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Foliculogénesis y Ciclo Estral de los Animales de Granja Tema 1:Regulación endocrina y paracrina del eje hipotálamo-hipófisis-gonadal (HORMONAS) 1 Unidad 2: UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE ZOOTECNIA DEPARTAMENTO DE PRODUCCIÓN ANIMAL Foliculogénesis y Ciclo Estral de los Animales de Granja Unidad 2: REGULACIÓN DE LA REPRODUCCIÓN EN MAMÍFEROS 2 A. Solo actúa el Sistema nervioso central (SNC) por medio del control neural B. Control compartido por SNC y Sistema endocrino (CE), las hormonas gonadotrópicas de la pituitaria anterior controla la secreción de las hormonas gonadales. Estos esteroides por medio de un feed back negativo aumenta o disminuye la salida de las hormonas de la pituitaria anterior C. Se descubre un sistema portal Hipotálamo- Hipófisis, es la ruta por donde las hormonas hipotalámicas controlan la pituitaria anterior (control endocrino) D. Se descubre reguladores intragonadales ( factores de crecimiento) que controlan la vía autocrina/paracrina que también controlan a secreción de las hormonas gonadotrópica de la pituitaria Cronología de los cambios en los conceptos de la regulación de a reproducción en mamíferos REGULACIÓN DE LA REPRODUCCIÓN EN MAMÍFEROS 3 Tanto el sistema endocrino como el sistema nervioso, inician, coordinan y regulan la función de la reproducción. Mientras que el sistema nervioso controla la función del cuerpo a través de rápidos impulsos nerviosos eléctricos (ejemplo: sistema musculo-esqueletico); el sistema endocrino usa mensajeros químicos u hormonas para el control lento de los procesos corporales (ejemplo: crecimiento y reproducción) Sistema Nervioso: Señal eléctrica Efecto rápido y de corta acción Vía axones Sistema Endócrino: Señal química Efecto más lento y sostenido Vía sangre y líquido extracelular Necesita de un receptor para actuar Sistemas de a regulación de la reproducción Resumen: SISTEMA ENDOCRINO 4 Endócrinas Sin conducto: secreción a la sangre Exócrinas Con conducto: excreción al exterior Mixtas Secreta hacia la sangre Excreta hacia el exterior GLÁNDULAS 5 Tipos de comunicación celular Endócrina: hacia la sangre Parácrina: hacia célula adyacente Autócrina: hacia la misma célula 6 Tipos de comunicación Neuroendócrina: de neurona hacia la sangre NT NH NH NTNT Nerviosa: de neurona a neurona NT = Neurotransmisor NH = Neurohormona 7 Ovario Riñón Adrenal Hígado Placenta Utero Páncreas Paratiroides Tiroides Pineal Hipotálamo Hipófisis SISTEMA ENDOCRINO GLÁNDULAS ENDOCRINAS HORMONAS 8 Son mensajeros químicos Producidas por tejidos específicos (glándulas) que son transportadas por el sistema vascular para afectar otros tejidos Coordinan y regulan procesos fisiológicos, integrando las distintas partes del cuerpo para mantener la homeostasis Las hormonas inhiben, estimulan o regulan la actividad funcional del órgano o tejido blando; sin embargo, órganos como el útero y e hipotálamo producen hormonas que no cumplen con la clásica definición de una hormona. HORMONAS 9 Conocidos también como "Growth Factors" en reproducción. Los factores de crecimiento son un tipo de hormona que controla el crecimiento y el desarrollo de varios órganos y tejidos. Sin embargo, a diferencia de las hormonas, los factores de crecimiento son producidas y secretadas por células de diferentes tejidos para difundirse y prenetar al órgano blando FACTORES DE CRECIMIENTO HORMONAS 10 Conocidos también como "Growth Factors" en reproducción. Los factores de crecimiento son un tipo de hormona que controla el crecimiento y el desarrollo de varios órganos y tejidos. Sin embargo, a diferencia de las hormonas, los factores de crecimiento son producidas y secretadas por células de diferentes tejidos para difundirse y prenetar al órgano blando FACTORES DE CRECIMIENTO TIPOS DE HORMONAS 11 Proteicas y peptídicas: Péptidos (p.e. GnRH, oxitocina, vasopresina) Glicoproteínas (p.e. insulina, corticotropina, LH) Derivados de Amino Acidos: Aminas (p.e. tiroxina, dopamina, melatonina, adrenalina) Lipídicas: Esteroides (cortisol, progesterona [P4], vitamina D) Acidos Grasos: Prostaglandinas HORMONAS PROTEICAS 12 Péptidos: Pequeñas moléculas formados por pocos aminoácido unidos por enlaces péptidicos. La hormona péptica reproductiva mas conocida es la Hormona Liberadora de Gonadotropina (GnRH) Secuencia de aminoácidos de la GnRH Prolactina: Contiene una simple cadena de 198 aminoácidos HORMONAS PROTEICAS 13 Glicoproteinas (Proteicas) Son hormonas polipécticas con peso molecular que varían entre 300 hasta 70,000 daltons, ejemplos: oxytocin, FSH, and LH. Estas hormonas contienen fracciones de carbohidratos. Algunas glyciproteinas, tiene dos cadenas polipepticas (Alfa- α y Betha- β sub unidades) con carbohidratos en cada cadena. La pituitaria anterior produce glicoproteínas con las misma sub unidad Alpha (en todas las especies pero difiere la sub unidad Beta La sub unidad α de la FSH, LH y TSH (hormona estimulante de la tiroides) es idéntica entre las especies La sub unidad β es única para cada tipo de hormona por o tanto es muy espécifica 14 HORMONAS PROTEICAS Eje FSH; LH, 15 HORMONAS PROTEICAS Inhibin: Α-Sub unit Ba-Subnit Bb-Subnit ó Suprime secreción de FSH de la pituitaria anterior Las Glicoproteínas pueden ser degradas fácilmente por las enzimas proteolíticas del tracto digestivo, por lo tanto no son efectivas cuando se las suministras en forma oral. 16 Síntesis hormonas proteicas Síntesis: en retículo endoplásmico rugoso Empaquetado: en aparato de Golgi almacenamiento: en vesículas secretorias o gránulos como prohormona Secreción: por exocitosis Núcleo RER Mitocondr ia Golgi Vesículas Secretoria s Ca++ Ca++ Ca+ +Ca++ HORMONAS PROTEICAS 17 HORMONAS LIPIDICAS Estas hormonas provienen del colesterol y son producidas principalmente en los ovarios y testículos, además de en la placenta y la corteza adrenal. Algunos ejemplos son: los andrógenos y la testosterona, producidos en los testículos; y la progesterona y el estrógeno, que se producen en los ovarios. Los esteroides tienen un núcleo común, un sistema fusionado reducido de anillo con 17 átomos de carbono, el ciclopentanoperhidrofenantreno. La mayoría de los esteroides también tienen dos grupos metilos y una cadena lateral alifática unida al núcleo. Nomeclatura estándar de una molécula de esteroide 18 Precursor de los esteroides Cole = bilis Stereos = sólido Un sistema de 3 anillos de 6 carbonos (A, B y C) y un anillo de 5 carbonos (D) Una cadena lateral de 8 carbonos (en C-17) y 2 grupos metilos (en C-10 y C-13) Colesterol 20 21 22 23 24 25 26 27 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19 18 A B C D HO HORMONAS LIPIDICAS Los esteroides son sintetizados a partir del colesterol 19 HORMONAS LIPIDICAS Ruta bioquímica de un esteroide gonadal Ruta Complejas Muchas conversiones enzimáticas 20 Fuentes de Colesterol Síntesis de novo a partir del acetato Depósitos intracelulares de Colesterol (ésteres en gotas lipídicas) Colesterol Lipoproteína (LP) en sangre: LDL: LP de baja densidad HDL: LP de alta densidad HORMONAS LIPIDICAS 21 Clasificación de Esteroides 21 carbonos: Progestinas (P5, P4, 17-OH-P5, 17-OH-P4) Mineralocorticoides (Aldosterona) Glucocorticoides (Cortisol, Corticosterona) 19 carbonos: Andrógenos (Testosterona, Androstenediona) 18 carbonos: Estrógenos (Estrona, Estradiol) HORMONAS LIPIDICAS 22 Síntesis hormonas esteroideas Retículo Endoplásmico Mitocondria Gota Lipídica Esteres de Colesterol Colesterol Colesterol Pregnenolona (P5) P5 11-Desoxycortisol Cortisol 17-OH-P5 17-OH-P4 11-Desoxycortisol HORMONAS LIPIDICAS 23 Transporte de Hormonas Proteicas: Son hidrofílicas Son solublesen sangre Están disueltas en sangre Esteroideas y Tiroideas: Son lipofílicas Son muy poco solubles en sangre Necesitan unirse a proteínas transportadoras HORMONAS LIPIDICAS 24 Hormonas Lipofílicas Proteínas transportadoras: Globulinas: específicas, alta afinidad, baja capacidad de transporte Albúminas: inespecíficas, baja afinidad, alta capacidad de transporte Equilibrio hormona unida y libre en sangre (1-5% libre) Solo la hormona libre puede entrar en la célula blanco HORMONAS LIPIDICAS Estas hormonas no son solubles en agua, pero sí son solubles en lípidos. A diferencia de las anteriores, éstas sí que pueden atravesar la membrana. Por tanto, los receptores de este tipo de hormonas pueden unirse a receptores intracelulares para llevar a cabo su acción. Ejemplos: hormona tiroidea o hormonas esteroideas. 25 Llave = Hormona Cerrojo = Receptor Especifidad del receptor para una hormona, alta afinidad Receptor solo en células blanco Sensibilidad de la célula depende del número de receptores Llave y Cerrojo TRANSMISION DEL MENSAJE 26 Citoplasma Núcleo Receptor nuclear Núcleo y/o Citoplasma Ubicación del Receptor Membrana celular Hormona proteicaHP Membrana Citoplasma Receptor de membrana Núcleo HP HE HE Hormona esteroidea TRANSMISION DEL MENSAJE 27 Citoplasma Receptor de membrana 2) Traducción 3) Respuesta Hormona proteica 1) Recepción Activación de respuestas celulares Vía de traducción de la señal Hormona proteica Adenilato ciclasa ATP cAMP ProteinQuinasa Activa +ATP Proteina fosforilada Proteinaquinasa Inactiva proteina TRANSMISION DEL MENSAJE 28 29 Hormonas proteicas: Internalización del complejo hormona-receptor En el hígado son fraccionadas por peptidasas Esteroides: En el hígado se solubilizan conjugándolos con Sulfatos Glucuronidos Se excretan en la orina y en a bilis A nivel celular pueden ser convertidas en otros esteroides (con o sin actividad metabólica) Vida media: Hormonas hipotalámicas: 5 a 10 minutos Esteroides: 20 a 100 minutos T4:6 1 a 6 días METABOLISMO HORMONAL 30 Niveles de hormona circulante se regulan por el efecto biologico provocado por la hormona: glucosa insulina ↓ glucosa ↓ insulina La concentración resultante dependerá de la vida media de la hormona Proteínas de membrana con actividad tirosin- fosfatasa Inactivan desfosforilando el receptor Desensibilización del receptor Degradación del receptor ¿COMO SE TERMINA LA ACCION HORMONAL? 31 Positiva Glándula 1 Glándula 2 Hormona 1 Hormona 2 Glándula 1 Glándula 2 Negativa Hormona 1 Hormona 2 RETROALIMENTACION O FEEDBACK 32 Nervioso Ox Metabólico [Ca++] Glándula Hormona Hormonal Glándula 1 Glándula 2 Hormona 1 Otras funciones Hormona 2 CONTROL DE SECECION HORMONAL 33 Circuito de retroalimentación Glándula 1 Glándula 2 Corto H-1 H-2 Glándula 1 Ultracorto H-1 Glándula 1 Glándula 2 Largo Glándula 3 H-2 H-3 H-1 34 Circuito de Feedback Negativo Adaptado de Austin & Short (1984) L H ( n g /m l) 3 2 1 0 Hora del día 0800 1400 2000 Te st o st e ro n a ( n g /m l) 14 10 4 8 2 6 12 0 Muestras de sangre de un carnero cada 20 minutos Carnero Hipófisis Testículo LH T Fin de tema 1 35
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