígado.
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Insulina y glucagon
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GH, insulina y glucosa
GH hiperglucemiante (=glucagon)
-Insulina inmediato a una comida-GH horas después.-Disminuye captación de glucosa (-SNC)-Aumenta gluconeogénesis-Aumenta lipólisis y mobilización de ácidos grasos al hígado.
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SISTEMA ENDOCRINO