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FISIOLOGÍA DEL SISTEMA ENDOCRINO Dr. Eduardo Quiñonez FISIOLOGÍA DEL SISTEMA ENDOCRINO INTRODUCCIÓN El sistema endocrino conjuntamente con el sistema nervioso es el responsable de la homeostasis. El crecimiento, el desarrollo, la reproducción ,la presion sanguinea,las concentraciones de iones y de otras sustancias en la sangre. La fisiologia endocrina implica la secrecion de hormonas y su posterior accion en los tejidos diana. HORMONA receptores específicos Sustancia química sintetizada en una glándula, actúa a nivel local o sistémico, que posee en órganos diana e induce cambios en la función de la célula Localizaciones anatómicas de las principales glándulas y tejidos endocrinos del organismo. “COORDINACIÓN DE LAS FUNCIONES CORPORALES POR LOS MENSAJEROS QUÍMICOS” MENSAJEROS QUÍMICOS NERVIOSOS: NEUROTRANSMISORES ENDÓCRINO: HORMONAS NEUROENDÓCRINO: NEUROHORMONAS PARACRINO: CÉLULA VECINA AUTOCRINO: A SI MISMA DISTANCIA ENTRE CELULA EFECTORA Y CELULA BLANCO YUXTACRINAS SON PROTEÌNAS ANCLADAS A LA MEMBRANA DE LA CÈLULA QUE INTERACTUAN CON PROTEÌNAS DE LA MEMBRANA DE LA CÈLULA ADYACENTE AUTÒCRINO LAS CÈLULAS RESPONDEN A MOLÈCULAS QUE ELLA MISMA LIBERA. ENDOCRINA: son aquellas que actúan sobre células blanco distantes del sitio de sìntesis. PARACRINO son moléculas liberadas por una célula que afectan sólo a las células que se encuentran en la proximidad inmediata. ESTRUCTURA QUÍMICA Y SÍNTESIS DE LAS HORMONAS Las hormonas seclasifican de acuerdo con su estructura química: Las hormonas y las neurohormonas pertenecen a los siguientes tres tipos: ESTRUCTURA QUÍMICA Y SÍNTESIS PROTEÍNAS Y POLIPEPTIDOS ESTEROIDES DERIVADOS DE TIROSINA Proteínas y Péptidos: desde péptidos de 3 aminoácidos (hormona liberadora de la tirotropina) hasta proteínas de 200 aminoácidos (hormona de crecimiento y prolactina). Esteroides: Son derivados del colesterol e incluyen Las hormonas corticosuprarrenales ( cortisol y aldosterona) y las sexuales (testosterona, estrógenos y progesterona). Derivados del aminoácido tirosina: se incluyen las hormonas de la glándula tiroides (tiroxina y triyodotironina) y de la médula suprarrenal (adrenalina y noradrenalina). Síntesis, almacenamiento y secreción de hormonas Las hormonas “proteícas” y “peptídicas” se sintetizan como la mayoría de las proteínas. el retículoSe sintetizan en endoplásmico rugoso. La proteína inicial es mayor que la hormona activa: preprohormona y posteriormente, se empaquetan en el aparato de Golgi como una prohormona de menor tamaño, para ser encapsulada en gránulos de secreción. Estos gránulos pueden contener enzimas para seguir modificando la prohormona, y cuando se estimula la secreción emigran desde célula endocrina, los gránulos de el citoplasma a la membrana celular. Finalmente, las hormonas libres y los fragmentos inactivos se liberan por exocítosis en el LEC. Preprohormona Prohormona (Exocitosis) Hormona libre Síntesis y Secreción de las Hormonas Peptídicas. El estímulo para la secreción hormonal consiste en un aumentodel calcio intracelular o un aumento de monofosfato de adenosina cíclico (AMPc) en la célula. Las hormonas “esteroideas” se sintetizan a partir del colesterol las células endocrinas secretoras de esteroides apenas almacenan hormonas. Existen grandes reservas de ésteres de colesterol en vacuolas del citoplasma que pueden movilizarse para la síntesis de esteroides tras la estimulación. Una vez que la hormona esteroidea aparece en el citoplasma, NO SE ALMACENA sino que difunde a través de la membrana celular hasta el LEC. Algunas HORMONAS ESTEROIDEAS que se sintetizan a partir del colesterol TESTOSTERONA CORTISOL ESTRADIO L VITAMINA D3 Las hormonas tiroideas y las catecolaminas se sintetizan a partir de tirosina. *TIROIDEAS: NO SE ALMACENA EN GRANULOS y una vez que aparecen en el citoplasma, abandonan la célula por difusión a través de la membrana celular. *LAS CATECOLAMINAS: Las • hormonas de la médula suprarrenal adrenalina y noradrenalina, se captan en vesículas preformadas donde quedan almacenadas hasta su secreción. • las catecolaminas, se liberan de la médula adrenal por “exocitosis”. Control de la secreción hormonal por retroalimentación. La tasa de secreción hormonal está controlada por retroalimentación. Las glándulas endocrinas tienden a secretar un exceso de *hormona, que a su vez dirige la actividad de la célula diana. Cuando *esta hormona llega a ser hiperactiva, algún factor ejerce una retroalimentación negativa sobre la glándula para disminuir su tasa de secreción. MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS HORMONAS Receptores hormonales y su papel en la acción hormonal Las hormonas controlan los procesos celulares mediante interacciones con receptores de las células diana; estos receptores se encuentran: 1- En o sobre la superficie de la membrana celular, Ejemplos (las hormonas protéicas, peptídicas y las catecolaminas). 2- En el citoplasma celular, Ejemplos (hormonas esteroideas) 3- En el nucleo celular, Ejemplos (hormonas tiroideas). “los receptores son generalmente específicos para una única hormona”. La interacción hormona- receptor está acoplada a un mecanismo generador de señales que produce un cambio en los procesos intracelulares mediante la alteración de la actividad o la concentración de las enzimas, las proteínas transportadoras, etc. Mediación en las respuestas hormonales Las respuestas a la s hormonas o peptídicas” celulares “proteícas y a “las catecolaminas” están mediadas por segundos mensajeros. En el caso de ésas hormonas, que NO atraviesan fácilmente la membrana celular, la interacción con el receptor en o dentro de la membrana celular tiene el efecto de generar mensajero que a su un segundo vez induce losefectos de la hormona. “Una proteína G” en la membrana celular liga los receptores hormonales con los mecanismos de segundo mensajero. Estos son los siguientes: Señalización intracelular tras la activación del receptor hormonal Receptores hormonales unidos a la proteina G 1. *Adenilil ciclasa-AMP cíclico (AMPc): La interacción hormona-receptor puede estimular (o inhibir) la enzima de membrana adenilil ciclasa. La estimulación de esta enzima produce la síntesis del segundo mensajero AMPc. El AMPc activa la proteína cinasa A, lo que conduce a una serie de fosforilaciones que activan o inactivan las enzimas correspondientes. Mecanismo de monofosfato de adenosina cíclico (AMPc) mediante el cual numerosas hormonas controlan la función celular. 2. *Fosfolípidos de la membrana celular: La interacción hormona-receptor activa la enzima de la membrana fosfolipasa C que a su vez hace que los fosfolípidos de la membrana celular se escindan en 2 mensajeros: el diacilglicerol (DAG) y el trifosfato de inositol (IP3). Este último (IP3), moviliza el calcio de las reservas internas, como el Retículo endoplásmico, y el calcio a su vez activa la proteína cinasa C. Finalmente, el diacilglicerol (DAG), se hidroliza a ácido araquinódico, un precursor de las prostaglandinas, que también influyen en las respuestas hormonales. (Ac. Araquinód.) * --------* -------- Sistema de segundo mensajero de los fosfolípidos de la membrana celular mediante el cual algunas hormonas ejercen su control de la función celular. HORMONAS QUE UTILIZAN EL SISTEMA DE SEGUNDO MENSAJERO FOSFOLIPASA C 3. *Calcio-calmodulina: La interacción hormona-receptor activa los canales de calcio de plasmática, permitiendo la membrana que el calcio entre a las células. Los iones calcio se unen a la proteína calmodulina, y “este complejo” altera la actividad de las enzimas dependientes del calcio, y por lo tanto las reacciones intercelulares. Calcio-Calmodulina. La adrenalina puede actuar a través de dossistemas de segundo mensajero. La estimulación de losreceptores adrenérgicos activa un sistema de segundo mensajero relacionado con el AMP c; mientras que la estimulación de los receptores adrenérgicos activa un sistema de segundo mensajero relacionado con el Ca++ Las respuestas celulares a las hormonas “esteroideas” y “tiroideas” están mediadas por la estimulación de la síntesis proteíca. Estas hormonas, penetran en la célula y se unen a receptores intracelulares situados en el citoplasma o en el núcleo celular. La interacción hormona-receptor produce un cambio de conformación del receptor. Esto permite que el complejo hormona-receptor se una a puntos específicos de las cadenas de ADN de los cromosomas, induciendo la activación de genes específicos, la transcripción y la traducción de proteínas esenciales en la respuesta hormonal. HORMONAS QUE ACTÚAN PRINCIPALMENTESOBRE LA MAQUINARIA GENÉTICA DE LA CÉLULA LAS HORMONAS ESTEROIDEAS INCREMENTAN LA SÍNTESIS PROTÉICA Otro mecanismo de acción hormonal, específicamente de las hormonas esteroideas producidas por la corteza suprarrenal, los ovarios y los testículos, consiste en provocar la síntesis de proteínas en las células diana; estas proteínas actúan como enzimas, proteínas transportadoras o proteínas estructurales que, a su vez, ejercen otras funciones de las células. Los hechos secuenciales que se producen se resumen seguidamente: 1.- La hormona esteroidea entra en el citoplasma celular, donde se une a una proteína receptora específica. 2.- El complejo hormona-proteína receptora difunde o es transportado al interior del núcleo. 3.- El complejo se une en puntos específicos de las cadenas de DNA de los cromosomas, activando el proceso de transcripción de genes específicos para la formación de RNAm. 4.- El RNAm se difunde al citoplasma, donde se activa el proceso de traducción de los ribosomas para formar nuevas proteínas. Mecanismo de Acción de las Hormonas Esteroideas sobre las células Algunas hormonas esteroideas se une a un receptor citoplásmico que después se transloca hacia el núcleo. Otras hormonas, se introducen directamente en el núcleo y después se unen a su receptor. En ambos casos, el complejo esteroide-receptor se puede unir después a una zona específica del ADN con activación de genes. LAS HORMONAS TIROIDEAS AUMENTAN LA TRANSCRIPCIÓN GÉNICA EN EL NÚCLEO CELULAR Las hormonas tiroideas tiroxina (tetrayodotironina) y triyodotironina aumentan la transcripción de genes específicos en el núcleo. Para ello, estas hormonas se unen en primer lugar a las proteínas receptoras del propio núcleo; se trata de proteínas receptoras localizadas en el complejo cromosómico que controlan la función de los promotores u operones genéticos. Dos de las principales características de la función de las hormonas tiroideas en el núcleo son las siguientes: 1.- Activan los mecanismos genéticos para la formación de numerosos tipos de proteínas intracelulares, probablemente 100 o incluso más. Muchas de ellas son enzimas que potencian la actividad metabólica intracelular en casi todas las células del organismo. 2.- Una vez unidas a los receptores intranucleares, las hormonas tiroideas siguen expresando sus funciones de control durante días o incluso semanas. Mecanismo de acción de las hormonas tiroideas sobre las células La T4 se convierte en T3 en el interior del citoplasma. Después la T3 se introduce en el núcleo y se une a su receptor nuclear. Más tarde el complejo hormona-receptor puede unirse a una zona específica del ADN con activación de genes. TRANSPORTE DE LAS HORMONAS EN SANGRE Hormonas hidrosolubles (péptidos y catecolaminas) Se disuelven en el agua del plasma y se transportan desde sus sitios de origen hasta los tejidos diana, donde difunden desde los capilares pasando al líquido intersticial y después a las células diana. Hormonas esteroideas y tiroideas Circulan en la sangre unidas a proteínas plasmáticas (globulinas), aunque un 10% aproximadamente de ellas circula en forma libre. La fracción libre es la que puede difundir desde el plasma a los líquidos intersticiales, mientras que la que permanece unida a las proteínas plasmáticas actúa como un reservorio que va reponiendo, mediante disociación, la fracción libre a medida que ésta va saliendo del plasma hacia el líquido intersticial.
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