Clase 1_ Generalidades - daniela carolina muñoz encalada

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Fisiología del Sistema endocrino 
 
Clase 1: Generalidades 
 
Sistema encargado de la secreción de sustancias hacia el interior del cuerpo
entendiendo como interior la sangre y el líquido intersticial medio interno
definido en fisiología general mediante diferentes estructuras glándulas
El sistema endocrino es un mecanismo de comunicación intercelular mediante
señales químicas que le permiten que la célula realizar diferentes funciones
sobrevivir crecer dividirse diferenciarse morir por ausencia de mensajeros
químicos en el ambiente
Mecanismos de comunicación intercelular
uniones intercelulares o GAP en la unión neuromuscular y en las células
musculares del corazón Permiten que dos células compartan su citoplasma
Comunicación intercelular por contacto entre dos proteínas transmembrana de
células adyacentes
Comunicación a distancia se requiere la secreción de un mensajero químico
Puede actuar a cortas o largas distancias
desde el lugar de secreción
Comunicación autocrina el
mensajero químico tiene efecto en la
misma célula que lo secreto
Comunicación paracrina el
mensajero químico hace su efecto en
células vecinas Ej como las sustancias de
la sopa inflamatoria que difunden desde el
intersticio a la célula vecina sin requerir
que el mensajero entre al torrente sanguíneo También ocurre en la sinapsis
química donde una célula presináptica libera un mensajero químico NT
que hace su efecto en una célula vecina sin requerir de la sangre
Comunicación endocrina se genera a larga distancia Para que se lleva a cabo
requiere de un flujo de sangre como medio de transporte del mensajero para         
que viaje hacia su célula blanco
Una misma molécula puede tener
efectos paracrinos autocrinos y o
endocrinos
Las células que secretan estos
mensajeros químicos a la sangre se
llaman células endocrinas y el
mensajero hormona La célula en la
cual el mensajero químico tiene efecto
se llama célula blanco o target posee
receptores para dicha hormona
Kathy Herrera
 
Ej el páncreas glándula
endocrina secreta la
hormona insulina
mensajero químico
extracelular que viaja por el
torrente sanguíneo hacia su
órgano blanco el tejido
adiposo para ejercer su efecto
estimula la captación de glucosa Hipoglicemiante
Una misma hormona puede tener diferentes efectos de acuerdo al receptor que
active
El organismo posee la potencialidad de secretar diferentes sustancias químicas ya
sea hacia el exterior exocrina como las glándulas sudoríparas que secretan
sustancias hacia la piel ácidos grasos y aminoácidos
Células endocrinas especializadas en secretar
sustancias hacia el interior del cuerpo Se agrupan
para formar glándulas endocrinas cuya función es la
secreción de hormonas
El sistema endocrino constituye uno de los sistemas
controladores del organismo mediante el controlan
la función de otros sistemas para mantener la
homeostasis
Para esto interactúa en conjunto con el sistema
nervioso regulando la función de órganos y tejidos
Hormona del griego ο μή ímpetu
molécula biológica difusible usualmente secretada a
la circulación sanguínea que cumple con funciones de señal intercelular a
distancia
Diferencias entre SN y
sistema endocrino El
sistema nervioso genera
una respuesta más rápida
que el endocrino ya que la
hormona debe viajar por
el torrente sanguíneo lo
que es lento en
comparación con el PA
El sistema nervioso
genera respuestas de
corta duración en contraste con el sistema endocrino ya que este último debe
Kathy Herrera
 
remover la hormona de la sangre para que deje de ejercer su efecto sobre el órgano
blanco El hígado es el principal órgano degradador de hormonas
La respuesta del SN es localizada en cambio la del sistema endocrino es
generalizada ya que afecta a todos los tejidos que tengan receptor para dicha
hormona pudiendo incluso afectar a más de un tejido
Las hormonas provienen de glándulas ubicadas de manera
dispersa en el organismo sin comunicación física directa
entre ellas Se dice que tiene distribución difusa
1 Glándula adrenal
2 Gónadas ovarios y testículos
3 Páncreas islotes de Langerhans
4 Hipófisis
5 Tiroides
6 Paratiroides
 Glándula pineal
 Hipotálamo
 Timo
Cada glándula produce un set de hormonas específicas
una glándula puede producir más de un tipo de hormonas y algunas hormonas
pueden ser producidas por más de una glándula Ej la somatostatina es producida
tanto por el páncreas como por el hipotálamo la única glándula que produce
insulina es el páncreas el páncreas produce insulina glucagón y somatostatina 
Glándulas endocrinas no clásicas
órganos que tienen funciones
endocrinas pese a que no sea su
función principal Ejemplo el
músculo esquelético libera
interleukina 6 también la libera el
sistema inmune irisina etc
El tejido adiposo libera leptina
hormona con efectos anorexígenos
induce saciedad también libera
estrógenos El corazón libera péptido
natriurético atrial que permite el control de la PA El sistema gastrointestinal libera
gastrina secretina y colecistocinina
En alteraciones patológicas hay órganos que no tienen función endocrina que
comienzan a secretar hormonas En diversos cánceres de pulmón comienza a
secretar hormonas
Algunas células neoplásicas no endocrinas secretan hormonas conduciendo a
diversas alteraciones fisiológicas conocidas en conjunto como Síndromes
paraneoplásicos
Kathy Herrera
 
Ejemplo de síndrome
paraneoplásico la hormona
paratiroidea PTH se secreta
normalmente en el organismo y
estimula la degradación del hueso
y la retención de calcio por el riñón
para que no se pierda por la orina
La PTH aumenta la calcemia
En algunos cánceres de pulmón se
secreta la PTHrP que es un
péptido secretado por células tumorales que posee la misma función que la PTH y al
degradar el hueso aumenta la calcemia de manera patológica y genera
osteoporosis a largo plazo
Otros cánceres que secretan hormonas son los que afectan a las células pequeñas de
pulmón tracto gastrointestinal renal vejiga entre otras
Existen hormonas que en lugar de ser
secretadas por células endocrinas son
secretadas por neuronas a ellas se les
conoce como neurohormonas
Procesos multi hormonales requieren de
más de una hormona para ser llevados a
cabo
Respuestas adaptativas a situaciones
de alarma cortisol catecolaminas ADH
aldosterona glucagon ACTH
adrenocorticotrofina
Regulación de componentes extracelulares ADH hormona antidiurética o
vasopresina aldosterona PTH hormona paratiroidea o paratohormona
calcitonina
Utilización y almacenamiento de energía insulina HT hormonas
tiroideas glucagón leptina NPY péptido Y cortisol
Crecimiento y desarrollo GH hormona del crecimiento HT insulina
Hormonas sexuales
Reproducción LH hormona luteinizante FSH hormona
foliculoestimulante PRL prolactina esteroides sexuales
Una hormona puede participar en más de un proceso Cada hormona posee una
función principal y funciones secundarias y el efecto depende el tipo de receptor
activado Ej el efecto principal de la insulina es bajar la glicemia pero además
participa en la síntesis de glucagón
Kathy Herrera
 
Todas las células del cuerpo poseen el gen de la insulina pero no todas la secretan
debido a regulaciones locales a nivel de tejido Lo mismo ocurre con el receptor y
sus cascadas de señalización
Hormonas sinérgicas dos o más hormonas que
realizan una función en común
Ejemplo durante el ejercicio se libera GH desde la
hipófisis y adrenalina y cortisol desde la glándula
suprarrenal y las tres tienen un efecto en común
que es la lipólisis en el tejido adiposo
Hormonas antagónicas hormonas que tienen
efectos contrarios Ej insulina hipoglucemiante
en periodo postprandial y glucagón
hiperglicemiante ambas hormonas liberadas
por el páncreas La glicemia oscila durante el día
La secreción hormonal se regula mediante sensores que detectan parámetros
sanguíneos concentraciones de iones o nutrientes NT u otras hormonas
ubicados en diferentes glándulas y así regulan la función de la célula endocrina
La secreción hormonal fluctúa con los ritmos circadianos como el cortisol que
posee unpeak al despertar ya que permite mantener la vigilia
Para frenar la secreción de hormonas existen mecanismos como el feedback
negativo o retroalimentación negativa
El hipotálamo libera una
hormona TRH que
estimula a la hipófisis que va
a liberar una segunda
hormona TSH en
respuesta a la hormona
hipotalámica La segunda
hormona estimula a una
glándula tiroides que
estimula la liberación de una
tercera hormona T3 Y T4
que ejercerán efectos en el
organismo
Las hormonas liberadas ya
sea por el hipotálamo
hipófisis o la glándula
pueden generar feedback negativo inhibiendo la liberación Si la última hormona
ejerce el feedback se dice que es feedback negativo largo ya que la hormona
periférica inhibe al hipotálamo o hipófisis Si la hormona liberada por la hipófisis
hace feedback negativo es de tipo corto Si la hormona liberada por el hipotálamo
ejerce el feedback negativo se dice que es ultra corto efecto autocrino
Kathy Herrera
 
U a h a ec e ada í abaj eg a a a h a ec e ada í a iba
Una hormona liberada por la glándula 2 jamás va a inhibir a la glándula 3
Las hormonas fluctúan
según los ritmos
circadianos y según esto
se definen diferentes
tipos de hormonas
La hormona del
crecimiento genera un
peak durante las
primeras horas de sueño
Los valores más altos de cortisol se registran en la mañana bajan durante el día y
suben en la noche mantiene los niveles de glucemia durante la noche Esto se
explica por nuestro reloj biológico comandado por el núcleo supraquiasmático
NSQ que recibe aferencias del nervio óptico de la luz que llega a la retina Tiene
conexiones con la adeno y neurohipófisis y así estimula la liberación de hormonas
Entre las 4 5 am ocurre la máxima secreción de melatonina por la glándula pineal
Las hormonas liberadas presentan un
tiempo de vida media velocidad de
degradación de la hormona que
corresponde al tiempo requerido para
que la concentración de hormona en
sangre disminuye en un 50 de su
concentración inicial en un tiempo
cero Siempre disminuye en un 50
siempre quedan trazas
Ej insulina hormona hidrofílica de 3 5
minutos HT hormonas hidrofóbicas 24 horas paracetamol también aplica a
fármacos horas
El tiempo de vida media depende de la naturaleza química de la hormona
Medición de la concentración de una hormona: 
1 Bioensayos utiliza los efectos biológicos de una hormona para medir su
concentración
2 Inmunoensayos utiliza anticuerpos que reconocen una hormona específica
Técnicas muy sensibles
Métodos de competición desplazamiento de la hormona para medir la hormona
marcada ej Radioinmunoensayo o RIA
Métodos inmunométricos en los que la marca radioactiva enzimática
peroxidasa fluorescente o quimioluminiscente está unida a un 2º anticuerpo Ej
Método inmunorradiométrico
La mayoría de las hormonas están presentes en la sangre en cantidades
extremadamente pequeñas algunas concentraciones son tan bajas como mil
Kathy Herrera
 
millonésimas de miligramo 1 picogramo por mililitro 1pg mL Se requieren
métodos altamente sensibles para su medición
Rosalyn Yalow describe el
radioinmunoensayo para la insulina
Consiste en dos vasos uno con agua e
insulina radioactiva luego se agregan
anticuerpos que reconocen insulina y
ambos precipitan posteriormente se
mide cuánta radioactividad hay en el
precipitado a más insulina más
radioactividad En el segundo vaso se
pone la muestra del paciente más
insulina radioactiva el anticuerpo se
unirá a ambas insulinas indistintamente
la insulina compite con la insulina
radioactiva por el sitio de unión al
anticuerpo la insulina del paciente tiene una afinidad levemente mayor que la
radioactiva cuando precipitan se mide la radiación que será inferior a la emitida
en el control el anticuerpo no puede unir más de dos insulinas por vez
Se genera una curva en la que mientras más radiación hay menos concentración de
insulina del paciente y así se puede calcular la concentración de insulina en sangre
al compararla con una curva estándar
ELISA E e Li ed I be A a
método de inmunoensayo que permite medir
la concentración de una hormona sin usar
radioactividad Método colorimétrico
En un recipiente que tiene un anticuerpo
primario adosado a su pared que reconoce un
sustrato particular La hormona se une al
anticuerpo y luego se agrega un segundo
anticuerpo que se une a la insulina
anticuerpo secundario y luego un tercer
anticuerpo que reconoce al anticuerpo
secundario anticuerpo terciario que tiene
una enzima que al agregar sustrato genera un producto colorido La muestra que
tiene más insulina va a tener un color mayor se compara con una curva estándar
Características y clasificación de las hormonas
Hidrofílicas
○ Peptídicas péptidos proteínas y glucopéptidos
○ Catecolaminas aminas hidrofílicas epinefrina y norepinefrina
derivan del aminoácido tirosina
Hidrofóbicas
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○ Esteroidales derivadas del colesterol aldosterona progesterona
estradiol cortisol y testosterona
○ Hormonas tiroideas aminas hidrofóbicas derivan del aminoácido
tirosina T3 y T4
HCG hormona coriónica
humana
Algunos ecsanoides no se
consideran hormonas ya que
son factores locales que no
pasan necesariamente a la
sangre Tampoco son
producidos por glándulas
endocrinas ej algunos
participan en el proceso de
inflamación local
En general las hormonas hidrofílicas se almacenan en la célula endocrina dentro de
gránulos de secreción o vesículas de secreción que poseen en su interior la
hormona que luego será exocitada
Liberación de hormonas desde la célula endocrina
El mecanismo de
secreción de la hormona
es igual que el
mecanismo utilizado por
los NT a través de
V SNARE y T SNARE que
ante la llegada de calcio
permiten la fusión de la
vesícula con la
membrana celular
Las hormonas peptídicas
se sintetizan en el RER
por ribosomas como
largas preprohormonas
inactivas que incluyen una secuencia señal una o más copias de la hormona y
fragmentos peptídicos adicionales Esta preprohormona llega a la porción final del
lumen del RER se le cliva corta el péptido señal pasando a llamarse prohormona
abandona el retículo endoplasmático y se dirige hacia el aparato de Golgi En el
aparato de golgi la prohormona es empaquetada en vesículas de secreción y sufre
modificaciones dónde se le cortan algunos péptidos y pasa a llamarse hormona
forma activa propiamente tal
Durante la exocitosis se libera tanto la hormona como los fragmentos que fueron
clivados Ej la insulina se libera junto al péptido C la vida media de la insulina es
Kathy Herrera
 
corta el péptido C es más estable en el tiempo por lo tanto se utiliza como
marcador indirecto de la cantidad de insulina secretada
Ejemplo la proopiomelanocortina está formada por varios péptidos por lo tanto
luego del procesamiento se generan 3 hormonas distintas ACTH alfa MSH
hormona melanocito estimulante estimula la producción de pigmentos por los
melanocitos manchas oscuras por hipersecreción de ACTH g lipotropina y
b endorfina junto con otros péptidos co secretados
Las hormonas peptídicas son constantemente secretadas por lo tanto una célula
secretora bajo un microscopio electrónico se aprecia llena de vesículas que se
representan como lugares electrodensos Liberan masivamente las vesículas ante
una señal y esto a su vez depende de la cantidad de calcio que ingrese a la célula
La co secreción de
hormonas junto a
péptidos SOLO
ocurre en hormonas
peptídicas
Las hormonas
esteroideas
derivan del
colesterol son
producidas a partir
del colesterol
plasmático principal fuente 0 el colesterol sintetizado por la propia célula
casi no es usado para sintetizar hormonas 20 principalmente los LDL
lipoproteínas de baja densidad que provienen desde el hígado En la membrana
del LDL hay proteínas de reconocimiento llamadas APO B 100 que se unirán a
receptores ubicados en la membrana de la célula endocrina secretora de hormonas
esteroideas
Cuando se reconocen mutuamente se endocita el LDL que luego llegará a un
lisosoma que extrae su colesterol para luego ser usado en la síntesis de hormonas
Las hormonas esteroideas no se almacenansino que son sintetizadas y secretadas
según la demanda
Aminas
Aunque catecolaminas y hormonas
tiroideas HT derivan del
aminoácido tirosina aminas las
primeras son hidrofílicas
norepinefrina epinefrina y
dopamina que posee más
características de NT y las segundas
hidrofóbicas T3 y T4 o tiroxina
Kathy Herrera
 
tienen yodo en su estructura ambas son sintetizadas por la glándula tiroides
Las HT se pueden almacenar pero no como tales
Las hormonas hidrofílicas en su mayoría viajan libres en plasma en cambio las
hidrofóbicas viajan unidas a proteínas de transporte plasmático como la albúmina
se dice que es promiscua porque transporta muchos tipos de proteínas No solo
permiten el transporte sino que la protege de la degradación También controla sus
efectos ya que solo puede ejercerlos cuando está libre
controla el efecto de la hormona enlenteciendo su excreción y catabolismo
disminuye su velocidad de degradación aumentando su vida media
funciona como almacenamiento en sangre reservorio
Las hormonas hidrofílicas tienen receptores
principalmente en la membrana plasmática en
cambio las hidrofóbicas tienen receptores
intracelulares ya sea en el citosol o en el núcleo
Al medir concentraciones de
hormona en sangre para una
hormona hidrofóbicas estas son
relativamente constantes En
cambio las hormonas
hidrosolubles presentan grandes
variaciones de concentración
producto de su rápida liberación y
degradación
Hormonas hidrosolubles tienen
vida media más corta que aquellas
liposolubles rápida degradación
principalmente en hígado y
riñón
La excreción biliar en su mayoría
hormonas esteroidales y la
urinaria en su mayoría hormonas
peptídicas y catecolaminas son la
principal vía de egreso desde el
organismo Hormonas con corta
vida media exhiben cambios
rápidos en sus concentraciones
plasmáticas
Kathy Herrera
 
Los destinos más comunes de las hormonas están relacionados con su receptor
para activar el órgano blanco
Receptores se encuentran en la célula blanco son altamente específicos
estructural y celularmente y afines son saturables se unen de manera reversible
y se dan en paralelismo con eventos fisiológicos aumentan o disminuyen la
velocidad de eventos fisiológicos
Las hormonas hidrofílicas desencadenan respuestas rápidas amplificadoras y
breves Usualmente involucran segundos mensajeros y cascadas de fosforilación
Los dos receptores más frecuentes son Receptores tirosina kinasa y acoplados a
proteína G Gs Gi y Gq
Las hormonas regulan el número y o sensibilidad de los receptores
Down regulation Baja el número de receptores y o sensibilidad por la hormona
Up regulation Aumenta el número y o sensibilidad
Ejemplo de down regulation la
hormona se une al receptor de
membrana que genera un efecto y
luego es endocitado lo que
produce una disminución
progresiva del número de
receptores en la membrana
Cuando la hormona desaparezca el
receptor se va a reinsertar en la
membrana
Desensibilización taquifilaxia
pérdida de respuesta a la acción de
un ligando el receptor ya no responde adecuadamente a la hormona Ej acción
de fármacos cuando éste se administra de manera continuada o repetida Periodo
de minutos horas Tolerancia días semanas
Regulación homóloga el ligando afecta únicamente al receptor ocupado por el
propio ligando se modifica la función del receptor a largo plazo Provoca una
disminución en la afinidad por el ligando inhibición del acoplamiento entre el
receptor y los elementos de respuesta celular reducción en el número de receptores
 internalización endocitosis
 degradación y disminución de la síntesis de nuevos receptores
Una molécula agonista se une al receptor que se activa y genera una señal luego de
un tiempo el receptor se endocita
Regulación heteróloga el receptor se ve afectado por la unión de un ligando a
otros receptores
Kathy Herrera
 
El agonista se une al receptor que es activado y
manda una señal a un receptor vecino lo que
provoca que este segundo receptor se haga menos
sensible a la hormona que normalmente recibe
Esto explica la resistencia a fármacos que se
produce por una disminución en el número de
receptores o en la sensibilidad del receptor por el
fármaco
En el primer
caso los
receptores que
están siendo
sobre activados
desencadenan
respuestas de
protección en la
célula que
disminuye el número de receptores disponibles
como disminuye el número de receptores la misma dosis del fármaco ya no genera
el mismo efecto que en un principio ya que hace down regulation como la
cocaína y la dopamina Si los receptores no se pueden activar la célula aumenta el
número de receptores hace up regulation Esto ocurre tanto con los receptores
tirosina kinasa y acoplados a proteína G
En la imágen se observa una célula que
se trata con isoproterenol un inhibidor
adrenérgico de manera crónica hay
receptores que no están o que ya no son
afines a la molécula lo que genera una
hiporrespuesta ante el fármaco o droga
También existen mecanismos de
degradación de los receptores de
membrana especialmente de los
acoplados a proteína G Cuando el receptor es activado por un agonista además de
desencadenar la cascada de señalización recluta a la proteína GRK quinasa de
receptores acoplados a proteína G que fosforila al receptor activado induciendo su
endocitosis down regulation o degradación por proteasas
Transducción de señales:  
Los receptores acoplados a proteína G poseen dos partes una que actúa como
receptor propiamente tal posee dominios transmembrana con el amino terminal
extracelular y el extremo carboxilo hacia intracelular donde se une la proteína G y
otra de proteína G que posee tres subunidades alfa que se desprende y realiza la
activación beta y gama Para activarse necesita GTP
Kathy Herrera
 
Ej la hormona paratiroidea PTH se une
a un receptor acoplado a proteína Gs
existen 3 tipos de proteína G Gs Gi y
Gq que activa a una enzima adenilato
ciclasa que produce como segundo
mensajero AMP cíclico que activa una
proteína kinasa A depende de AMP
cíclico que ejerce su efecto
La proteína Gi inhibe a la adenilato
ciclasa por lo tanto disminuye el AMP
cíclico usualmente apaga las
señales
La proteína Gq activa una fosfolipasa C
que produce IP3 inositol trifosfato y
DAG diacil glicerol como segundos
mensajeros El IP3 libera calcio del retículo endoplasmático y el DAG activa a una
proteína kinasa C para luego ejercer sus efectos
El AMP cíclico luego se degrada mediante una fosfodiesterasa
El calcio liberado también actúa como segundo mensajero produciendo respuestas
el calcio activa la calmodulina que genera efectos similar a LTP
Los receptores tirosina kinasa
poseen función enzimática y
receptora Fosforilan en
aminoácido tirosina
Cuando se une la hormona al
receptor se dimerizan las
unidades y se activan las partes
enzimáticas que fosforilan y
activan enzimas río abajo
En la resistencia a la insulina el
receptor es el que falla no la
hormona El receptor deja de ser
tirosina quinasa y pasa a ser
serina quinasa fosforila en serina y no activa a las otras enzimas
Los estrógenos pueden
aumentar la respuesta ante
una señal
Los fármacos pueden actuar
en el receptor o en su
cascada de señalización
Kathy Herrera
 
Los efectos crónicos o a largo plazo de una hormona son cambios en la síntesis de
proteínas efecto agudos pueden ser cambios en el tráfico celular fosforilación de
una proteína etc o en la transcripción de genes
Las hormonas
hidrofóbicas tienen
receptores
intracelulares
citosólicos o
nucleares Al entrar a la
célula blanco se separa
de la proteína de
transporte y activa
receptores
citoplasmáticos o
receptores nucleares El
complejo hormona
receptor se une al ADN
modificando la
transcripción de genes inductor o represor y síntesis de proteínas algunos
además tienen receptores en la membrana como el cortisol
Los receptores para hormonas esteroideas tienen un sitio de unión a hormona y
otro de unión al ADN
Algunos receptores de
hormonas hidrofóbicas están
constantemente inactivos y se
activan ante la hormona por lo
tanto se dimerizan con otro
receptorformando un
homodímero u
heterodímeros como las
hormonas tiroideas que
necesitan su receptor más el
receptor de vitamina A o ácido
retinoico
El receptor de vitamina D es
heterodímero al igual que el de
hormonas tiroideas
La causa de una endocrinopatía
puede estar en muchos sitios de la
cadena hormonal
Kathy Herrera
 
Kathy Herrera