METABOLISMO Y BALANCE ENERGÉTICO 2

Vista previa del material en texto

Metabolismo y balance energético 2 
Revisión de principios y patrones básicos de endocrinología: 
1) Sistema de control hipotalámico-hipofisario: varias de las hormonas que se describirán 
están controladas por hormonas tróficas liberadas por el hipotálamo y por la hipófisis 
anterior. 
2) Patrones de retroalimentación: en las vías endocrinológicas simples, la señal de 
retroalimentación negativa es la propia respuesta sistémica a la hormona; por ejemplo, la 
secreción de insulina se interrumpe cuando las concentraciones plasmáticas de glucosa 
disminuyen. En vías complejas, en las que participa el sistema de control hipotalámico-
hipofisario, la señal de retroalimentación puede ser la misma hormona. 
3) Receptores hormonales: pueden estar en la superficie de la célula o en su interior. 
4) Respuestas celulares: en general las células diana de la hormona responden alterando las 
proteínas existentes o produciendo nuevas proteínas. 
5) Modulación de la respuesta de las células diana: la cantidad de hormona activa disponible 
para la célula, así como el número y la actividad de sus receptores, determinan la 
magnitud de la respuesta de la célula diana. 
Glucocorticoides suprarrenales 
Cada una de las dos glándulas suprarrenales está constituida por dos tejidos embiológicamente 
distintos, que confluyen durante el desarrollo. Este órgano complejo secreta múltiples hormonas, 
tanto neurohormonas como hormonas clásicas. 
 La médula suprarrenal ocupa más del 25% de la masa interna y está compuesta por 
ganglios simpáticos modificados que secretan catecolaminas (principalmente adrenalina) 
para mediar respuestas rápidas en las situaciones de lucha o huída. 
 La corteza suprarrenal integra el 75% externo de la glándula y secreta diversas hormonas 
esteroides 
Corteza suprarrenal 
Secreta tres tipos principales de hormonas esteroideas: aldosterona, glucocorticoides y hormonas 
sexuales. Histológicamente se divide en tres zonas: 
 Zona glomerulosa externa que secreta solo aldosterona 
 Zona reticular interna que secreta fundamentalmente andrógenos (hormonas sexuales 
predominantes en los varones) 
 Zona fasciculada media que secreta fundamentalmente glucocorticoides. El principal es el 
cortisol. 
Todas las hormonas esteroideas se sintetizan a partir del colesterol, el cual se modifica por 
múltiples enzimas para convertirse en aldosterona, glucocorticoides o esteroides sexuales (tanto 
andrógenos como estrógenos y progesterona). 
Metabolismo y balance energético 2 
 
 
 
 
 
 
 
La estrecha similitud estructural entre las hormonas esteroideas implica que los lugares de unión 
de sus receptores también son similares, lo cual genera efectos cruzados cuando un esteroide se 
une al receptor de una molécula relacionada. Esta actividad cruzada implica que, en numerosos 
trastornos endocrinos, los pacientes puedan experimentar síntomas relacionados con más de una 
hormona. 
CORTISOL 
CONTROL DE LA SECRECIÓN DE CORTISOL 
La vía de control para la secreción de cortisol se conoce como la vía hipotalámica-hipofisaria-
suprarrenal. Comienza con la hormona liberadora de corticotropina (CRH) secretada en el sistema 
porta hipotalámico-hipofisario y se transporta hacia la hipófisis anterior, donde estimula la 
liberación de la hormona adrenocorticotrópica (ACTH). A su vez, ACTH actúa sobre la corteza 
suprarrenal para promover la síntesis y liberación del cortisol. Este último actúa como señal de 
retroalimentación negativa inhibiendo la secreción de ACTH y CRH. 
La secreción de cortisol es continua y tiene un marcado ritmo circadiano: mayores valores durante 
el día, menores en la noche. Aumenta con el estrés. 
El cortisol se sintetiza según la demanda, y una vez sintetizado difunde hacia el plasma, donde la 
mayor parte es transportada por una proteína específica: globulina transportadora de 
corticosteroides (CBG). 
FUNCIONES DEL CORTISOL 
Todas las células nucleadas del organismo presentan receptores citoplasmáticos para los 
glucocorticoides. El complejo hormona-receptor ingresa en el núcleo, se une al ADN y altera la 
expresión, la transcripción y la traducción de los genes. 
El cortisol es esencial para la vida. Los objetivos metabólicos más importantes son sus efectos 
protectores contra la hipoglucemia: en ausencia de cortisol el glucagon no puede promover la 
Metabolismo y balance energético 2 
gluconeogénesis y la glucogenólisis. Se dice que tiene un efecto permisivo sobre el glucagón y 
también sobre las catecolaminas. 
¿CÓMO ACTÚA EL CORTISOL? 
1. Promueve la gluconeogénesis en el hígado. Una parte de la glucosa que se produce se 
libera a la sangre, en consecuencia, el cortisol ↑[Gluc]pl 
2. Promueve la degradación de la proteína del musculo esquelético para proveer un sustrato 
para la gluconeogénesis 
3. Aumenta la lipólisis para que los ácidos grasos estén disponibles en los tejidos periféricos 
con el fin de obtener energía. El glicerol puede usarse para la gluconeogénesis 
4. Suprime el sistema inmunitario a través de múltiples vías 
5. Origina un balance negativo de calcio. Disminuye la absorción intestinal de Ca+2 y aumenta 
su excreción renal. 
6. Afecta la función cerebral. Los estados de déficit o exceso de cortisol causan trastornos del 
estado de ánimo y alteraciones de la memoria y el aprendizaje. Algunos de estos efectos 
pueden estar mediados por hormonas de la vía de liberación del cortisol, tales como la 
CRH. 
RESUMEN: 
CORTISOL 
Origen Corteza suprarrenal 
Naturaleza química Esteroidea 
Biosíntesis A partir del colesterol; producido según demanda; no almacenable 
Transporte en 
circulación 
Por la CBG (producida por el hígado) 
Vida media 60-90 minutos 
Factores que afectan su 
liberación 
Ritmo circadiano de secreción tónica; el estrés aumenta su liberación 
Vía de control 
CRH (hipotálamo)  ACTH (hipófisis anterior)  Cortisol (corteza 
suprarrenal) 
Células o tejidos diana La mayor parte de los tejidos 
Receptor diana Intracelular 
Reacción corporal 
↑[Gluc]pl; ↓actividad inmunitaria; permisibilidad para el glucagon y las 
catecolaminas 
Acción a nivel celular 
↑Gluconeogénesis y glucogenólisis; ↑catabolismo proteico. Bloqueo de 
la producción de citoquinas por las células inmunitarias 
Acción a nivel molecular 
Iniciación de la transcripción y la traducción y de la síntesis de nuevas 
proteínas 
Regulación por 
retroalimentación 
Retroalimentación negativa a la hipófisis anterior y el hipotálamo 
 
 
Metabolismo y balance energético 2 
ALDOSTERONA 
 Regula el balance de minerales [K+] y [Na+] 
 La secreción de aldosterona está controlada por la concentración extracelular del K+ 
 
 
 
 
 
 
 
 La secreción de aldosterona también aumenta al disminuir la presión arterial, por el 
sistema renina-angiotensina. 
 Actúa a nivel de la nefrona: ↑absorción de Na+ y ↑secreción de K+. 
 La aldosterona también se sintetiza a partir del colesterol, a demanda. 
Tiroides 
La glándula tiroidea presenta dos tipos celulares diferentes: las células C (“claras”), que secretan 
una hormona reguladora del calcio llamada calcitonina; y las células foliculares que secretan 
hormona tiroidea. 
HORMONAS TIROIDEAS 
Al igual que los glucocorticoides, las hormonas tiroideas tienen efectos a largo plazo sobre el 
metabolismo. No obstante, difieren en que no son esenciales para la vida; sin embargo, son 
esenciales para el crecimiento normal y para el desarrollo de los niños. 
Las hormonas tiroideas son aminas derivadas del aminoácido tirosina y contienen el elemento 
yodo. La síntesis tiene lugar en los folículos tiroideos (estructuras esféricas cuyas paredes están 
formadas por una única capa de células epiteliales). El centro hueco de cada folículo está lleno de 
una mezcla glucoproteica pegajosa denominada coloide. El coloide contiene una cantidad de 
hormona tiroidea suficiente para 2-3 meses. 
 
Metabolismo y balance energético 2 
SÍNTESIS DE HORMONASTIROIDEAS 
1) Las células foliculares producen una glucoproteínas denominada tiroglubulina y enzimas 
para la síntesis de hormona tiroidea. 
2) Estas proteínas se empaquetan en vesículas y después se secretan al centro del folículo. 
Las células foliculares también concentran de forma activa el yodo proveniente de la dieta, 
por medio del cotransportador simportador de sodio y yoduro (NIS) 
3) El trasporte de I- dentro del coloide está mediado por un transportador de aniones que se 
conoce como pendrina. Cuando el I- entra en el coloide, la enzima peroxidasa tiroidea 
elimina un electrón del ión y agrega yodo a la tirosina sobre la molécula de tiroglobulina. 
4) La adición de un yodo a la tirosina crea monoyodotirosina (MIT). 
La adición de un segundo yodo crea diyodotirosina (DIT). 
La MIT y la DIT experimentan después reacciones de cruzamiento, y se combinan para 
crear la hormona triyodotironina o T3. 
Los DIT se unen para formar tetrayodotironina o T4 (también conocida como tiroxina) 
5) Cuando se completa la síntesis de la hormona, el complejo tiroglobulina-T3/T4 es 
recaptado por las células foliculares en vesículas; allí enzimas intracelulares liberan las 
hormonas T3 y T4 de la tiroglobulina. 
6) Las hormonas tiroideas se exportan por medio de proteínas transportadoras (aún no 
identificadas). 
Para transportarse en sangre, al tener solubilidad limitada por ser moléculas lipófilas, se unen 
a proteínas plasmáticas como la globulina transportadora de hormona tiroidea (TBG). La 
mayor parte de la hormona tiroidea plasmática se encuentra en forma de T4; sin embargo, la 
T3 es tres o cuatro veces más activa desde el punto de vista biológico y es la hormona activa en 
las células diana. Las células diana producen alrededor del 85% de la T3 activa mediante 
enzimas denominadas desyodasas, que extraen un yodo de la T4. Esto añade otra etapa de 
control debido a que cada tejido diana puede modificar su exposición a la hormona tiroidea 
activa mediante la regulación de la síntesis de las desyodasas. 
Los receptores tiroideos, con múltiples isoformas, se encuentran en el núcleo de las células 
diana. La unión hormonal inicia la transcripción, la traducción y la síntesis de nuevas proteínas. 
CONTROL DE LA SECRECIÓN DE LA HORMONA TIROIDEA 
 El control sigue el patrón típico hipotalámico-hipofisario-glandular endócrino periférico: la 
hormona hipotalámica liberadora de tirotropina (TRH) controla la secreción hipofisaria 
anterior de tirotropina (TSH). A su vez, la TSH actúa sobre la glándula tiroidea para promover 
la síntesis hormonal. Las hormonas tiroideas actúan normalmente como señal de 
retroalimentación negativa. 
 
 
Metabolismo y balance energético 2 
FUNCIÓN DE LAS HORMONAS TIROIDEAS 
En los adultos la principal función es la de proveer sustratos para el metabolismo oxidativo. 
Son hormonas termogénicas y aumentan el consumo de oxígeno en la mayor parte de los 
tejidos. También interactúan con otras hormonas para modular el metabolismo de las 
proteínas, los carbohidratos y las grasas. En los niños, las hormonas tiroideas son necesarias 
para la expresión total de las hormonas de crecimiento. Son esenciales para el crecimiento y el 
desarrollo normales, especialmente del tejido nervioso. 
En adultos las hormonas tiroideas no son esenciales para la vida, pero si se secretan en exceso 
o en defecto realmente afectan la calidad de vida: 
 Hipertiroidismo: una persona cuya glándula tiroidea secreta demasiada hormona sufre 
hipertiroidismo. El exceso de hormona tiroidea produce cambios en el metabolismo, en el 
sistema nervioso y en el corazón. Aumenta el consumo de oxígeno y la producción de calor 
metabólico; aumenta el catabolismo proteico y puede causar debilidad muscular; sobre el 
sistema nervioso produce reflejos hiperexcitables y transtornos psicológicos; acelera el 
ritmo cardíaco y la fuerza de contracción cardíaca. 
 Hipotiroidismo: la secreción en defecto de las hormonas tiroideas afecta los mismos 
aparatos y sistemas alterados por el hipertiroidismo. Enlentece el índice metabólico y el 
consumo de oxígeno; disminuye la síntesis de proteínas; los niños hipotiroideos presentan 
enlentecimiento del crecimiento óseo y tisular y son más bajos que lo normal para su 
edad; en el sistema nervioso causa enlentecimiento de los reflejos y de los procesos 
mentales; enlentece el ritmo cardíaco (bradicardia). 
RESUMEN: 
Células de origen Células foliculares tiroideas 
Naturaleza química Amina yodada 
Biosíntesis 
A partir de iodo y tirosina. Formada y almacenada en tiroglobulina en el coloide 
folicular 
Transporte en 
circulación 
Unida a la TBG y a la albúmina 
Vida media 6-7 días para la T4; alrededor de 1 día para la T3 
Factores que afectan 
su liberación 
Liberación tónica 
Vía de control 
TRH (hipotálamo)  TSH (hipófisis anterior)  T3 + T4 (tiroidea)  T4 desyodada 
en los tejidos para formar más T3 
Células o tejidos diana La mayoría de las células del organismo 
Receptor diana Receptor nuclear 
Reacción corporal 
↑Consumo de oxígeno (termogénesis). Catabolismo proteico en adultos pero 
anabolismo en los niños. Desarrollo normal del sistema nervioso 
Acción a nivel celular Aumento de la actividad de las enzimas metabólicas y de la Na+-K+-ATPasa 
Acción a nivel 
molecular 
Producción de nuevas enzimas 
Regulación por 
retroalimentación 
La T3 ejerce retroalimentación negativa sobre la hipófisis anterior y sobre el 
hipotálamo