SISTEMA ENDOCRINO

Arnold A Berthold (1803-1861)

Primeros experimentos endócrinos

ABLACIÓN - TRANSPLANTE

Claude Bernard(1813-1878)

Claude Bernard estableció que el sistema endocrino regula el medio interno de los animales. Las “secreciones internas” se liberan en una parte del cuerpo, viajan vía la circulación y actúan en blancos lejanos. (Circa 1854)

HOMEOSTASIS

Ernest Henry Starling (1866-1927)

• Estudió la funcionalidad de proteínas séricas. • En 1902 demostró con Bayliss que la secretina

estimula la secreción pancreática• Fue el primero en usar el término hormona

Detección y señalización

Las glándulas endócrinas sintetizan y almacenan hormonas. Poseen un sistema de detección y señalización que regula la duración y cantidad de liberación hormonal por retroalimentación desde la célula blanco.

Sistema Endócrino vs. Nervioso

• Sistemas de comunicación principales.• Integran estímulos y respuestas frente a cambios

en el ambiente externo e interno. • Coordinan funciones de células, tejidos y órganos

altamente diferenciados.• Sistema endócrino es anatómicamente

discontinuo.

El sistema nervioso ejerce un control punto a punto mediante vías nerviosas (similar a una comunicación cablegráfica). Señal eléctrica, respuesta rápida.

El sistema endócrino difunde mensajes hormonales a prácticamente todas las células por secreción en sangre y fluido extracelular. Respuesta lenta (de minutos a días), requiere de receptores en las células diana.

Receptores específicos

La mayoría de las hormonas se liberan a la sangre en muy bajas concentraciones (10-10 M) interactúan con todas las células del cuerpo. Sin embargo, una hormona determinada ejerce su efecto sólo en un número limitado de células blanco, que posee receptores específicos para esa hormona.

Control por retroalimentación

Funciones principales del sistema endócrino

• Mantenimiento y optimización del ambiente bioquímico interno y del metabolismo.

• Integración y regulación del crecimiento y del desarrollo.

• Control de la reproducción sexual (gametogénesis, apareamiento, fertilización, desarrollo fetal, sexual reproduction, including gametogenesis, coitus, fertilization, desarrollo fetal, parto, nutrición neonatal).

Tipos de señalización hormonal

• Hormonas endócrinas via circulación sanguínea to target cells.

• Neurohormonas liberadas via sinapsis química a la circulación.

• Hormonas parácrinas entre células adyacentes.

• Hormonas autócrinas.

– Hormonas liposolubles: receptores en el citoplasma o núcleo. Respuesta prolongada (ej. esteroides).

– Hormonas insolubles en lipidos: receptores localizados en la membrana celular. Via cascadas de 2dos. mensajeros. Respuesta transitoria.

Interacción hormona-receptor

1, 2 esteroides3 prostaglandinas

aminas, péptidos

• Homonas liposolubles:– Activación directa de genes.– Promueve síntesis de proteinas:

• Incremento y regulación de actividad enzimática.

• Crecimiento y reparación tisular.

• Hormonas no liposolubles: • Via segundos mensajeros.

• Cambios en la permeabilidad de la membrana.

• Inducción de síntesis de proteinas.

• Cambios en el metabolismo celular.

• Estimulación de actividad secretoria.

Acciones generales

Clasificación por estructura química de las hormonas

Derivados de aminoácidosDerivados de ácidos grasos - Eicosanoides

Esteroides Péptidos

• Esteroides: – Liposolubles– Difunden a través de la membrana celular– Órganos endócrinos

• Corteza adrenal

• Ovarios

• Testículos

• Placenta

Tipos de hormonas

• Hormonas no esteroideas (aminas, péptidos):– Insolubles en lípidos (excepto tiroideas).– Receptores en la membrana celular.– Órganos endócrinos:

• Glándula tiroides.

• Glándula paratiroides.

• Médula adrenal.

• Hipófisis.

• Páncreas.

• Tracto gastrointestinal

Tipos de hormonas

Entre 3-100 aminoácidos de tamaño.En general producidas como precursores

clivados proteolíticamente. Solubles en agua.El mayor número de hormonas.

Hormonas peptídicas

Síntesis y liberación de hormonas peptídicas

• RNAm específico traducido a precursor proteico, preprohormona

• Glicosilación postraduccional en RE

• Péptido señal hidrofóbico removido en aparato de Golgi, prohormona

• Empaquetamiento, almacenamiento en vesículas, y translocación a la membrana.

Aminas

Dos tipos, derivados del aminoácido tirosina.

Hormonas tiroideas y Catecolaminas

Hormonas Tiroideas Sintetizadas en la tiroides a partir modificación de

residuo de tirosina en tiroglobulina, incorporación post-traduccional de iodo, clivaje en lisosomas.

Liberación como T3 y T4. Transporte en sangre mediante globulina (TBG).

Catecolaminas Son tanto hormonas como neurotransmisores.

Epinefrina y norepinefrina. Producidas por la médula adrenal, hidrofílicasSecretadas como hormonas peptídicas.

Todas derivan de colesterol, varían en las cadenas laterales.

Todas son liposolubles. Liposolubles, por lo que no se almacenan y se liberan una

vez sintetizados. Las enzimas de la biosíntesis localizadas en mitocondrias

y REL.

Hormonas esteroideas

Colesterol

Tipos de esteroides

• Glucocorticoides: cortisol en humanos y mayoría de mamíferos.

• Mineralocorticoides: p. ej., aldosterona

• Andrógenos:testosterone

• Estrógeos: estradiol y estrona

• Progestógenos (o progestinas): p. ej., progesterona

Síntesis de esteroides

• Pasos de síntesis por enzimas específicas en mitocondria y REL de tejidos esteroidogénicos.

• Paso limitante: transporte del colesterol libre hacia la organela. Steroidogenic Acute Regulatory Protein (StAR)

• Fuente de colesterol: síntesis a partir de acetato, colesterol en gotas intracelulares, captación de LDL (ante esteroidogénesis crónica).

cholesterol

Extracellularlipoprotein

Cholesterolpool

LH

ATP

cAMPPKA+

Pregnenolone

Progesterone

Androstenedione

TESTOSTERONE

3HSD

P450c17

17HSD

acetate

Pueden transormarse en esteroides activos en células blanco

Derivados de ácidos grasos - Eicosanoides

• El acido araquidónico es el precursor más abundante. Depósitos en lípidos de membrana, liberados por acción de distintas lipasas.

• Los eicosanoides específicos sintetizados por una célula son determinados por la batería de enzimas presente en la misma.

• Rápidamente inactivadas, activas sólo por segundos.

• Grupos principales de estas hormonas: prostaglandinas, prostaciclinas, leucotrienos y tromboxanos.

Derivados de ácidos grasos - Eicosanoides

Regulación de la actividad hormonal

Detección y señalización: cambio en homeostasis, sistema endócrino envía señal hormonal a célula blanco, la cual elabora respuesta compensatoria.

Componentes:        Recepción del estímulo.

        Síntesis y secreción hormonal.

        Transporte al tejido blanco.

        Inducción de la respuesta.

        Degradación de la hormona.

•El efecto fisiológico dependerá de la concentración en

sangre y líquido extracelular:

1) Tasa de síntesis: retroalimentación (-) o (+)

2) Tasa de transporte al tejido blanco (flujo

sanguíneo).

3) Tasa de degradación (vida media), eliminación

metabólica y excreción.

Regulación de la actividad hormonal

Control de la síntesis hormonal

Control neuronal• Aferencias neuronales al hipotálamo controlan la

síntesis y secreción de factores liberadores hipotalámicos, que regulan la actividad de la hipófisis.

Control cronotrópico • Ritmicidad endógena/exógena de secreción (24 h,

12 meses). P. ej., GH, cortisol, melatonina.

Secreción episódica (pulsátil)

• Pulsos cada 5-60 min. P. ej., hormona de crecimiento (GH). Acción endócrina más efectiva.

Control circadiano (cronotrópico)

secreción pulsátilpico de 24 hs de período

Control por retroalimentación

Control hormona-efector

• Glucosa - insulina

Sistema Neuroendócrino

Células neurosecretorias

hipotalámicas.

Neurohormonas en órgano neurohemal.

SISTEMA HIPOTÁLAMO-HIPÓFISIS

Hipotálamo – Hipófisis: sistema endócrino maestro

HIPOTÁLAMO

• En el diencéfalo, controla la mayoría del sistema endócrino.

• Neurohormonas reguladoras de la hipófisis.

• Neurohormonas a circulación sistémica.

HIPÓFISIS

• Conectada con hipotálamo por tallo hipofisario

• Lóbulo anterior o adenohipófisis, tejido endócrino, sintetiza y secreta hormonas a la circulación.

• Lóbulo posterior o neurohipófisis, tejido nervioso terminales neurosecretorios hipotalámicos.

Neurohormonas hipotalámicas: acción en adenohipófisis

Hormonas trópicas adenohipofisarias

ACTH, FSH, LH, TSH, actúan sobre otro tejido endócrino

Retroalimentación hipotálamo-adenohipófisis

El ejercicio intenso induce la liberación de todas las hormonas adenohipofisarias.

Acción de hormonas adenohipofisarias

Hormona de crecimiento• Estimula crecimiento y división celular.

• Incrementa el transporte de aminoácidos y síntesis proteica.

• Incrementa desarrollo óseo por somatomedina hepática.

• Incrementa el metabolismo de lípidos.

• Regulada por GRH (hipoglucemia) y GIH o somatostatina

• Tipicamente es secretada durante el sueño

• Incrementa por desnutrición.

GH: gigantismo en niños, acromegalia en adultos.

ACTH:• Estimulada por CRH luego

de estrés agudo o circadiano.

• Actúa en corteza suprarrenal promoviendo la liberación de cortisol.

• Retroalimentación (-) de ACTH sobre adenohipófisis e hipotálamo.

LH & FSH:• Reguladas por GnRH a partir de

pubertad.

• LH estimula secreción de hormonas sexuales.

• FSH desarrollo del folículo ovárico y secreción de estrógenos en hembras, producción de esperma en machos.

• FSH: retroalimentación (-) de ACTH sobre adenohipófisis e hipotálamo.

• LH: (-) de inibina y de esteroides sexuales.

Acción de hormonas adenohipofisarias

Prolactina:• Promueve lactancia.

• Inhibe secreción hipofisaria de LH en machos (en exceso causa esterilidad).

• Controlada por PRH y PIH hipotalámicos.

TSH:• Estimula síntesis y

secreción de T3 y T4 en tiroides.

• Desarrollo de tiroides (en exceso causa hipertrofia)

• Regulación negativa por T3, T4, y somatostatina.

• Temperaturas bajas inducen TRH-TSH

Acción de hormonas adenohipofisarias

• ADH (hormona antidiurética o vasopresina)• Oxitocina.

Hormonas neurohipofisarias

ADH:

• Disminuye la formación de orina (aumento reabsorción de agua)

• Contrae músculo liso en arterias.

• Liberación inducida por osmoreceptores hipotalámicos, inhibición por ANF, y baroreceptores auriculares y carotideos.

Oxitocina:

• Vasopresor, incrementa la contracción del músculo liso uterino.

• Estimula secreción de leche.

• Inducida por parto y lactancia.

Hormonas neurohipofisarias

Hipotálamo-hipófisis: un repaso

Glándula Tiroides

• Localizada en la linea media del cuello.

• Mayor glándula endócrina.

• Secreta Triiodotironina (T3) y Tiroxina (T4)

• Regula la tasa metabólica basal.

• Incrementa la síntesis de proteinas.

• Incrementa la glucólisis, gluconeogénesis, captación de glucosa: hipoglucemia

• Calcitonina: calcium metabolism

Hormonas tiroideas

• Thyroxine (T4) made in follicle

• Triiodotyronine (T3) made in follicle

• Calcitonin made by C cells

T3 y T4:• Regulación del metabolismo

(carbohidrates y lípidos, síntesis de proteinas).

• Sintetizada en presencia de Iodo.

• Hidrofóbica, transportada por globulinas.

• Controlada por TSH.

• T3 más efectiva (1.5 %), T4 más abundante (98.5%).

Calcitonina:• Disminuye niveles de Ca2+

y fosfatos (disminuyendo reabsorción y aumentando depósito en hueso, estimulando excreción por los riñones.

• Controlada por niveles de Ca2+ en sangre.

Hormonas tiroideas

Enfermedades tiroideasHipertiroidismo:• Alta TMB, hiperactividad, hipersensibilidad al calor, exoftalmia.

• Enfermead de Grave: hipertiroidismo autoinmune (TSH is imitada por autoanticuerpos).

Hipotiroidismo:• En adultos: baja TMB, sensibilidad a frío, hipoactividad.

• En niños: cretinismo– crecimiento impedido, retardo mental, formación ósea anormal.

• Enfermedad de Hashimoto: hipotiyroidismo autoinmuine (autoanticuerpos destruyen células foliculares).

• bocio: deficiencia de T3 y T4 por falta de iodo en la dieta.

Captación de Iodo

• Na+/I- simporte • Bomba de Na+/K+

acoplada.• Estimulado por TSH

Control por retroalimentación

Glándula Paratiroides

• Hormona Paratiroidea (PTH)

• PTH: incrementa niveles de Ca2+ en sangre, decrementa fosfatos (PO4

2-).

• Regulada por niveles de Ca2+.

• Estimula liberación ósea y reabsorción renal de Ca2+.

• Estimula excreción renal de PO42-

• Incrementa síntesis de vitamina D, mayor absorción dietaria de Ca2+.

(Vitamina D)

Calcio• Contracción muscular,sistemas de transducción de

señales, exocitosis de NT, PA cardíaco, etc., etc.• Existe en estado soluble y ligado a proteinas.

– Albúmina (40% del total)– Fosfato y citrato (10%)

• [ Ca++]i regulada por:– Paratiroides, PTH (más importante)– Tiroides, Calcitonina (células parafoliculares)– Reabsorción-excreción renal – Reabsorción-liberación ósea.

Glándulas AdrenalesSobre los riñones.

• Médula adrenal.• Corteza adrenal

mineralocorticoides

glucococorticoides

catecolaminas

Glándulas Adrenales

Médula adrenal– Estimulada por SNA simpático – Secreción de catecolaminas

• Epinefrina: respuesta de lucha-huida– Incrementa tasa cardíaca y PA.

– Incrementa ventilación pulmonar.

– Incrementa la TMB.

– Incrementa la glucogenólisis.

• Norepinefrina– Sólo un 20%

Glándulas AdrenalesCorteza Adrenal 1) Mineralocorticoides

• Aldosterona: – Mantiene balance osmótico

(ver renal)

2) Glucocorticoides• Cortisol:

– Estimula gluconeogénesis– Mobilización de ácidos grasos– captación muscular de glucosa– Acción antiinflamatoria

3) Gonadocorticoides• testosterona, estrógenos,

progesterona

• Localizado detrás del estómago

• Glándula mixta:

exócrina y endócrina.

Secreción endócrina:

insulina, glucagon,

somatostatina

Páncreas

cordonescelulares

acinos(páncreasexócrino)

capi

lare

s

Páncreas endócrino

ISLOTE DE LANGERHANS

células BINSULINA

células AGLUCAGON

células DSOMATOSTATINA

Páncreas endócrino

-Glucosa-Aminoácidos-Glucagon-GH-Hormonas gastrointestinales (GIP)-Epinefrina

Secreción de insulina estimulada por:

Páncreas endócrino

Efectos de la insulina en el metabolismo

Carbohidratos: - Aumenta captación de glucosa en hígado, músculo, tej. adiposo- Aumenta la glucogenogénesis en hígado y músculo

Lípidos:- Aumenta la liberación de ácidos grasos del hígado y tej. adiposo.

Proteinas:- Aumenta la captación de aminoácidos y la síntesis de proteinas en hígado y músculo.

Páncreas endócrino

Efectos del glucagon en el metabolismo

Secretado en respuesta a hipoglucemia.

Carbohidratos: - Aumenta la glucogenólisis en hígado.

Lípidos:- Aumenta la lipólisis en hígado.

Insulina y glucagon

GH, insulina y glucosa

GH hiperglucemiante (=glucagon)

-Insulina inmediato a una comida-GH horas después.-Disminuye captación de glucosa (-SNC)-Aumenta gluconeogénesis-Aumenta lipólisis y mobilización de ácidos grasos al hígado.

SISTEMA ENDOCRINO