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Medicine Guide Medicine Guide MORFOFISIOLOGIA ENDOCRINA (GLANDULA TIROIDES, GLANDULA PINEAL Y HORMONA DEL CRECIMIENTO) Medicine Guide Medicine Guide GLANDULA TIROIDES • Anatomía de la Glándula Tiroides • Eje Hipotálamo Hipófisis Tiroides • Metabolismo del Yodo • Síntesis e Yodación de la Tiroglobulina • Síntesis de T3 y T4: Yodación y Acoplamiento • Liberación y Transporte Hormonal • Metabolismo de las Hormonas Tiroideas (Desyodación en Cascada) • Mecanismo y Acciones Biológicas • Regulación de la Función Tiroidea GLANDULA PINEAL • Anatomía de la Glándula Pineal • Biosíntesis, Secreción y Metabolismo de la Melatonina • Factores Moduladores • Mecanismo de Acción • Funciones de la Actividad Pineal HORMONA DEL CRECIMIENTO • Síntesis y Estructura de la Hormona de Crecimiento • Secreción de GH • Trasporte y Unión con el Receptor • Acciones de la Hormona de Crecimiento • Regulación de la Secreción de GH • Trastornos en la Producción de Hormona Del Crecimiento Medicine Guide Medicine Guide GLANDULA TIROIDES Las famosas hormonas tiroideas tiroxina (T4) y triyodotironina (T3) son hormonas basadas en la tirosina producidas por la glándula tiroides, la principal responsable de la regulación del metabolismo, que es el ritmo al que funciona cada parte del cuerpo. La cantidad adecuada de hormonas tiroideas mantiene el metabolismo a un ritmo saludable. Esto ayuda a que el cerebro, el corazón, los músculos y otros órganos funcionen bien. Un metabolismo equilibrado también garantiza una temperatura, frecuencia cardíaca, nivel de energía y tasa de crecimiento adecuados. Las hormonas tiroideas también desempeñan un papel fundamental en el crecimiento de los niños. Estas hormonas fueron, de hecho, el primer factor hipotalámico purificado y estudiado. La hormona tiroidea debe mantenerse a un nivel saludable, que se logra mediante un ciclo complejo que comienza en la pituitaria: esta glándula controla el nivel de hormona tiroidea en la sangre. Según el nivel, la pituitaria envía la hormona estimulante de la tiroides (TSH) a la glándula tiroidea a través de la sangre. En respuesta a la TSH, la tiroides produce la hormona tiroidea, que entra en el torrente sanguíneo y de allí pasa al resto del cuerpo. La pituitaria detecta el nivel de hormona, ajusta el nivel de TSH y así continua el ciclo. ANATOMIA DE LA GLANDULA TIROIDES La glándula tiroides posee dos lóbulos que asemejan las alas de una mariposa ubicados a ambos lados de la parte superior de la tráquea, unidos por un istmo y en algunos casos por un lóbulo piramidal que sale mayormente del lado izquierdo el istmo. Junto a los testículos son las dos únicas glándulas endocrinas palpables del cuerpo. La tiroides pesa entre 15 y 30g en el ser humano adulto, y sus dimensiones en el sentido craneocaudal, sagital y transversal respectivamente son de: 4-6 cm x 2 cm x 2 cm. Esta glándula se encuentra en la parte frontal del cuello a la altura de las vértebras C5 y T1, junto al cartílago tiroides, yace sobre la tráquea que rodea hasta alcanzar posteriormente al esófago y está cubierta por la musculatura pretiroidea, junto al músculo platisma (músculo cutáneo) del cuello, el tejido subcutáneo y la piel. Durante el proceso de la deglución, la glándula tiroides se mueve, perdiendo su relación con las vértebras. Se adhiere, por su cara posterior, al cartílago cricoides mediante el ligamento medio de Gruber. La tiroides está recubierta por una vaina aponeurótica., denominada cápsula de la glándula tiroides que ayuda a mantener la glándula en su posición. La porción más externa de la cápsula de la tiroides se continúa con la aponeurosis cervical media, que separa la celda subcutánea anterior de los músculos rectos tiroideos y hacia atrás con la vaina carotídea. La glándula tiroides https://es.wikipedia.org/wiki/Tiroxina https://es.wikipedia.org/wiki/Triyodotironina https://es.wikipedia.org/wiki/Hormona https://es.wikipedia.org/wiki/Tirosina https://es.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%A1ndula_tiroides https://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismo https://es.wikipedia.org/wiki/Cart%C3%ADlago_tiroides https://es.wikipedia.org/wiki/Cart%C3%ADlago_tiroides https://es.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A1quea https://es.wikipedia.org/wiki/Es%C3%B3fago https://es.wikipedia.org/wiki/Platisma https://es.wikipedia.org/wiki/Cuello https://es.wikipedia.org/wiki/Tejido_subcut%C3%A1neo https://es.wikipedia.org/wiki/Piel https://es.wikipedia.org/wiki/Degluci%C3%B3n https://es.wikipedia.org/wiki/Aponeurosis https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Vaina_carot%C3%ADdea&action=edit&redlink=1 Medicine Guide Medicine Guide es recubierta en su cara anterior por los músculos infrahioideos y lateralmente por el músculo esternocleidomastoideo. Por su cara posterior, la glándula está fijada a los cartílagos tiroides y traqueal y el músculo cricofaríngeo por medio de un engrosamiento de la aponeurosis que forma el ligamento suspensorio de Berry. CONFORMACION: La tiroides está conformada por el folículo tiroideo, que son agrupaciones de folículos que funcionan como compartimientos de aspecto quístico más o menos esferoidal, con una pared formada por un epitelio simple cubico o cilíndrico bajo (epitelio folicular). • Coloide: es donde se almacenan las hormonas tiroglobulinas; es necesario que haya yodo para la síntesis hormonal. El coloide también concentra y almacena el yodo para que no vaya a la sangre. Cuando hay una ingesta adecuada de yodo, este se puede almacenar por hasta 100 días. El epitelio folicular contiene dos tipos de células: • Células foliculares (células principales) que mantienen contacto con el coloide. Estas son delimitadas por la membrana apical festoneada con microvellosidades, y son responsables de la producción de las hormonas tiroideas T3 y T4. • Células parafoliculares (células c): estas se ubican en la periferia del epitelio folicular, por dentro de la lámina basal del folículo. Se unen por desmosomas, y son circundadas por la membrana basal. Secretaran la hormona calcitonina responsable por regular el metabolismo del calcio. Todo el fenómeno de producción de hormonas tiroideas se da en las células foliculares y se almacena en el coloide. IRRIGACION: Es una glándula altamente irrigada, siendo el flujo sanguíneo por gramo mayor que en cualquier otro órgano (4 - 6ml/g/min), con excepción del riñón y glomus carotideo. Esto ocurre porque es irrigada directamente por cuatro arterias, dos a cada lado: ❖ Las dos arterias tiroideas superiores (ATS): primera ramificación de la arteria carótida externa (ACE), e irriga principalmente la parte superior cara de la glándula. ❖ Las dos arterias tiroideas inferiores (ATI): rama principal del tronco tirocervical, que se deriva de la arteria subclavia (ASc). Ambas forman una anastomosis dentro de la glándula para una circulación entre la arteria subclavia y la carótida externa. En el 10% de las personas existe una tercera arteria denominada Arteria Tiroidea ima, media o de Neubauer, proveniente del cayado aórtico o del tronco braquiocefálico. Hay tres venas principales que drenan la tiroides. Las venas tiroideas superiores (VTS), medias (VTL) e inferiores (VTI) que desembocan en la venas yugulares internas (VYI), formando un rico plexo alrededor de la glándula.Las superiores y medias drenan en la vena yugular interna, y las inferiores drenan al tronco braquiocefálico (TBC). https://es.wikipedia.org/wiki/Esternocleidomastoideo https://es.wikipedia.org/wiki/Cart%C3%ADlago_tiroides https://es.wikipedia.org/wiki/Cart%C3%ADlago_tiroides https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%BAsculo_cricofar%C3%ADngeo https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ligamento_suspensorio_de_Berry&action=edit&redlink=1 https://es.wikipedia.org/wiki/Arteria_car%C3%B3tida_externa https://es.wikipedia.org/wiki/Arteria_subclavia https://es.wikipedia.org/wiki/Cayado_a%C3%B3rtico https://es.wikipedia.org/wiki/Vena_yugular_interna https://es.wikipedia.org/wiki/Vena_yugular_interna Medicine Guide Medicine Guide INERVACION: Su inervación proviene del sistema nervioso autónomo: ➢ Simpática: Proviene del simpático cervical; tiene tres grupos de nervios: superiores, medios e inferiores. ➢ Parasimpática: Proviene de los nervios laríngeo superior y laríngeo recurrente, ambos procedentes del nervio vago. La inervación regula el sistema vasomotor, y a través de éste, la irrigación de la glándula. El nervio laríngeo recurrente inervara a todos los músculos laríngeos, excepto al cricotiroideo. ❖ Una lesión unilateral implicaría una parálisis de la cuerda vocal (voz bitonal) ❖ Una lesion bilateral provocaria afonia + dificultad respiratória. EJE HIPOTALAMO – HIPOFISIS – TIROIDES: La hormona liberadora de tirotropina (TSHRH) es un tripéptido, hormona peptídica, producido en el área hipotalámica anterior, en el núcleo paraventricular. Esta es liberada en la eminencia media por las terminaciones nerviosas hasta el plexo primario, y llega a la adenohipófisis por el sistema portal Hipotálamo – hipofisario. La expresión y liberación de la TRH del núcleo paraventicular hipotalámico (NPV) cambia con estímulos ambientales; en ayuno y restricción de alimentos la liberación del péptido disminuye, reduciéndose la tasa del metabolismo y la degradación de reservas energéticas Una vez que llega hacia las células tirotropas de la adenohipófisis, la TSHRH estimula la liberación de la hormona tirotropina (TSH) que sale por las venas hipofisarias anteriores hasta la glándula tiroides, donde se unirá con los receptores específicos en la membrana plasmática (que es el TRH-R1). Este es acoplado a proteína Gs o Gq, que actúa incrementando el calcio citoplasmático libre (mediante mecanismo de la fosfolipasa C, que activa el IP3) que participa en la secreción de TSH. • Receptor TRH-R1: este posee una subunidad A que se acoplara a la subunidad beta de la TSH, y también una subunidad B. Este acoplamiento provoca un aumento de la captación de yodo y la síntesis de tiroglobulina, estimulando la síntesis de hormonas yodadas. En algunas patologías, se producen anticuerpos que ocuparan el lugar de la TSH, provocando una estimulación continua de la glándula (hipertiroidismo) acompañado por un aumento de su tamaño [acción estimuladora]. Esto ocurre dado a que la tiroides no será sometida al feedback negativo que frenaría su actividad. En otros casos los anticuerpos actuarían bloqueando la unión TSH-receptor impidiendo la activación del AMPc, lo que disminuiría la actividad glandular (hipotiroidismo) así como su tamaño [acción inhibidora]. Son mecanismos involucrados en las enfermedades inmunológicas que comprometen a la glándula tiroides Además, la TSHRH estimula la formación de ARN mensajero que codificara genes de la prolactina en las células lactotropas, estimulando su síntesis y liberación. Cabe mencionar que la TRH también puede ser encontrada en otras zonas del cerebro, la médula espinal y en el aparato gastrointestinal. https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_nervioso_simp%C3%A1tico https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Nervios_lar%C3%ADngeo_superior&action=edit&redlink=1 https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Nervios_lar%C3%ADngeo_superior&action=edit&redlink=1 https://es.wikipedia.org/wiki/Nervio_lar%C3%ADngeo_recurrente https://es.wikipedia.org/wiki/Nervio_vago https://es.wikipedia.org/wiki/Nervio_lar%C3%ADngeo_recurrente https://es.wikipedia.org/wiki/Nervio_lar%C3%ADngeo_recurrente https://es.wikipedia.org/wiki/Trip%C3%A9ptido https://es.wikipedia.org/wiki/Hormona_pept%C3%ADdica https://es.wikipedia.org/wiki/Hipot%C3%A1lamo https://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_paraventricular https://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_paraventricular https://es.wikipedia.org/wiki/Tirotropina https://es.wikipedia.org/wiki/Membrana_plasm%C3%A1tica https://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna_G https://es.wikipedia.org/wiki/Calcio https://es.wikipedia.org/wiki/Citoplasma https://es.wikipedia.org/wiki/Secreci%C3%B3n https://es.wikipedia.org/wiki/ARN_mensajero https://es.wikipedia.org/wiki/ARN_mensajero https://es.wikipedia.org/wiki/Codificaci%C3%B3n_(memoria) https://es.wikipedia.org/wiki/Prolactina https://es.wikipedia.org/wiki/Cerebro https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9dula_espinal https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9dula_espinal https://es.wikipedia.org/wiki/Aparato_gastrointestinal Medicine Guide Medicine Guide HORMONA TSH: La TSH (tirotropina) es una glucoproteína polipéptido con subunidades alfa y beta. Su secreción es de manera pulsátil mediante ritmo circadiano. Podemos mencionar también que algunos mecanismos que influyen en su secreción: • Aumentan secreción de TSH: TRH, frio, baja T4 y T3 • Inhiben secreción: Citocinas, ayuno, dopaminas, aumento de T4 y T3, corticoides • Bloqueadores: Perclurato, perteonidato, diacenato, tiocianato (reduze atrapamiento de yodo), propiluracilo (bloquea enzima peroxidaza). La TSH posee acciones inmediatas al entrar en contacto con las células de la tiroides. Esta hormona es de suma importancia dado que todos los pasos de la producción de hormona tiroidea (excepto uno) son regulados por TSH. Pero por ahora solo tengamos en mente que la TSH llego al tirocito, y vayamos a otra etapa que ocurre simultáneamente. Esta posee varias funciones, dentre ellas: Acciones Inmediatas: o Síntesis de tiroglobulina (y su yodación) o Atrapamiento de yoduro por la célula tiroidea o Síntesis y liberación de t3 y t4 de la glándula o Proteolisis de la tiroglobulina o Endocitosis del coloide Aciones Intermédias: o Síntesis de proteínas (tiroglobulinas y peroxidasa tiroidea) o Expresión de números genes (codifican nis y tiroglobulina) o Aumenta el número de células de las glándulas y hace que se transformen de cuboides en cilíndricas o hipertrofia e hiperplasia de células foliculares (accion a largo plazo) METABOLISMO DEL YODO El yodo es un elemento esencial para la formación de hormonas tiroideas, y es encontrado en pescados, algas, algunas frutas y verduras y en el agua. Para formar una cantidad normal de tiroxina se precisan al año unos 50 mg de yodo (absorbido en forma de yoduros en el intestino), o sea, unos 150mg/día en adultos. La cantidad necesaria es mayor en embarazadas, unos 220 mg/día, y en niños varía con la edad. Si las cantidades ingeridas son crónicamente inferiores aparece bocio (aumento del tamaño de la glándula). Lo mismo ocurre al ingerir sustancias que interfieren en la absorción gastrointestinal del yodo, que son los denominadas bociógenos. Para evitar el déficit de yodo se ha añadido yoduro sódico a la sal común. Los yoduros ingeridos por vía oral se absorben desde el tubo digestivo hasta la sangre. La mayoría se excreta vía renal (140 – 480ug), una pequeña cantidad por las heces (10 – 20ug), pero, en condiciones normales, 1/5 parte es retirada por las células tiroideas para la síntesis de hormonas tiroideas. Para medir el déficit de yodo sepuede medir la excreción urinaria del mismo, llegando a la conclusión que a menor excreción, mayor déficit. Medicine Guide Medicine Guide CAPTACION DEL YODO: Entonces, el primer paso en la formación de hormonas tiroideas consiste en el trasporte de los yoduros desde la sangre hasta las células y folículos tiroideos a través de la membrana basolateral. El transporte de yodo al interior de la célula se produce en contra de gradiente electroquímico y tiene lugar gracias a una proteína transmembrana localizada en la membrana basolateral de las células tiroideas denominada simportador Na+/I- (NIS – SlC5a5). Se produce por un proceso de transporte activo secundario, y la energía es proporcionada por el transporte de Na+ hacia el exterior de la célula mediante la ATP-asa de Na+ y K+. Este mecanismo es capaz de producir concentraciones intracelulares de I- que son de 20-40 veces mayores que la concentración plasmática. El principal regulador de la actividad del NIS es la hormona estimuladora del tiroides (TSH). Células de glándulas salivares, de mucosa gástrica y plexo tiroideo también pueden capturar yoduro pues poseen el transportador NIS, así como el ovario y tejidos mamarios; estos compiten con la glándula tiroides. Otros iones tales como el perclorato y pernectato son también transportados al interior de la glándula tiroides por el mismo mecanismo actuando como inhibidores competitivos del transporte de yodo cuando este está en elevadas concentraciones. Otra vez, por ahora tengamos en mente que han llegado a las células de la tiroides la hormona TSH y el elemento yodo, y vayamos a otro proceso que también está ocurriendo simultáneamente. SINTESIS E YODACION DE LA TIROGLOBULINA: En condiciones de función tiroidea normal, la tiroglobulina (Tg) constituye más del 75% de las proteínas tiroideas. La tiroglobulina (TG) es una glucoproteína de gran peso molecular (660 kDa) compuesta por 2 subunidades idénticas unidas por enlaces no covalentes. Esta proteína constituye el sustrato sobre el que se sintetizan las hormonas tiroideas y representa el componente principal del coloide contenido en el lumen folicular tiroideo. Se encuentra mayoritariamente en el lumen de los folículos tiroideos. El retículo endoplasmático y el aparato de Golgi son los encargados de sintetizar y glicosilar la TG y secretarla hacia los folículos, mediante la presencia de los factores de transcripción TTF-1, TTF 2 y Pax 8. Las moléculas de TG glicosilada se empaquetan en vesículas exocitócicas, saliendo así del aparato de Golgi al citoplasma celular. Estas vesículas se funden en la Medicine Guide Medicine Guide membrana apical que bordea el lumen folicular, liberando su contenido al mismo. ◦ Tanto la síntesis de TG como su exocitosis al lumen están bajo el control de la TSH. Luego de ingresar a las vesículas secretoras, esta se translada a las microvellosidades donde empezara el proceso de yodación y acoplamiento. En esta imagen visualizamos que ocurre la secreción de la TG hacia el coloide y simultáneamente en la membrana luminal tenemos el transportador tipo pendrina (SLC26A4), que permite que el yodo (que para esto ya presente en la célula) ingrese a la luz del coloide. Esta etapa no está regulada por la TSH: es la única parte del proceso que no es regulada por TSH. La pendrina, otra glucoproteína específica de 780 aa del tejido tiroideo implicada en la síntesis de hormonas tiroideas, se localiza en la membrana apical de los tirocitos, en el riñón y en el oído interno. En el riñón, juega un papel importante en el metabolismo ácido- base, mientras que en el oído interno influye en la generación del potencial endococlear. Cada molécula de tiroglobulina equivale a 100 residuos de tirosilo, y de estos, menos de 20 sufrirán el proceso de yodación, que es la formación de DIT y MIT (explicado más adelante) SINTESIS DE T3 Y T4: YODACION Y ACOPLAMIENTO PROCESO DE YODACIÓN: Entonces ocurre la oxidación del yoduro a yodo mediante la peroxidasa TPO y H2O2 (que es generada por el DUOX2); este ya oxidado podrá unirse con los residuos de tirosina presentes en la tiroglobulina en la membrana apical, formando así los precursores de las hormonas tiroideas (DIT y MIT). Se han descrito varias zonas principales en la molécula de Tg donde se produce la unión covalente del yodo (que se denominan zonas hormonogénicas). Estas zonas, determinadas por sus estructuras primaria y terciaria, están constituidas por residuos tirosílicos que se yodan de manera preferente frente a otros residuos por acción de la TPO. El peróxido de hidrógeno (H2O2) actúa como un aceptor de electrones (en ausencia de H2O2, la TPO carece de actividad catalítica). El sistema generador de H2O2 asociado a la TPO está catalizado por dos enzimas dual oxidadas, DUOX1 y DUOX2 (también denominadas THOX1 y THOX2), enzimas dependientes de Ca2+ y NADPH ➢ La junción de una molécula de yodo a la tirosina produce monoyodotirosina (T1 o MIT) ➢ La junción de dos moléculas de yodo produce la diyodotirosina (T2 o DIT) Cada molécula de TG contiene unos 110-120 residuos del aminoácido tirosina, que es el sustrato principal que se combina con el yodo en un proceso denominado organificación o yodación de la tiroglobulina, para dar lugar entonces a las hormonas tiroideas. En un defecto congénito en que no funcione el sistema peroxidasa o el generador de H2O2, no habrá incorporación de yodo a la tiroglobulina, ocasionando un hipotiroidismo; esto ocurre aunque haya tiroglobulina no yodada o una buena fuente de yodo en la dieta. Esto se trata con hormonas tiroideas sintéticas. Medicine Guide Medicine Guide PROCESOS DE CONJUGACIÓN/ ACOPLAMIENTO: ➢ La unión de dos T2 dará lugar a la tiroxina o Tetra yodo tronina (T4); ➢ La unión de una T1 y una T2 dará la Triyodotironina o (T3); La T3 reversa tiene los dos yoduros en el anillo externo y uno en el interno. Los antitiroideos (propiltiouracilo, mercaptoimidazol) actúan bloqueando este acoplamiento. En condiciones suficientes de yodo, cada molécula de tiroglobulina posee: • 7 residuos de MIT • 5 residuos de DIT • 2 residuos de T4 Una en cada tres moléculas de tiroglobulina posee un residuo de T3. En resumen tenemos una serie de moléculas que derivan de la tirosina que se van uniendo con sustituciones de yodo para generar tetrayodotironina o triyodotironina. La que más se produce es la T4, en menor cantidad la T3, con una relación 10/1. Si las concentraciones de yoduro son muy bajas, no se podrá formar T4 puesto que en la TG hay menos residuos de DIT, favoreciendo la formación de T3 (síntesis preferencial de T3). LIBERACION Y TRANSPORTE HORMONAL LIBERACION DE YODOTIRONINAS: La tiroglobulina yodada, esto es, con los residuos de T4, T3, DIT y MIT, se almacena en el coloide hasta que el tirocito sea estimulado por la hormona TSH: Aparecerán pseudopodos en la membrana apical de los tirocitos, que actuarán englobando pequeñas porciones de coloide que contenga las moléculas de tiroglobulinas yodadas, originando a los pinocitos. Los pinocitos entraran otra vez a la célula mediante un proceso de macropinocitos o micropinocitos, lo que originara a vesículas endociticas. Ya en la células estas vesículas se fusionarán con lisosomas que contengan proteasas capaces de romper a los enlaces que estarían uniendo la tiroglobulina a los demás residuos. Esta fusión con los lisosomas originara a los llamados fagolisosomas,que migraran hasta la zona basal celular donde tornándose más pequeñas y densas de acuerdo con que las proteasas hidrolizan a la Tg yodada (proteólisis). Esta proteólisis sigue hasta liberar todos los aminoácidos de la tiroglobulina, liberando DIT y MIT junto al T3 y T4. • El DIT y el MIT serán desyodadas en el interior de las células por la enzima yodotirosina desyodasa formando más aminoácidos tirosina y yodos que serán encaminados otra vez a la membrana apical, siendo reciclados para la próxima síntesis hormonal. Medicine Guide Medicine Guide • Ya las hormonas T4 y T3 serán liberados a la circulación, y se introducen en los capilares sanguíneos y linfático. Es importante destacar que ni toda hormona T4 liberada del fagolisosoma ira hacia la sangre, sino que una parte también generara más hormonas tipo T3 mediante la 5’- yodotironina desyodasa, estimulada por la TSH. RESUMEN DE LOS PROCESOS: Entonces, finalmente vamos a juntar todos los procesos de manera más globalizada. 1) PROCESO DE CAPTACIÓN: En la membrana basolateral encontramos al simporte de sodio- yoduro llamado NIS (entran en relación Na 2/1). Yodo ingresa desde el plasma. El cotransportador es regulado por TSH. 2) Vemos que en la membrana luminal tenemos el transportador tipo pendrina, que permite que este yodo ingrese a la luz del coloide. No está regulado por la TSH (ojo que es la única parte del proceso que no es regulada por TSH), tiene actividad constitutiva. Pasa el yodo desde el interior de la célula folicular hacia el coloide, por la superficie apical. También secreta la tiroglobulina, que es sintetizada por la tiroides en respuesta a la estimulación de la TSH, y la molécula precursora de las hormonas tiroideas. Se oxida el yoduro para que puede ser agregado a residuos de tirosinas en la cadena de tiroglobulina (TGB). 3) Luego que ocurre todo eso, entonces empieza la yodación mencionado anteriormente, formando MIT y DIT estimulado por la TSH. 4) Entonces la TSH también estimulara la conjugación de tirosinas yodadas, originando a las hormonas tiroideas T3 y T4 unidas a la tiroglobulina. Todo esto se almacenará en el coloide, y entran otra vez al tirocito. 5) PROCESO DE ENDOCITOSIS: aparecerán unos pseudopodos que englobaran pinocitos (pequeñas porciones del coloide), y entraran mediante procesos de macropinocito o micropinocitos, formando vesículas endociticas; este proceso es estimulado por la TSH. 6) PROTEOLISIS: Estas vesículas endociticas se fusionarán con lisosomas, por acción de TSH, originando los fagolisosomas; estas poseen proteasas que hidrolizarán a la TG, que libera sus aa (los enlaces peptídicos serán rotos), liberando T3, T4, MIT y DIT (estas serán desyodadas en el tirocito por las enzimas yodotirosinas desyodazas, y ese yodo liberado se volverá a utilizar) 7) La TSH también estimula la liberación de las hormonas tiroideas hacia la circulación mediante una difusión facilitada. En condiciones normales, alrededor del 93% de la hormona tiroidea liberada por el tiroides corresponde a T4 y sólo el 7% es T3. Medicine Guide Medicine Guide TRANSPORTE DEHORMONAS TIROIDEAS: Las hormonas tiroideas, aunque sean de tipo amínicas, se clasifican como esteroideas, o sea, no viajan libres en plasma luego de seren liberadas por el tirocito, una cantidad muy baja lo hace, 0.03% T3 y 0.3% T4. Necesitan ser transportadas por proteínas especificas e ingresan fácilmente por la membrana; esta unión a proteínas ocurre por las fuerzas Van der Waals. La concentración de T4 y T3 libres es lo que determina la actividad biológica de estas hormonas y está controlada de manera muy precisa. Por ejemplo, cuando existe un aumento en la concentración de proteínas de unión en el plasma, la concentración de hormonas libres disminuye. Este descenso estimula la secreción de TSH hipofisaria que, a su vez incrementa la producción de hormonas libres. Más del 99,95% de T4 y 99,5% de T3 están unidas a proteínas en sangre como son: • Globulina fijadora de tiroxina (TBG), con mayor afinidad por T4. • Transtirretina (TTR), • Albúmina • Lipoproteínas (HDL) Debido a las afinidades menores de estas proteínas por la T3, la proporción de esta yodotironina que circula en forma «libre» es más alta (0.41%) que la de la T4 «libre». (Datos del libro Fisiología Humana Tresguerrez) La albumina tiene menor afinidad que las demás proteínas transportadoras, pero por encontrarse en gran cantidad en el plasma, terminara transportando 20% de T4 y 35% de T4. La unión a estos transportadores sintetizados en el hígado aumenta la vida media de estas hormonas, y así tanto las variaciones en su síntesis y degradación como las alteraciones de su estructura originan cambios en las concentraciones plasmáticas de hormonas tiroideas, pero no afectan al estado funcional de la glándula tiroides, que mantiene, en estas circunstancias, niveles normales de hormona libre y de TSH. METABOLISMO DE LAS HORMONAS TIROIDEAS (desyodación): Luego de ser liberadas en el torrente sanguíneo, estas hormonas tiroideas deben penetrar a diferentes tejidos del cuerpo, donde serán metabolizados en diferentes vías (desyodación, sulfatación, conjugación con ácido glucurónico, descarboxilación y desaminación). La desyodación, como se verá más adelante, representa la vía metabólica más importante de transformación de las hormonas tiroideas. Casi el 80% de la T4 se metaboliza mediante este mecanismo. PRODUCCION HORMONAL: Tiroxina (T4): • La reserva extratiroidea de T4 es de 1000-1300 nmoles, la mayoría extacelular. • La T4 se degrada un 10% al día; • 80% de T4 es desyodada: - 40% para formar T3 - 40% para formar rT3 • El 20% restante o bien se conjuga con glucurón y sulfato, o sufre desaminación o descarboxilación en la cadena de alanina formándose sus derivados acéticos y propiónicos respectivamente, y tiene lugar principalmente en el hígado y en el riñón. • En el caso del hígado son excretados por la bilis al intestino, en donde son hidrolizados, volviendo a ser absorbidos como T4 y T3, o eliminados como tales conjugados por las heces (circulación enterohepática). Triyodotironina (T3): • La producción total de T3 es 45-60 nmoles/día. • Más del 80% de T3 se produce por desyodación extratiroidea desde T4 y lo http://odont.info/concepto-de-metapoblacion.html http://odont.info/concepto-de-metapoblacion.html Medicine Guide Medicine Guide demás se forma directamente por la glándula tiroides. • La reserva extratiroidea de T3 es de 75 nmoles, la mayoría intracelular. • Se degrada mayoritariamente por desyodación a una velocidad mucho mayor que la T4 (75% al día). Triyodotironina reversa (rT3): • La producción de rT3 es 45-60 nmoles/día, por desyodación extratiroidea desde T4 • La rT3 se degrada por desyodación a una velocidad más rápidamente que T3. Todos estos procesos se explican por el mecanismo de desyodación en cascada: DESYODACION EN CASCADA: Es la via de metabólica de T4 y T3 mas importante, y no ocurre en la tiroides sino que en la periferia (hígado, riñones y muchos otros tejidos), y esta catalizada por enzimas denominadas desyodasas. Existen 3 tipos de desyodasas que mantienen el índice T3/T4 en los tejidos: DI, DII y DIII. Todas contiene el raro aminoácido selenocisteína, y el selenio es esencial para su actividad enzimática, y por eso pertenecen al grupo de las selenoproteínas. Estas enzimas actúan a su vez sobrelos metabolitos generados de la desyodación de T4 y T3, en una serie de desyodaciones secuenciales, hasta obtener la molécula de tironina o T0, que carece de átomos de yodo: 1) Perdida de un átomo de yodo en el anillo fenólico externo de T4 (posición 5’) → T3 - Es una reacción de activación, puesto que T3 posee 10 a 20 veces más efectos biológicos. Esta reacción equivale a más de 80% de la síntesis de T3 de todo el organismo (el otro 20% de T3 se forma en el tirocito). - Ocurre por las enzimas DI y DII. 2) Perdida del átomo de yodo en el anillo interno de T4 (posición 5) → rT3. - La formación de rT3 impide la activación, puesto que va a inactivar T4 (rT3 posee un receptor nuclear inferior, casi anulando los efectos hormonales). - Ocurre por enzimas DI y DIII Las reacciones de desyodación catalizadas por estas distintas enzimas contribuyen al control homeostático, tanto plasmático como tisular, de las hormonas tiroideas. En cada órgano o sistema la procedencia de T3, bien de origen plasmático o por desyodación local, varía en función del tipo de desyodasas que se expresa en dicho órgano: DI: se encuentra en hígado, riñones, tiroides e hipófisis. Desyoda en el siguiente orden: rT3>T4>T3. Es inhibida por propiltiouracilo (PTU sensible). Cataliza desyodación en anillo externo (5’) y anillo interno (5) DII: está en cerebro, hipófisis, músculo, piel, placenta y grasa parda; también contribuye a la formación de T3. Desyoda T4>rT3. No inhibida por PTU. Solamente desyoda la posición externa (5’) DIII: presente principalmente en cerebro, piel y placenta. Actúa sobre la posición 5 de T3 y T4, y es probable que sea la fuente principal de rT3 de sangre y tejidos. Solamente desyoda anillo interno (5) Es mediante la regulación de la actividad de las distintas desyodasas que de forma individualizada cada tejido puede adecuar la cantidad de la hormona activa T3 a sus requerimientos en determinado momento. Medicine Guide Medicine Guide MECANISMO Y ACCIONES BIOLOGICAS: ACCIONES BIOLOGICAS: Los efectos de esta hormona son diversos y se extiendes por todo el organismo, en casi todos los tejidos y sistemas. ► Poseen funciones morfogenéticas e intervienen de forma decisiva en el crecimiento y la diferenciación tisular, regulando numerosos procesos metabólicos tales como el consumo de oxígeno, la termogénesis, y la mineralización ósea. ► Así mismo, regulan muchos procesos tanto anabólicos como catabólicos de distintos carbohidratos, lípidos y proteínas. ► Durante el desarrollo, están implicadas en la maduración del sistema nervioso central, de los huesos y del intestino. ► En adultos, sus efectos contribuyen al mantenimiento de todos los tejidos, especialmente el hígado, el sistema nervioso y el corazón. ► Parece que están implicadas de forma directa en la proliferación, migración, arborización y expresión de marcadores fenotípicos específicos de las neuronas. También promueven otros procesos involucrados en el desarrollo cerebral, tales como la génesis de sinapsis, el reciclado de receptores y de vesículas simpáticas y la recaptación de neurotransmisores. MODO DE ACCION: Estos efectos son nucleares: atraviesan la membrana celular, el citoplasma y llegan al receptor de hormonas tiroideas (TR - que es intranuclear), para así modular la producción de proteínas a nivel genómico. La T4 es considerada una prohormona, pues su función principal es originar a la hormona T3 que serán las únicas reconocidas por los receptores. La T3 controla la expresión de numerosos genes que a su vez regulan la síntesis de diversas proteínas. Esto implica que pueden modular muchas vías o sistemas juntos, pero sus efectos son más tardíos, o sea, la mayoría de los efectos no se ven de manera inmediata. La actividad de los receptores se modula por la unión del ligando, originando el complejo T3- TR, el cual, a su vez, funciona uniéndose a secuencias específicas de DNA o elementos de respuesta que se encuentran en las zonas reguladoras de genes que responden a las hormonas tiroideas. En ausencia del ligando (T3), los receptores poseen una intensa actividad represora de la expresión génica. La unión de la hormona al receptor por una parte anula dicha represión y por otra aumenta la transcripción del gen diana. Los receptores nucleares de la T3 son monómeros codificados por genes alfa y beta (TRα y TRβ – codificados por genes 17 y 3) y codifican las distintas isoformas conocidas de TR: TRα1 (cerebro, cerebelo, huesos, corazón), TRα2, TRβ1 (hígado, corazón), TRβ2 (hipófisis, retina) y TRβ3. Las hormonas tiroideas ejercen distintas acciones según los diferentes tipos de TR con los que interactúan. Medicine Guide Medicine Guide Los TR para T3 ejercen sus acciones transcripcionales mediante un grupo de proteínas correguladoras, y según median los efectos de activación o de represión génica de los receptores se clasifican como: o Correpresoras: desacetilacion de la cromatina; o Coactivadoras: induce acetilación de la cromatina; REGULACION DE LA FUNCION TIROIDEA: La biosíntesis de las hormonas tiroideas es controlada por complejos mecanismos extrínsecos (eje hipotálamo hipófiso tiroideo - TSH) e intrínsecos (autorregulados por la propia tiroides). TSH y su receptor: La TSH (tirotropina) es excretada por las células tirotropas de la adenohipófisis; Está compuesta de dos cadenas, alfa y beta, siendo esta ultima la que confiere especificidad funcional, ya que es la que es reconocida por su receptor en la membrana del tirocito. La TSH actúa aumentando la secreción de T3 y T4 de la glándula tiroides de las siguientes maneras: → Eleva la proteólisis de la tiroglobulina, liberándose hormonas tiroideas a sangre. → Incrementa la actividad de la bomba de yoduro, que aumenta la captación de yoduro en las células glandulares y su concentración en el coloide. → Intensifica la yodación de la tirosina para formar hormonas tiroideas. → Aumenta el tamaño y la actividad secretora de las células tiroideas. → Eleva el número de células tiroideas. El receptor queda constituido por dos subunidades A y B, unidas por puentes disulfuro. La subunidad A es extracelular y reconoce a la subunidad de la TSH. En algunas patologías, los anticuerpos ocupan al lugar de la TSH en el receptor, ocasionando una estimulación continua de este y un crecimiento glandular (no será sometida a un feedback negativo). En otros casos ocurre al revés: los anticuerpos bloquearan la unión TSH – receptor, y no permite su activación. Regulación de síntesis y secreción de TSH: A su vez, la secreción de TSH desde la hipófisis está regulada por la hormona hipotalámica TRH, que llega hacia la adenohipófisis por la circulación colateral. Uno de los estímulos que más aumentan la secreción de TRH y así a la de TSH, es la exposición al frío, en un control fisiológico de la temperatura por los centros hipotalámicos. ► AUMENTAN SECRECION DE TSH: TRH, frio, baja T4 y T3, somatostatina, dopamina ► INHIBEN SECRECION: Citocinas, ayuno, aumento de T4 y T3, corticoides, estados de ansiedad. ► BLOQUEADORES: Perclurato, perteonidato, diacenato, propiluracilo • Glucocorticoides, estrógenos: afectan síntesis de TSH. Autorregulación: El aumento de hormona tiroidea en sangre reduce la secreción de TSH. Cuando la secreción de hormona tiroidea aumenta hasta 1.75 veces del valor normal, la secreción de TSH disminuye prácticamente hasta desaparecer, por acción directo sobre la propia adenohipófisis (feedback negativo).Las cel. Tirotropas son sometidas a controles supresores y estimuladores por las hormonas tiroideas; es decir, un aumento de T3, específicamente, frenara la liberación de TSH, mediante un feedback negativo común. La glándula tiroides puede regular la cantidad e yodo que capta así como la cantidad de hormona que sintetiza, incluso en ausencia de la TSH, permitiendo así la disminución de efectos tiroideos ante un aumento brusco de yodo. Si se satura, se bloquea el transporte de yoduro, y así se bloquea la producción de hormona tiroidea. Esto se llama el efecto de Wolff–Chaikoff, es una reducción en los niveles de hormonas tiroideas causada por la ingestión de una gran cantidad de yodo, es un bloqueo transitorio, no dura más de 6 días, al cabo de los cuales se reanudo la producción de hormonas tiroideas. Esto se aprovecha para el tratamiento agudo de la Enfermedad de Graves. Medicine Guide Medicine Guide GLANDULA PINEAL La pineal es una pequeña glándula que posee la increíble capacidad de transformar estímulos o señales medio ambientales, como la luz o escuridad, en señales químicas como por ejemplo la melatonina, que es la hormona encargada del patrón sueño-vigilia del cuerpo. La glándula pineal también sigue el ciclo circadiano, con variaciones durante aproximadamente 24 horas. Los ritmos circadianos son cambios físicos, mentales y conductuales que siguen un ciclo de 24 horas. Estos procesos naturales responden, principalmente, a la luz y la oscuridad, y afectan a la mayoría de seres vivos, incluidos los animales, las plantas y los microbios. Cuando nosotros estamos despiertos durante el día y dormimos durante la noche estamos ejerciendo nuestro ciclo circadiano. ► Melatonina: ↑ durante la noche y ↓ en el día (cuando hay claridad), y por eso es la única señal hormonal que puede marcar tiempo a otros sistemas. Fisiológicamente, junto con la glándula del hipotálamo, la glándula pineal controla el deseo sexual, el hambre, la sed y el reloj biológico que determina proceso normal de envejecimiento del cuerpo. ANATOMIA DE LA GLANDULA PINEAL Es un órgano impar cónico situado en el centro del cerebro cerca a la glándula pituitaria, y que se origina en el segundo mes de vida intrauterina como una invaginación del techo del diencéfalo. Localizado en el techo del diencéfalo, por debajo del esplenio del cuerpo calloso y entre este y los tubérculos cuadrigéminos; también esta posterior al tercer ventrículo. Se encuentra orientada anteroposteriormente reposando sobre el surco que separa los colículos superiores con la pared posterior del tercer ventrículo y encontrándose unido a las comisuras habenular y posterior por una formación pedicular llamada tallo pineal. Está bañada por liquido cerebral espinal, y envuelta por una capa pial, que es penetrada por vasos, fibras amielínicas y tracto de tejido conectivo. La glándula posee 8mm de anchura por 5mm de longitud, y con un peso de 100-180mg. https://www.psicoactiva.com/blog/hipotalamo-la-expresion-las-emociones/ Medicine Guide Medicine Guide HISTOLOGIA: La pineal tiene el aspecto característico de una glándula endocrina presentando un núcleo central compuesto por lóbulos (parénquima) y una superficie periférica (estroma). El parénquima y los pinealocitos que conforman la pineal proceden de las células fotorreceptoras, como una evaginación de la capa ependimaria, entre la habénula y la comisura posterior que seguirá unido por el tallo pineal. El parénquima glandular está integrado fundamentalmente por dos tipos de células; los pinealocitos y los astrocitos. Además se encuentran otras células tales como; células pigmentarias, cebadas, macrófagos, fibroblastos y linfocitos, especialmente en los tabiques de tejido conectivo. Pinealocitos: Son el tipo celular predominante y específico, se encuentran en un porcentaje de 80- 90% en los mamíferos. Es una célula grande que en preparaciones teñidas con hematoxilina-eosina muestra un citoplasma claro débilmente basófilo, en ocasiones de aspecto vacuolizado, y cuyos límites no están claramente definidos INERVACION Y VASCULARIZACION: La glándula pineal en los mamíferos es inervada por fibras simpáticas originadas en el sistema nervioso central. La unión de la actividad secretora con el patrón circadiano de esta glándula requiere una importante inervación. Por ejemplo, existen conexones neurales entre retina y pineal: las señales de la retina llegaran por el nervio óptico al hipotálamo a través de axones de células ganglionares, originando el tracto retino hipotalámico (RHT - El primer componente de la vía de inervación de la glándula pineal), que está conformado por células ganglionares pequeñas de 12,5 µm de diámetro. Este se proyecta dentro del núcleo supraquiasmático ventrolateral, luego hacia el núcleo paraventricular hipotalámico, y de éste hacia la columna celular intermedio lateral (CCI), de la lámina VII entre los niveles T1 y T3 de la médula espinal, a través del haz medial del cerebro anterior, (Moore). A este nivel se encuentra la neurona preganglionar la cual hace sinapsis a nivel del ganglio cervical superior (SCG) La regulación circadiana de la secreción de melatonina depende de una vía indirecta que se origina en las células ganglionares fotosensitivas de la retina y llega, a través del tracto retino hipotalámico, al núcleo supraquiasmático, que es el marcapasos circadiano central. Las fibras simpáticas postganglionales que salen del ganglio cervical ingresan al parénquima pineal hasta llegar a los pinealocitos. ► El neurotransmisor será la noradrenalina, aunque existen algunos cotransmisores que modularan esta transmisión adrenérgica, como es el caso de algunos péptidos como el neuropéptido y el péptido intestinal vasoactivo. VASCULARIZACION: La pineal posee un flujo sanguíneo muy elevado si comparado a otra glándula endocrina (solo superada por los riñones) de 4ml/min, dado por las arterias coroideas posteriores, ramas de las arterias cerebrales posteriores, que rodean a la capsula pineal y penetran en ella. El drenaje ocurre por las venas cerebral magna o vena cerebral interna, desembocando en la porción anterior del seno recto. Medicine Guide Medicine Guide BIOSINTESIS, SECRECION Y METABOLISMO DE LA MELATONINA BIOSINTESIS: La función principal de la glándula pineal es segregar melatonina; esta producción de melatonina es estimulada por la oscuridad e inhibida por la luz. Las células nerviosas son sensibles a la luz natural que entra por la retina del ojo y envía la señal al núcleo supraquiasmático, que pasa por la médula espinal y el sistema simpático hasta la glándula pineal, sincronizando nuestro sistema nervioso con el ciclo de día-noche. La alineación adecuada entre la luz, el reloj circadiano y los comportamientos producen un orden temporal en los organismos que es esencial para la supervivencia Durante la fase de oscuridad hay un aumento de producción y secreción de melatonina, que es sintetizada a partir de serotonina mediante la N- acetiltransferasa (NAT). ► La síntesis de la melatonina debilita la señal circadiana de los núcleos supraquiasmáticos (NSQ), produciendo la pérdida de calor que induce la somnolencia a través del área preóptica del hipotálamo. Las células pineales, en los pinealocitos, producen y secretan indolaminas o melatoninas (N-acetil-5- metoxitriptamina) mediante la captación del triptófano desde la sangre por un transporte activo controladoadrenérgicamente. La melatonina también se puede sintetizar en pequeñas cantidades en la retina, piel, tracto gastrointestinal; sus funciones en los demás órganos son de tipo autocrino o paracrino. Este triptófano pasara por un proceso de hidroxilación (se transforma en 5-hidroxitriptofano por la TPH) y decarboxilación (luego la AADA lo transforma en 5- hidroxitriptamina) convirtiéndose en serotonina. Esta, posteriormente, se convierte en N-acetilserotonina por acción de la AANAT, que después es metilada, en una reacción catalizada por la enzima HIOMT, para dar lugar a la melatonina. TPH: triptófano hidroxilasa AADA: aminoácido aromático decarboxilasa AANAT: arilkilamina-N-acetiltransferasa HIOMT: hidroxindol-O-metiltransferasa SECRECION: Una vez sintetizada, esta se libera a la sangre y se distribuye por todos los fluidos corporales, accediendo a la saliva, a la orina, a los folículos preovulatorios, al semen, al líquido amniótico y a la leche materna. La melatonina es un compuesto indolico y muy liposoluble, o sea, una gran cantidad se difunde a la circulación mientras se sintetiza. en el plasma, 70% está unido a albumina, y un 30% está libre. La melatonina producida en la glándula pineal actúa como una hormona endocrina, ya que es liberada al torrente circulatorio, mientras que la producida en la retina y en el tracto gastrointestinal actúa como una hormona paracrina. METABOLISMO: Estas hormonas circulantes se metabolizan muy deprisa; serán inactivadas, mediante una conversión hepática, en 6-hidroximelatonina, y así será secretada por la orina como: https://www.psicoactiva.com/blog/la-medula-espinal-anatomia-fisiologia/ https://www.psicoactiva.com/blog/sistema-nervioso-autonomo-simpatico-parasimpatico/ Medicine Guide Medicine Guide • Sulfato (75%). El principal sulfato urinario es 6- sulfatoximelatonina, y sirve como prueba de monitoreo de la función pineal • Glucoronidas (5%) Unos 15% de la melatonina circulante va al cerebro y se transforma a N1-acetil-N2-formil-5-metoxitriptamina, la cual es desmetilada a N1-acetil-5-metoxikinuramina y eliminada por la orina. • 0,5% de melatonina se secreta en forma libre La vida media de la serotonina es de 10-15 minutos. Se metaboliza por la sangre, hígado o cerebro, entre las 23:00 y las 7:00 del día siguiente de la producción. FACTORES MODULADORES La melatonina tiene su uso establecido en la clínica médica en el tratamiento de algunos trastornos del sueño como el insomnio en fase retardada, ciclo sueño- vigilia con periodos distintos de 24 h, latencia o privación del sueño, fragmentación del sueño, trastornos del comportamiento del sueño REM, correcciones del sueño de los ancianos, desincronización entre el ciclo sueño-vigilia y el día y la noche, como se observa con frecuencia en algunos tipos de ceguera (prequiasmática). Además, y porque es un importante agente regulador del ciclo sueño-vigilia (pero no solo, también como agente antioxidante, antiamiloidogénico, neurotrófico y neuroplástico) se utiliza como complemento terapéutico en enfermedades neurológicas y degenerativas (como trastornos del espectro autista, atención e hiperactividad, Smith-Magenis, etc.) que provocan alteraciones del sueño y del ritmo biológico. Particularmente en relación con este último, la melatonina se considera un poderoso cronobiótico, es decir, un agente capaz de sincronizar circadiamente muchas funciones del cuerpo. Por este motivo, también se ha utilizado en la corrección de trastornos provocados por el "jet-lag". Fotoperiodo: Es el principal determinante de secreción de la melatonina; En individuos sanos la síntesis de melatonina se inicia al oscurecer, entre las 20 y las 22h. Alcanza el máximo entre medianoche y las 2-3h de la madrugada, sin relación con la fase de sueño. A partir de esta hora decrece paulatinamente, siendo mínima durante el día. El espectro de luz es especialmente importante, pues las células ganglionares de la retina contienen melanopsina, la cual es un fotorreceptor sensible a la luz azul. Una exposición a la luz artificial, entre medianoche y las cuatro de la madrugada, causa una completa inhibición de la secreción de melatonina durante todo el tiempo que dura. Existe, por tanto, una curva de respuesta de fase al efecto de la luz, que puede ser usada para tratar problemas de desincronización del ritmo circadiano. El pico máximo coincide con el valor mínimo de la temperatura corporal. Durante la noche la concentración plasmática máxima de melatonina oscila entre 100 y 200pg/ml, y la mínima durante el día se sitúa entre 10 y 30pg/ml. Esta producción se puede desaparecer cuando hay: → Iluminación continua → Gangliectomía cervical posterior → Destrucción del núcleo supraquiasmatico El ritmo se hace independiente del control cuando hay enucleación óptica bilatera o una escuridad continua. En estas situaciones con falta de señales externas, el ritmo corresponderá al NSQ. Medicine Guide Medicine Guide Los marcadores varían para cada sexo, edad o condición: • Cieguera total: el ritmo de melatonina tendrá un periodo mayor de 24h, y por eso la regulación se dará por el marcapaso endogeno NSP • En individuos normales visualmente, si se invierte la fase de iluminación luego de unos días la melatonina se va a readaptar con esta nueva oscuridad. Estacionalidad: Los valores plasmáticos de melatonina aumentan en otoño e invierno cuando los días son más cortos y hay menos horas de luz solar y mayor oscuridad; a la vez los valores disminuyen en primavera y verano. Edad y desarrollo: La cantidad de melatonina no es constante a lo largo de la vida. En humanos, la producción se inicia a los 3 o 4 meses de edad. El ciclo circadiano de la melatonina se establece hasta los 2 meses de vida, y va aumentando hasta su pico máximo de los 3 a 5 años (mediante la maduración de mecanismos neurales) ► Los valores de esta hormona se disminuyen drásticamente en la pubertad ► Valores se estabilizan en vida adulta (30 – 50 años) y casi desaparecen en viejez Alteraciones en la fase de sueño: RETRASO: Varias situaciones clínicas se asocian a retrasos, avances o alteraciones en el ritmo fisiológico del sueño y en estos casos la melatonina tiene una buena acción terapéutica. El sueño retrasado es una condición que se expresa más en la adolescencia como una tendencia a dormir tarde y despertarse tarde. En algunos casos, los padres confunden estos síntomas con insomnio o somnolencia diurna. La exposición al sol por la mañana y el uso de melatonina unas horas (3-5) antes de la hora de sueño deseada pueden restablecer los horarios de sueño regulares. Es común que esta afección sea de manifestación familiar y el trastorno del estado de ánimo puede coexistir principalmente en casos graves. AVANCE: El avance de fase es el opuesto al síndrome anterior y se observa con frecuencia en los ancianos. Estos individuos se acuestan muy temprano y se despiertan en las primeras horas de la mañana, provocando malestar familiar. La exposición a la luz al final de la tarde generalmente prolonga el inicio del sueño a momentos más deseados. Jet Lag: Es el desajuste de las funciones del cuerpo tras un cambio rápido de zona horaria, o una descompensación horaria, disritmia circadiana o síndrome de los husos horarios, es un desequilibrio producido entre el reloj interno de una persona (que marca los periodos de sueño y vigilia) y el nuevo horário. Medicine GuideMedicine Guide Las personas que se mueven dentro de una zona horaria pueden resentir los cambios hormonales y de temperatura corporal que no acompañan a la vigilia y el sueño socialmente deseados. Por lo general, existe una tendencia fisiológica a retrasar la fase de sueño, por lo que el cambio hacia el oeste se tolera mucho mejor. El Jet Lag empeora con la edad cuando se reducen los mecanismos de adaptación. La fatiga, los dolores corporales, el dolor de cabeza, la irritabilidad y los cambios cognitivos pueden ocurrir a pesar de que el individuo se sienta despierto. El ajuste de la temperatura corporal puede llevar algunos días. Se utilizan varias medidas, como la exposición a la luz, para minimizar estos síntomas. Otros factores: Las hormonas del sistema reproductor también actuaran sobre la malatonina: esta va a disminuir antes de la ovulación, esto porque habrá una elevación de los niveles circulantes de las gonadotropinas y gonadales. La melatonina también se elevará en los hombres cuando hacen ejercicios intensos. El insomnio es el trastorno de sueño más frecuente en la infancia y la adolescencia, especialmente en los adolescentes mayores. Su prevalencia cambia ligeramente de unos estudios a otros dependiendo de los criterios diagnósticos que se utilicen, pero se estima entre el 19 y el 24%, siendo algo mayor en chicas que en chicos. En el tratamiento del insomnio de conciliación en niños y adolescentes, la terapia cognitivo-conductual individualizada debe ser la medida fundamental, con apoyo farmacoterápico. Cuando sea necesario recurrir a tratamiento farmacológico, el fármaco de primera elección es la melatonina. MECANISMO DE ACCION: Una característica funcional esencial de este sistema debe controlarse estrictamente. por el sistema de tiempo circadiano de tal manera que la producción diaria de melatonina obedece precisamente una producción rítmica circadiana sincronizada con el ciclo de iluminación ambiental característica del día y de la noche. La melatonina se puede unir a dos tipos de receptores específicos de membrana (MT1 y MT2), que a la vez se acoplan a Gi, promoviendo así la reducción en la síntesis te AMPc, la activación de la PKA y la fosforilación de CREB; Son receptores metabotrópicos. El receptor completo es un dímero. Habitualmente se forman homodímeros MT1/MT1 y MT2/MT2, pero también heterodímeros MT1/MT2, con respuestas algo diferentes a la acción de la melatonina. Receptor MT1 (MTNR1A ou Mel1A): Posee mayor afinidad, y modula la movilización del calcio. Puede unirse a proteínas Gi, Gq o G11, y así posee la característica de activar a la fosfolipasa C, aumentando así la producción de diacilglicerol y IP3, lo que elevaría a la concentración intracelular de calcio y actividad de la PKC. Presente en: núcleo supraquiasmático, hipotálamo medio basal, pars tuberalis (adenohipófisis), cerebelo, hipocampo, vías dopaminérgicas centrales, retina. También se encuentra en algunas regiones extraneurales como: ovarios, glándulas mamarias, vasos sanguíneos, riñones, hígado, vesícula bilias, piel, células inmunitarias. Medicine Guide Medicine Guide Receptor MT2 (MTNR1B ou Mel 1B) Unido a proteína Gi, y así cuando activado, este receptor puede promover una reducción e inhibición de la adenilato ciclasa y, por tanto, una disminución de la síntesis de AMP cíclico. Presente en: estructuras cerebrales y retina, pulmones, miometrio, coronarias, aorta, ovarios, duodeno y adipocitos. Se ha documentado que MT1 media la vasoconstricción, mientras que MT2 media la vasodilatación. Por tanto, un uso farmacológico potencial de la melatonina es la reducción de la presión arterial. Receptor M3: Baja afinidad, y se expresa en el cerebro. Participa frente a ocasiones de estrés oxidativo como mecanismo protector. Su función y relevancia no son muy bien conocidas. Receptores nucleares Aparte de estos receptores de membrana, la melatonina también se puede unir a receptores nucleares, por lo que puede difundir por la membrana (por su carácter lipofílico) hasta el núcleo células, uniéndose a receptores RZR, RORα; y es a través de estos de los que se puede derivar el efecto inmunoregulador de la melatonina. FUNCIONES DE LA ACTIVIDAD PINEAL Acciones cronobióticas: La melatonina actúa sobre el sueño, la temperatura, la vigília y, consecuentemente, sobre los ritmos circadianos. ► Disminuye la temperatura corporal en las noches, y es cuando hay aumento de sus concentraciones plasmáticas ► La inhibición de la melatonina se da por la luz, produciendo un estado de alerta La melatonina se puede traspasar desde la placenta o la lecha hacia el hijo, ocasionando señales humorales que sincronizan sus marcapasos endógenos antes que estos hayan sido formados Acciones antioxidantes: Esta hormona puede ser uno de los mejores antioxidantes endógenos de nuestro organismo, ya que es capaz de disminuir los radicales libres que se forman durante el metabolismo celular pudiendo incluso actuar frenando el envejecimiento, y aumentar la vida celular. Debido a su naturaleza química puede acceder a cualquier célula o espacio celular y neutralizar a los metabolitos derivados del oxígeno. También es capaz de activar varias enzimas antioxidantes e inhibe las prooxidantes, de esta manera el estrés oxidativo se ve disminuido. ► Su reducción en edades avanzadas puede catalizar la aparición de estrés oxidativo y envejecimiento prematuro así como deterioro neurocognitivo Tiene más poder antioxidante que otras moléculas como las vitaminas E y C, esto es debido a sus características fisicoquímicas, ya que se comporta como hidro y liposoluble pudiendo llegar a todos los compartimentos celulares. Pubertad y reproducción: La glándula pineal actúa en el control/inhibición de la pubertad; cuando ocurre una pinealectomia, se ocasiona una pubertad precoz. ► La exposición a días cortos retrasa la aparición de caracteres sexuales. ► Melatonina inhibe o retrasa la aparición gonadal Se puede utilizar en terapias de canceres de mama (retrasa crecimiento tumoral). Las mujeres que padecen de cieguera total poseen menos probabilidad de desarrollar un cancer mamario; esto ocurre por la mayor producción de melatonina. Medicine Guide Medicine Guide HORMONA DEL CRECIMIENTO (GR) Existe un papel de suma importante de los los reguladores intrínsecos sobre el crecimiento y diferenciación celular dentro de un esquema ordenado, desde la época de formación del cigoto hasta la madurez plena del adulto. Entre estos, los factores genéticos, innatos en las células, y las hormonas son reguladores importantes del crecimiento. → El genotipo determina el plan de crecimiento básico: desarrollo y constitución biológica del individuo, mientras que las hormonas son las sustancias encargadas de, a través de sus acciones biológicas, modulen este crecimiento. El crecimiento somático (crecimiento corporal) y desarrollo dependen muy directamente de cada una de las siguientes hormonas: hormona hipofisaria de crecimiento (GH), insulina, hormonas tiroideas (T4 y T3) andrôgenos y estrogenos. Cada una de ellas estimula el anabolismo proteico y aumentan la retención de nitrógeno, fosforo y calcio necesarios para el armazón proteico y oseo. La también conocida como somatropina, se trata de la hormona más abundante de la adenohipófisis (de 5 a 10mg), y equivale al 10% de esta glándula. La GH es la sustancia que regula el metabolismo (el proceso por el cual las células convierten la comidaen energía y producen otras sustancias que el cuerpo necesita) así como el crecimiento de nuestro cuerpo principalmente a los niños, siendo el motivo por lo que posee este nombre. Puede pasar que un niño o adulto produzca demasiada o insuficiente GH, ocasionando problemas de salud como gigantismo en niños, acromegalia en adultos, etc. La deficiencia de hormona del crecimiento (insuficiente GH) puede ser tratados con GH sintética (producida artificialmente). Las dosis altas de GH a largo plazo pueden provocar enfermedades cardiacas. No posee un órgano diana especifico, sino que además de aumentar la altura en niños y adolescentes, su acción ocurre en todo el organismo: La hormona del crecimiento humano estimula la síntesis de proteínas y como consecuencia favorece el desarrollo de los músculos y huesos. Por eso acelera el crecimiento de tejidos y órganos, en especial huesos, corazón e hígado. Además es indispensable por su importante acción sobre el metabolismo, favoreciendo la utilización de los depósitos grasos como fuente de energía. • SOBRE EL ESQUELETO: mantiene el crecimiento corporal harmónico, y la talla adulta normal • SOBRE EL METABOLISMO: acciones anabolizantes, lipolíticas, hiperglicemiantes • SOBRE EL SISTEMA INMUNE: incrementa la hematopoyesis • OTROS: actúa sobre el sistema cardiovascular, las gónadas, mamas, sistema nervioso, etc. SINTESIS Y ESTRUCTURA DE LA HORMONA DE CRECIMIENTO: La producción y secreción de la hormona del crecimiento está modulada por muchos factores. Sin embargo, sus controladores principales son tres hormonas (las dos primeras generadas en el hipotálamo y una tercera producida en el estómago): 1. La Hormona liberadora de GH, o GHRH, que estimula la parte anterior de la hipófisis o pituitaria para que libere somatotropina. 2. La Somastostatina que inhibe la secreción de la hormona de crecimiento. 3. La Grelina, que estimula la liberación de GH de la glándula pituitaria anterior. Medicine Guide Medicine Guide El hipotálamo juega un papel vital en la regulación del funcionamiento normal del cuerpo, incluyendo el crecimiento. Esta glándula controla la glándula pituitaria y le dice cuándo liberar hormona de crecimiento al torrente sanguíneo, además de cuándo estimular muchas otras glándulas que también intervienen en el crecimiento como la tiroides, los ovarios y los testículos. Otros factores que controlan la secreción: los factores metabólicos, neuropéptidos, hormonas y neurotransmisores actúan sobre el hipotálamo regulando la SS y GHRH. Este tema será mejor abordado más adelante. UNION GHRH – RECEPTOR: A nivel hipotalámico, se libera GHRH (hormona liberadora de la GH) o somatoliberina, que se transporta vía porta hasta la adenohipófisis, glándula que finalmente secreta GH La unión de GHRH a su receptor (GPCR) en las células somatotropas inicia una ruta de señalización celular que se inicia con un aumento de las concentraciones de AMPC y Ca2+, y concluye con la activación de los genes involucrados en la síntesis de GH. La GH es sintetizada por las células somatotropas (de tipo acidófilas) de la pituitaria, en zonas laterales de la glándula, luego que ocurre la unión de la GHRH con su receptor en este sitio. Sin embargo, a partir de la mediana edad, la glándula pituitaria reduce lentamente la cantidad de hormona del crecimiento que produce. La liberación de esta hormona ocurre de manera rítmica y alternante, con picos de secreción. ESTRUCTURA QUIMICA DE GH: Se trata de una holoproteina que posee aproximadamente 191 aminoácidos en una sola cadena con estructura tridimencional, 22KDa en cadena única • Dos fuentes disulfuro que mantienen la conformación activa de GH. - GH y PRL: son hormonas HBP Se une en relación 1GH:2 receptores, pues posee dos epítopos de reconocimiento que se localizan en extremos opuestos del núcleo de hélice alfa. ESTRUCTURA DEL GEN DE LA GH: La GH esta codificada por un único gen, que es de una familia estructural localizada en el brazo corto del cromosoma 17; son una agrupación de cinco genes que se relacionam entre si: TIPO DE GEN Gen hGH-N o hGH-1 Es el que conforma la hormona del crecimiento Gen hCS-L o hPL-1 Codifica la pseudo somatomamotropina carionica Gen hGH-V o hGH-2 Codifica GH variante o placentário Gen hCS-A o hPL-4 Es como la hCS-B Gen hCS-B o hPL-3 Codifica somatomamotropina El gen hGH-N es el que codifica la GH hipofisaria, leucocitaria y, probablemente, la sintetizada en la glándula mamaria; el resto de membros del clúster se expresa en las células del sincitiotrofoblasto, y codifica las somatotropinas placentarias Medicine Guide Medicine Guide SECRECION GH: Como ya mencionamos, la GH posee una acción crucial para el normal crecimiento del cuerpo, por lo que sería lógico esperar una gran secreción hormonal en los periodos de crecimiento activo, que se disminuye gradualmente a medida que vamos creciendo. “En el feto humano, la hormona de crecimiento se detecta en plasma a los 70 días de gestación y aumenta gradualmente hasta alcanzar un máximo entre los 124-164 días observándose niveles del rango de una acromegalia activa; posteriormente los niveles circulantes descienden progresivamente hasta el momento del parto, donde los valores sobrepasan incluso a los encontrados en adultos” La secreción de la hormona de crecimiento posee un patrón de 24 horas que no varía mucho entre niños y adultos; ocuren picos bruscos y luego periodos sin secreción. En cada pico, hay aumento de la hormona de crecimiento y una disminución de SS (lo que impide la aparición de fenómenos de desensibilización en células dianas). La secreción hormonal ocurre durante el periodo del sueño, más específicamente durante la primera fase de ondas lentas, y es mucho más acusada en individuos jóvenes, y desciende gradualmente a medida que avanzan los años, de tal modo que hacia los 60 años no existe prácticamente variaciones en la secreción en relación con el sueño » EN HOMBRES: picos más altos y niveles entre los pulsos casi nulo » EN MUJERES: picos más bajos y niveles entre pulsos más elevados » EN JÓVENES/PUBERTAD: picos de mayor tamaño, que disminuye con el pasar de los anos » EN ANCIANOS: hay poca secreción FASES DEL SUENO: Durante la primera mitad de la noche predominan las fases lentas del sueño, mientras que el sueño rápido o REM es más frecuente a medida que la noche avanza. SUENO DE INDAS LENTAS (NO REM): constituye aproximadamente el 80% del sueño total. Durante las cuatro fases que lo componen el riego sanguíneo cerebral desciende en comparación con la vigilia y el sueño REM. Su característica principal es la predominancia de ondas cerebrales lentas, indicando disminución de la actividad eléctrica del SNC. ADORMECIMIENTO (FASE 1): menos del 5% del sueño total, está constituida por los periodos transicionales entre la vigilia y el sueño. Es cuando perdemos progresivamente la conciencia del entorno. SUENO LIGERO (FASE 2): aproximadamente 50% del sueño nocturno total; aquí la actividad fisiológica y la muscular disminuyen significativamente y la desconexión con el entorno se intensifica. SUENO DELTA O PROFUNDO (FASES 3 Y 4): un 15-25% del sueño total. Es cuando ocurre el sueño más profundo. SUENO DE ONDAS RAPIDAS (REM) Es la fase 5 del sueño, y corresponde al 20%; ocurre fuerte disminución del tono muscular y el aumento de la actividad fisiológica, de forma opuesta al sueño profundo. Durante esta fase es difícil que nos despertemos.Medicine Guide Medicine Guide TRASPORTE Y UNION CON EL RECEPTOR: Entonces, luego de la unión de la GHRH con su receptor en las células somatotropas, estas liberaran a la hormona del crecimiento hacia la circulación. EN PLASMA: La hormona de crecimiento humana (hGH) circula parcialmente unida a su proteína de transporte de alta afinidad (GHBP) la cual resulta del clivaje proteolítico del dominio extracelular del receptor de GH. Existen dos tipos de GHBP: 1. GHBP1: posee alta afinidad, con baja capacidad de transporte (se une preferentemente a la variante 22KaD) 2. GHMP2: posee alta afinidad, pero elevada capacidad de transporte (se une a variante 20KDa) Aunque aún se desconoce la función específica de esta proteína de transporte, distintos trabajos en la literatura demuestran efectos que potencian y efectos inhibitorios sobre la acción de GH. La GH circulante libre se elimina por los riñones. A diferencia del resto de hormonas -a excepción de la prolactina-, una vez secretada, la hormona del crecimiento actúa sobre todo el organismo o soma y no sobre una glándula periférica concreta. RECEPTOR GHR: El receptor de la GH (GHR) pertenece a la misma familia de los receptores de prolactina y a muchos receptores de la superfamilia de la citocina/hematopoyetina, teniendo en común la característica de un dominio extracelular, involucrado en la unión al ligando, una porción transmembranal y un dominio intracelular de longitud variable. ► Es una glucoproteína de cadena simple que contiene 620 aminoácidos - Dominio extracelular compuesto de 246 aminoácidos - Dominio transmembranal de 24 aminoácidos - Dominio citoplasmático constituido por 350 aminoácidos ► Gen del receptor en el brazo corto del cromosoma 5, con 10 exones ► Se origina en el hígado a las 14-16 semanas fetales; luego de eso sintetizaran en el cartílago de crecimiento (15-20 semanas) ► Durante el nacimiento habrá pocos receptores para GH, pero aumentaran durante el primer ano de vida INTERACCIÓN GH – RECEPTOR: Una molécula del receptor se une al sitio I y II de la hormona GH. La estequiometría de unión de la hormona del crecimiento a su receptor es 1:2, lo que quiere decir que para que se lleve a cabo la formación de un complejo activado es necesaria la unión de una molécula de hormona con dos moléculas de receptor. De este modo se consigue un efecto máximo de esta hormona pero a concentraciones menores de las requeridas para ocupar todos y cada uno de los receptores en el caso de que la estequiometría fuera equivalente (1:1) Luego de esta unión, la transducción de la señal comienza por JAK2 (se relaciona con la porción de GHR intracelular), originando un cambio conformacional. En este momento se activa una cascada de señalización, siendo fosforiladas proteínas intracelulares como las MAP quinasas, los STAT y los sustratos 1 y 2 del receptor de insulina. Además, se activan otras vías de segundos mensajeros dependientes de proteín- quinasa C y Ca2+. » Habrá anclaje a STAT (clave en señalización de GH) en el núcleo para transcripción diana » GH-GHR: activa otro 2do mensajero (P1-3K, Ras – ERK) El receptor de GH está ampliamente distribuido en todo el organismo, aunque su expresión es particularmente importante en el hígado, donde la Medicine Guide Medicine Guide GH estimula genes relacionados al crecimiento lineal como el factor de crecimiento insulino-símil tipo-I (IGF-I), la proteína de transporte de IGF-I tipo 3 (IGFBP-3) y de la subunidad ácido lábil (ALS). Existen algunas patologías en que este receptor se encuentra alterado, generando cambios estructurales en el organismo. El síndrome de Laron, por ejemplo, es una enfermedad autosómica recesiva caracterizada por una marcada baja estatura. que ocurre por defectos moleculares en el RGH y que resulta en la resistencia a la acción de la GH. Pacientes con esta patología se caracterizan por presentar niveles elevados de GH en plasma. ACCIONES DE LA HORMONA DE CRECIMIENTO: La hormona de crecimiento posee también una función reguladora sobre otros procesos metabólicos además del crecimiento, ya que interviene en la regulación del metabolismo graso, hidro carbonado, proteico y en el de ácidos nucleicos. De todas las hormonas- adenohipofisarias, la hormona de crecimiento es que parece no requerir la mediación de un órgano diana específico para ejercer sus efectos. Los tejidos en los que principalmente ejerce su acción hormonal son a nivel de musculo, hígado, hueso y tejido adiposo. Un déficit de esta hormona conduce a una acumulación de grasa abdominal, disminución de la masa muscular, dislipidemias, incremento del riesgo cardiovascular, aumento del índice de fallecimientos y disminuye de forma significativa la calidad de vida de los pacientes con dicho déficit hormonal La GH no actúa directamente sobre los órganos efectores, sino por intermediación del IGF-1 (Insulin Growth Factor-1) que posee síntesis fundamentalmente en el higado y el hueso. Este último ejerce una retroalimentación negativa, a nivel hipofisario, que frena la secreción de GH. El papel esencial de este factor de crecimiento (IGF-1) se infiere de las mutaciones del gen que codifica dicho factor. EFECTO SOBRE HUESOS: El efecto más importante de la hormona de crecimiento es sobre todo el incremento en la longitud de los huesos largos de las piernas lo que hace que los niños ganen estatura. El crecimiento de los huesos ocurre de manera más rápida durante la infancia y la adolescencia, especialmente en la pubertad que es cuando los niños experimentan el llamado “estirón”. Después de la pubertad, el crecimiento se detiene. Por lo tanto, cualquier tratamiento que estimule el crecimiento debe comenzar antes de que la pubertad termine. Los huesos largos están formados por dos epífisis, que son los extremos; y la diáfisis, la parte central. Durante la infancia, entre las epífisis y las diáfisis hay cartílago de crecimiento o metáfisis. Este cartílago está formado por células llamadas condrocitos. Los condrocitos sufren un proceso de osificación, se calcifican y se diferencian en células óseas llamadas osteocitos. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4916494/ Medicine Guide Medicine Guide ► Además de la GH, otras hormonas como la insulina o las hormonas tiroideas actúan sobre el crecimiento y desarrollo oseo. ► La GH estimula la maduración de los osteoblastos a osteocitos, y favorece el aumento del grosor de los huesos. A diferencia del crecimiento en longitud, este tipo de crecimiento se mantiene durante toda la vida. OTRAS FUNCIONES: La hormona del crecimiento también ayuda a regular el metabolismo y mantener una composición corporal balanceada, además de mantener los niveles de energía saludables. Favorece utilización de grasa como energía: El efecto principal de la GH sobre el metabolismo graso es una movilización de los depósitos grasos periféricos; Los adipocitos acumulan los lípidos (grasas) en forma de ácidos grasos. La GH favorece la liberación de los ácidos grasos del tejido adiposo para que se utilicen como fuente energética. Va asociado a un incremento del catabolismo de las grasas. Reduce utilización de hidratos de carbono: Normalmente, los hidratos de carbono son la principal fuente de energía. Además de favorecer la fuente energética lipídica, la GH inhibe la captación de glucosa por las células. Como consecuencia, el aumento de glucosa en sangre, al no ser captada
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