sistema endocrino. el hipotálamo y la glándula hipofisaria
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EL SISTEMA ENDOCRINO
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EL SISTEMA ENDOCRINO
Dos grandes sistemas han evolucionado para comunicar y coordinar
las funciones del organismo
El sistema nervioso
El sistema endocrino
El sistema nervioso
Integra las funciones de los tejidos y órganos por una red de
neuronas que se comunican por
medio de señales eléctricas
El sistema endocrino
Integra y coordina la función de los
órganos por medio de señales químicas
secretadas al espacio externo por tejidos endocrinos o
glándulas
Estas señales químicas son las hormonas, las cuales son reconocidas por receptores específicos de sus células
blanco
Una vez que la hormona es reconocida por su blanco, ejerce su acción biológica mediante un
proceso que conocemos como transducción de señales
En la superficie de las células
blanco
Dentro del citoplasma
El sistema endocrino es
fundamental en la mantención de la
homeostasis
El sistema endocrino mantiene el medio interno estable a
pesar de las variaciones en las entradas o salidas
de:
Nutrientes
Calor
Agua
Minerales
La función de las células endocrinas,
generalmente agrupadas en
glándulas, es detectar las alteraciones del
medio interno
secretar
hormonas
Que tendrán acción en sus células
blanco
MODOS DE COMUNICACION INTERCELULAR
El cuerpo humano tiene varios mecanismos para transmitir información
ente sus células
Autocrina
Paracrina
Endocrina
Neuroendocrina
Autocrina, la señal actúa sobre la propia célula de origen
Paracrina, la señal difunde una corta distancia a través del líquido intersticial y contacta una célula distintaEndocrina, la señal es transportada hasta las células blanco a través de la sangre
Neurocrina, la señal hormonal se origina en una neurona y se transporta por la sangre hasta las células de destino
Pituitaria o hipófisis
Tiroides
Paratiroides
Testículos
Ovario
Adrenales
Páncreas endocrino
Las células endocrinas clásicas se encuentran ubicadas en glándulas
SINTESIS Y ALMACENAMIENTO DE
LAS HORMONAS
Las hormonas se sintetizan, almacenan y secretan por diversos
procedimientos
Las hormonas peptídicas se sintetizan por el procedimiento
general que caracteriza a la síntesis de las proteínas
El DNA que dirige la síntesis se transcribe en un RNA
mensajero
El RNA mensajero atraviesa la membrana nuclear
En el citoplasma su información es traducida por
los ribosomas
Se forma una preprohormona
En el retículo endoplásmico se procesa
En el aparato de Golgi continúa su procesamiento y luego empaquetadas dentro de gránulos de
secreción
hormonas catecolamínicas
epinefrina
norepinefrina
dopamina
aminoácido tirosina
se almacenan en vesículas o gránulos
hormonas tiroideas
tiroxina
triyodotironina
Aminoácidotirosinay yoduro
no se almacenan en vesículas o gránulos, se incorporan a una molécula de proteína
hormonas esteroidales
cortisolandrógenos colesterol
no se almacenan, se activa la síntesis desde el colesterol
aldosterona
progestágenos
estrógenosvitamina D
Las hormonas pueden circular
libremente o unidas a proteínas transportadoras
La circulación de una hormonaunida a una proteína transportadora
tiene dos propósitos importantes
Primero, proporciona a la sangre un reservorio de la hormona
Y segundo, más importante, extiende la vida media de la hormona en la circulación. Por ejemplo, más del 99.99% de la tiroxina (T4) circula unida a una
proteína y su vida media es de 7-8 días, mientras que la vida media de
la T4 libre es de algunos minutos
La regulación del sistema endocrino se
realiza a través de mecanismos de
retroalimentación
Glándula
↑Hormona
Producto
Blanco
Estimula
Suprime
Blanco
↓Producto
Hormona
Glándula
Estimula
Estimula
Richard H FosterFisiología & Biofísica
Respuesta endocrina y nerviosa ante una
hipoglicemia
La respuesta del organismo ante una disminución de la concentración plasmática
de glucosa (hipoglicemia), como puede ocurrir tras un ejercicio prolongado, muestra muy
bien las relaciones entre el sistema nervioso y el endocrino
Las células endocrinas del
páncreas responden a esta situación
El aporte continuo de glucosa es
absolutamente necesario para la mantención del
funcionamiento del cerebro
secretando
Glucagón
Respuesta endocrino y nerviosa ante una hipoglicemia
Células endocrinas del páncreas ↑ glucagón
Que estimula la liberación de glucosa almacenada en el hígado
Otras células del páncreas responden disminuyendo la secreción de insulina
Lo que disminuye la utilización de la glucosa
Respuesta endocrino y nerviosa ante una hipoglicemia
Las neuronas del hipotálamo detectan la hipoglicemia y estimulan directamente vía simpática a los hepatocitos e indirectamente por activación simpática de la medula adrenalLa médula suprarrenal secreta adrenalina la que actúa sobre el hígado para liberar glucosaPor último, otras neuronas del hipotálamo también detectan la hipoglicemia y estimulan la secreción de cortisol por la corteza suprarrenal que estimula la síntesis de glucosa
EL HIPOTALAMO Y LA GLANDULA
HIPOFISIARIA
La hipófisis o glándula pituitaria era llamada antiguamente la glándula
maestra debido a su posición preponderante en el sistema
endocrino
La hipófisis se encuentra
bajo control:
Neuronal por productos del hipotálamo
Por retroalimentación de los productos circulantes de sus glándulas blanco
La hipófisis y el hipotálamo,
con sus conexiones
neuronales y vasculares asociadas, forman una
unidad funcional
entre:
el sistema endocrin
o
el sistema nervioso
Esta unidad regula
el metabolismo hídrico
la secreción láctea
el crecimiento corporal
la reproducción
Y las actividades secretoras de las
glándulas tiroides
suprarrenales
reproductoras
La hipófisis se sitúa debajo del hipotálamo, en una cavidad ósea del
cráneo (silla turca)
La glándula está formada por la fusión de dos
tejidos:
La parte posterior o
neurohipófisis, que procede del neuroectoderma
La parte anterior o
adenohipófisis que procede del
ectoderma
La neurohipófisis está irrigada por la
arteria hipofisaria
inferior cuyo plexo capilar rodea los
botones terminales de los axones de
las neuronas provenientes de
las áreas supraóptica y
paraventricular del hipotálamo
Estas terminaciones constituyen la
fuente inmediata de las
neurohormonas peptídicas: hormona
antidiurética (ADH) y la
oxitocina (OCT)
La eminencia media está irrigada
por la arteria hipofisaria superior
Su plexo capilar rodea los botones terminales de los
axones de diversas neuronas
Esta neuronas producen
hormonas liberadoras y
hormonas inhibidoras
hipotalámicas que regulan el
funcionamiento de la adenohipófisis
El plexo capilar de la eminencia media
forma la vena porta que
desciende hacia la adenohipófisis
Este sistema da nuevamente origen
a un segundo plexo capilar fenestrado que
cumple dos funciones
Primero: las hormonas
liberadoras e inhibidoras
transportadas desde la eminencia
media salen del segundo plexo y
actúan sobre un grupo selecto de
células endocrinas
regulando sus productos de
secreción
Segundo: las hormonas
secretadas por estas células entran en el mismo plexo
capilar, salen por las venas de
drenaje y luego distribuidas por la circulación hacia
sus blancos periféricos
HORMONAS LIBERADORAS E
INHIBIDORAS HIPOTALAMICAS QUE
CONTROLAN A LA ADENOHIPOFISIS
Cada hormona hipotalámica liberadora o inhibidora tiene
asignada un grupo específico de células
endocrinas
ACTH TSH LH FSH GH PRL
CRH GnHRHGHRH
(Somatostatina) PIHTRH
corticotrofos tirotrofos gonadotrofos somatotrofos lactotrofos
ACTH TSH LH FSH GH PRL
Hormona hipotalámica Efecto en la hipófisis anterior
Hormona liberadora de la corticotrofina (CRH)
Estimula secreción de adrenocorticotrofina (ACTH)
Hormona hipotalámica Efecto en la hipófisis anterior
Hormona liberadora de las gonadotrofinas (GnHRH)
Estimula la secreción de la hormona folículo estimulante (FSH) y hormona luteinizante (LH)
Hormona hipotalámica Efecto en la hipófisis anterior
Hormona inhibidora de la prolactina (PIH)
Estimula la secreción de prolactina (PRL)
Hormona hipotalámica Efecto en la hipófisis anterior
Hormona liberadora de la hormona de crecimiento (GHRH)
Estimula la secreción de la hormona de crecimiento (GH)
Hormona hipotalámica Efecto en la hipófisis anterior
Somastostatina Inhibe a la hormona del crecimiento (GH)
Hormona hipotalámica Efecto en la hipófisis anterior
Hormona liberadora de la tirotropina (TRH)
Estimula la secreción de la hormona estimuladora de la tiroides (TSH)
Hormona Tejido blanco Acción principal Regulación de su secreción
ACTH Corteza adrenal Estimula secreción de glucocorticoides
Estimulada por CRH, inhibida por glucocorticoides
TSH Glándula tiroides Estimula secreción de hormonas tiroídeas
Estimulada por TRH, inhibida por hormonas de la tiroides
GH Muchos tejidos Estimula síntesis de proteínas y crecimiento, lipolísis y aumento de glicemia
Inhibida por somatostatina, estimulada por la GHRH
FSH Gónadas Estimula producción de gametos y producción de estrógenos en la mujer
Estimulada por la GnRH, inhibida por hormonas sexuales e inhibina
PRL Glandula mamaria Estimula la producción de leche en la mujer
Inhibida por PIH
LH Gónadas Estimula la secreción de hormonas sexuales. Ovulación y formación del cuerpo lúteo en la mujer. Estimula la secreción de testosterona en el hombre
Estimulada por GnRH, inhibida por esteroides sexuales
El hipotálamo y la hipófisis responden a un
control de retroalimentación
X, hormona de una glándula periférica
XIH, hormona hipotalámica inhibidora
XRH, hormona hipotalámica liberadora
XRH, hormona hipofisaria trófica
Se llama de asa larga, es en
general negativo
Los productos de las
glándulas periféricas ejercen un control por
retroalimentación en la hipófisis
y en el hipotálamo
Se llama de asa corta
Retroalimentación negativa ejercida
por las hormonas
tróficas (XTH) secretadas por la
hipófisis
Las hormonas liberadoras
hipotalámicas (XRH) inhiben
su propia síntesis
Se llama de asa ultracorta
Las secreciones de la hipófisis de acuerdo a las
necesidades del organismo
El hipotálamo
Regula
El hipotálamo es la estación central de
relevo, integra señales de diversas
procedencias y las canaliza
hacia la hipófisisSobre la función
hipofisaria pueden influir:
Sueño o vigilia
DolorEmociones
Miedoolfatoluz
pensamiento
El hipotálamo recibe
información de
el sistema límbico
el tálamo
de la corteza cerebral
HORMONAS DE LA HIPOFISIS POSTERIOR
ADH Núcleo supraóptico
OCT Núcleo paraventricular
La función principal de la ADH es conservar el agua corporal y regular
la osmolalidad de los fluidos corporales
La función principal de la OCT es producir la eyección de la leche en la
glándula mamaria y facilitar la contracción del músculo uterino durante
el trabajo de parto
ADH
La secreción de ADH es regulada por estímulos osmóticos y de volumen
Falta en la ingesta de agua aumenta la osmolalidad del plasma y de los
fluidos que bañan el cerebro
El aumento en la osmolalidad induce pérdida de agua de las neurona osmoreceptoras ubicadas en el
hipotálamo. Como resultado de la disminución de volumen se produce
una liberación de la ADH
Del mismo modo, la ingesta de agua suprime las descargas de los
osmorreceptores y disminuye la liberación de la ADH
La privación de agua eleva la osmolalidad plasmática y estimula la secreción de ADH.
Los osmorreceptores hipotalámicos son extraordinariamente sensibles, responden con un cambio de la osmolalidad de solo 1% a 2%. El umbral de osmolalidad para la liberación de ADH es aproximadamente de 280 mOsm/kg H2O.
Como resultado, la ADH provoca retención de agua por el riñón lo que resulta en una disminución de la osmolalidad plasmática hasta valores normales
En respuesta a una
hiperosmolalidad, los
osmoreceptores también
estimulan la sed. En los humanos, el umbral para la sensación de sed es un poco mayor
que el umbral para la secreción
de ADH. Alrededor de 284
mOsm/kg
Otro estímulo importante para la liberación de la ADH es la hipovolemia e hipotensión. Esta respuesta es menos sensible.La hipovolemia es detectada por barorreceptores carotideos y
aórticos y los receptores de tensión de las paredes de la aurícula izquierda y de las venas pulmonares.
Dolor, estrés emocional, náuseas y
vómitos, calor, fármacos, estimulan
también la liberación de ADH. El etanol es un
potente inhibidor de la ADH
La ADH circula libre a una concentración basal de 1 pg/ml (10-12 M). La vida media plasmática es
de 5 a 15 minutos
Durante la falta de agua, la secreción de ADH aumenta de 3 a 5 veces. La máxima antidiuresis se alcanza a una concentración de 4
a 5 pg /ml
ACCIONES DE LA ADH
La mayor acción de la ADH es en las células
epiteliales renales responsables de la
reabsorción de agua desde el filtrado
glomerular
Se encuentran en los túbulos contorneados
distales y túbulos colectores de la médula
renal
La ADH aumenta la permeabilidad de estas
células al agua por unión de la hormona a receptores de membrana (V2)
acoplados al sistema del cAMP
El aumento del cAMP activa a una proteína quinasa (PKA) en la membrana del lado capilar de la célula
La proteína quinasa promueve la inserción de
acuaporinas a la membrana de la célula
epitelial renal, con lo que se absorbe más agua
OCT
Lactancia normal
oxitocina
contracción de las células mioepiteliales de los alvéolos mamarios
eyección de la leche
Durante la succión, los receptores sensitivos del pezón generan impulsos aferentes que llegan a los núcleos supraóptico y paraventricular del hipotálamo, tras varios relevos, una última sinápsis colinérgica desencadena la descarga de oxitocina.
contracción uterina
Hipófisis posterior
Hormona antidiurética
(ADH)
Conservar el aguacorporal y regular la tonicidad de los líquidos corporales.Mantiene el volumen vascular
Oxitocina(OCT)
Eyección de la leche por la glándula mamaria. Estimulación de la contracción del músculo uterino durante el parto
Privación de agua eleva la osmolalidadplasmática, lo que induce la liberación de ADH. La ADH, a su vez, provoca retención de agua porel riñón y disminución de la osmolalidad plasmática hasta cifras normales
cAMP
La OCT estimula la contracción de las células musculares epitelialesde los alvéolos mamarios. esto impulsa la leche a los conductos de la leche
Ca2+, cAMP
HORMONAS DE LA HIPOFISIS
ANTERIOR
Tirotrofina (TSH)
Adrenocorticotrofina (ACTH)
Gonadotrofinas (LH y FSH)
Hormona del crecimiento (GH)
Prolactina (PRL)
HORMONA DEL CRECIMIENTO (GH)
El principal efecto fisiológico de la hormona del crecimiento
(somatotropina, GH) es estimular el crecimiento y el desarrollo
somático postnatal, en el adulto la GH actúa modulando el
metabolismo y la composición corporal
La GH es una hormona con una intensa acción anabólica. En su
ausencia, el crecimiento del ser humano se detiene. Cuando la
hormona se administra a pacientes con déficit de GH, produce una rápida retención de nitrógeno e
hipoaminoacidemia
La GH se sintetiza en los somatotrofos. Su producto, la GH es una cadena polipeptídica de 192 aminoácidos y dos puentes
disulfuro
La síntesis de la GH es estimulada por su péptido liberador hipotalámico específico, la hormona liberadora de la hormona de crecimiento (GHRH) e inhibida por la somatostatina, su inhibidor hipotalámico
La secreción de la GH es estimulada por la unión de la GHRH a su receptor, en la
membrana plasmática de los somatotrofos. cAMP, Ca2+ y productos del metabolismo del fosfatidilinositol son los segundos mensajeros en la acción de la
GH
El péptido hipotalámico somatostatina es un potente inhibidor de la secreción de
GHLa somatostatina bloquea la estimulación
de GHRH por inhibición no-competitiva sobre la estimulación de GHRH
La somatostatina actúa sobre su propio receptor en la membrana plasmática
de los somatotrofos, produce disminución de los niveles de cAMP y
Ca2+
La secreción de la GH depende de muchos
factores, sin embargo la vía final común de
la mayoría de los estimuladores de la
secreción de la GH es:
↑ GHRH
↓ Somatostatina
Por el contrario, los factores que suprimen la secreción de la GH, disminuyen la GHRH o aumentan la secreción
de somatostatina
La liberación de GH está regulada
metabólicamente por los sustratos
energéticos:
glucosa
ácidos grasos libres
aminoácidos
Una disminución aguda en los
niveles plasmáticos de
glucosa o ácidos grasos libres
GH
Una dieta rica en carbohidratos o una
carga de glucosa pura reducen los
niveles de GH plasmática por lo menos en un 50%.
Este efecto está mediado por una estimulación de la
liberación de somatostatina
GH
Una dieta rica en proteínas o una infusión de una
mezcla de aminoácidos,
aumenta los niveles plasmáticos de GH.
La arginina es especialmente
eficaz. Actúa por inhibición de la
liberación de somatostatina
GH
La regulación de la secreción de la GH
por el sistema nervioso tiene varias
formas:
fiebre
anestesia
traumatismo
estrés
cirugía
↑GH
Estos procesos actúan sobre las neuronas
hipotalámicas secretoras de GHRH y somatostatina a
través de serotonina, dopamina, noradrenalina y
GABA
Mecanismo de acción de la GH
La GH interactúa con varios receptores de membrana plasmática distintos en sus
objetivos celulares distribuidos por todo el organismo
Una molécula de GH se une a dos receptores vecinos, el extremo intracelular de ambos
receptores se acopla y activa tirosinas quinasas intracelulares las que fosforilan
factores de transcripción génica
Sin embargo, gran parte del efecto de la GH sobre el crecimiento se realiza a través de
una familia de péptidos llamados somatomedinas. Estos péptidos tienen un peso molecular de 7000 y una estructura similar a la proinsulina. Se llaman factores de crecimiento similares a la insulina (IGF)
Los IGF circulan en la sangre unidos a
proteínas transportadoras
Los IGF se producen en muchos tejidos en respuesta a la GH.
No obstante, sus formas circulantes proceden
principalmente del hígado
Los IGF actúan como
intermediarios de los efectos
proliferativos de la GH en :
Cartílago
Hueso
Tejido adiposo
Fibroblastos
Las personas que no pueden sintetizar IGFs presentan un
retraso en su crecimiento, a pesar de tener concentraciones
elevadas de GHEn la adolescencia la concentración plasmática de IGF-1 aumenta por la mayor secreción de GH, las personas de talla muy
alta tienen una hipersensibilidad a la GHRHLa hipersecreción mantenida de
GH por un tumos en los somatotrofos produce un
síndrome llamado acromegalia
Control por retroalimentación negativa de la secreción de GH
La regulación de la secreción de la GH por retroalimentación
negativa tiene lugar a todos los niveles
Las somatomedinas ejercen
retroalimentación de asa larga sobre el hipotálamo y la
hipófisis. Las somatomedinas
inhiben la liberación de GHRH y su acción
sobre sobre los somatotrofos y
estimulan la liberación de somatostatina
La propia GH ejerce una
retroalimentación de asa corta al
estimular la liberación de
somatostatina
La GHRH realiza una retroalimentación negativa de asa
ultracorta, posiblemente a través de sinapsis con
neuronas somatostatinérgicas
PRL
La PRL estimula
el desarrollo mamario
durante el embarazo
y la lactancia
Es la hormona principal en la
lactogénesis. Antes y después de la
pubertad, la PRL junto con la
progesterona, cortisol y GH estimulan la
proliferación de los conductos de la
leche en la glándula mamaria
La PRL en exceso inhibe la síntesis y secreción de GnRH, por lo
tanto la ovulación.
Inhibe la libido en la mujer y estimula la conducta maternal
protectora hacia el recién
nacido
