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  1. 1. HORMONAS MECANISMOS DE ACCIÓN Y REGULACIÓN HORMONAL Dr. Moisés Galindo Juárez Internista Neuroendocrinología y la Conducta Humana Universidad Mariano Gálvez de Guatemala Agosto/2007
  2. 2. <ul><li>La comunicación entre las células ocurre gracias a células emisoras, señales y células receptoras. </li></ul><ul><li>Los dos sistemas de comunicación celular son el nervioso y el endocrino </li></ul>¿Cómo se comunican las células?
  3. 3. TIPOS DE COMUNICACION <ul><li>Nerviosa </li></ul><ul><li>Autocrina </li></ul><ul><li>Paracrina </li></ul><ul><li>Endocrina </li></ul><ul><li>Neuroendocrina </li></ul>
  4. 4. NERVIOSA O SINAPTICA <ul><ul><li>Las señales son sustancias químicas (neurotransmisores) </li></ul></ul><ul><ul><li>La señal se trasmite por las uniones sinápticas y se trasporta y amplifica por los nervios </li></ul></ul>Neurona Señal nerviosa El neurotransmisor se difunde a través de la sinapsis Neurona
  5. 5. PARACRINA <ul><ul><li>Las señales son hormonas, las cuales sólo son captadas por las células vecinas a la célula secretora </li></ul></ul>Célula Diana Célula secretora La hormona se trasmite a través del LEC
  6. 6. AUTOCRINA <ul><ul><li>La célula secretora es a la vez célula Diana para sus propias hormonas </li></ul></ul>Célula secretora La señal ingresar a la misma célula
  7. 7. ENDOCRINA <ul><ul><li>Las hormonas pasan a la sangre y llegan a las células Diana que se encuentran distantes </li></ul></ul>Vaso sanguíneo La hormona se trasporta a través de la sangre Célula endocrina Célula Diana Vesículas secretoras
  8. 8. NEUROENDOCRINA <ul><ul><li>Los neurotrasmisores/hormonas pasan a la sangre y llegan a las células Diana que se encuentran distantes </li></ul></ul>Vaso sanguíneo Célula Diana Neurotrasmisor Célula neurosecretora
  9. 9. <ul><li>¿Qué diferencia a las hormonas de las “no-hormonas”? </li></ul>Las hormonas son sustancias de la misma naturaleza química que las demás biomoléculas
  10. 10. ESTRUCTURA QUIMICA DE LAS HORMONAS <ul><li>1. Hormonas polipeptídicas o protéicas </li></ul><ul><li>2. Hormonas esteroideas </li></ul><ul><li>3. Hormonas amínicas o derivadas de aminoácidos </li></ul><ul><li>4. Hormonas derivadas de ácidos grasos </li></ul>
  11. 11. 1. HORMONAS POLIPEPTIDICAS <ul><li>Mayoría de las hormonas </li></ul><ul><li>Diferentes tamaños, desde 3 aminoácidos (TRH) hasta 200 aminoácidos (GH, PRL) </li></ul><ul><li>Son hidrosolubles </li></ul>
  12. 12. 1. HORMONAS POLIPEPTIDICAS <ul><li>Síntesis: </li></ul><ul><li>Son producto de la traducción de genes </li></ul><ul><li>Sufren variaciones postraduccionales: </li></ul><ul><ul><li>Preprohormonas (RE) </li></ul></ul><ul><ul><li>Prohormonas (RE) </li></ul></ul><ul><ul><li>Hormonas activas (Aparato de Golgi) </li></ul></ul><ul><li>Son almacenadas en vesículas hasta su secreción </li></ul>
  13. 14. LIBERACION DE LAS HORMONAS POLIPEPTIDICAS <ul><li>Se liberan al espacio intersticial y luego pasan al torrente sanguíneo: </li></ul><ul><ul><li>Estimulo de un receptor de superficie </li></ul></ul><ul><ul><li>Despolarización membrana plasmática (Ca++) </li></ul></ul><ul><ul><li>Aumento concentración AMPc </li></ul></ul><ul><ul><li>Activación de proteinas cinasas que desencadenan la liberación hormonal </li></ul></ul>
  14. 16. Insulina 51 aminoácidos
  15. 17. Ejemplos de hormonas polipeptídicas o protéicas <ul><li>Hipotálamo: TRH, CRH, GHRH, GHIH,GnRH </li></ul><ul><li>Adenohipófisis: GH, TSH, ACTH, FSH, LH, PRL </li></ul><ul><li>Neurohipófisis: ADH, Oxitocina </li></ul><ul><li>Tiroides: Calcitonina </li></ul><ul><li>Páncreas: Insulina, Glucagon </li></ul><ul><li>Paratiroides: PTH </li></ul><ul><li>Riñón: Renina, Eritropoyetina </li></ul><ul><li>Corazón: ANP </li></ul><ul><li>Estómago: Gastrina </li></ul><ul><li>Intestino Delgado: Secretina, Colecistocinina </li></ul><ul><li>Placenta: hCG, Somatotropina </li></ul>
  16. 18. 2. HORMONAS ESTEROIDEAS <ul><li>Síntesis: </li></ul><ul><ul><li>A partir del colesterol </li></ul></ul><ul><ul><li>Estan formadas por tres anillos de ciclohexilo y un anillo de ciclopentilo </li></ul></ul><ul><li>No se almacenan </li></ul><ul><li>Son liposolubles </li></ul>
  17. 19. <ul><li>Corteza suprarrenal: Cortisol, Aldosterona </li></ul><ul><li>Testículos: Testosterona </li></ul><ul><li>Ovarios: Estrógenos, Progesterona </li></ul><ul><li>Placenta: Estrógenos, Progesterona </li></ul><ul><li>Riñón: 1,25-dihidroxicolecalciferol </li></ul>Ejemplos de hormonas esteroideas
  18. 20. Síntesis de hormonas esteroideas a partir de colesterol
  19. 21. 3. HORMONAS AMINICAS <ul><li>Derivadas del aminoácido tirosina </li></ul><ul><li>Tiroxina </li></ul><ul><ul><ul><li>Se incorporan a la proteína tiroglobulina </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Se liberan al escindirse las aminas de la tiroglobulina </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Combinación (en sangre) con globulina fijadora de la tiroxina </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Adrenalina y noradrenalina </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Se almacenan en vesículas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Son liberadas también por exocitosis </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>En plasma están conjugadas o libres </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Dopamina </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Puede ser convertida en norepinefrina en el cerebro por la enzima dopamina-b-hydroxilasa </li></ul></ul></ul>
  20. 22. Síntesis de hormonas derivadas del aminoácido tirosina Tirosina Tiroxina Adrenalina
  21. 23. Síntesis de hormonas derivadas del aminoácido tirosina Tirosina Dihidroxifenialanina Dopamina
  22. 24. <ul><li>La melatonina es una hormona derivada del neurotrasmisor serotonina que a la vez se deriva del aminoácido triptófano </li></ul>Síntesis de melatonina a partir de serotonina Melatonina N-acetil serotonina Serotonina
  23. 25. 4. HORMONAS DERIVADAS DE ÁCIDOS GRASOS <ul><li>Las prostaglandinas pertenecen al grupo de los eicosanoides, derivados de ácidos grasos polinsaturados principalmente del araquidónico </li></ul>Prostaglandina F2 
  24. 26. ACCIÓN DE LAS HORMONAS <ul><li>Metabolismo </li></ul><ul><li>Crecimiento </li></ul><ul><li>Desarrollo </li></ul><ul><li>Equilibrio hidroelectrolítico </li></ul><ul><li>Reproducción </li></ul><ul><li>Comportamiento </li></ul>
  25. 27. MECANISMOS DE ACCION HORMONAL <ul><li>RECEPTORES HORMONALES </li></ul><ul><li>TIPOS DE ACCIÓN: </li></ul><ul><ul><ul><li>SENALIZACION INTRACELULAR </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>MECANISMOS DE SEGUNDO MENSAJERO </li></ul></ul></ul>
  26. 28. RECEPTORES HORMONALES <ul><li>Proteínas de gran tamaño </li></ul><ul><li>Entre 2,000 y 100,000 receptores por célula </li></ul><ul><li>Cada receptor es específico para una hormona </li></ul><ul><li>Localización: </li></ul><ul><ul><li>En o sobre la superficie de la membrana celular: Hormonas protéicas y catecolaminas </li></ul></ul><ul><ul><li>En el citoplasma: Hormonas esteroideas </li></ul></ul><ul><ul><li>En el núcleo: Hormonas tiroideas </li></ul></ul>
  27. 29. Hormona protéica Hormona esteroidea
  28. 30. REGULACION DEL NUMERO DE RECEPTORES <ul><li>Su numero no es constante </li></ul><ul><li>Se inactivan o destruyen al ejercer su función (regulación a la baja o negativa) </li></ul><ul><li>Se reactivan o producen al ejercer su función (regulación al alza o positiva) </li></ul>
  29. 31. MECANISMO DE ACCION <ul><li>RECEPTORES HORMONALES </li></ul><ul><li>TIPOS DE ACCIÓN: </li></ul><ul><ul><ul><li>SENALIZACION INTRACELULAR </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>MECANISMOS DE SEGUNDO MENSAJERO </li></ul></ul></ul>
  30. 32. SENALIZACION INTRACELULAR POR ACTIVACION DEL RECEPTOR <ul><li>1. Modificación de la permeabilidad de la membrana </li></ul><ul><li>2. Activación enzimas intracelulares </li></ul><ul><li>3. Activación de genes </li></ul>
  31. 33. MODIFICACION DE PERMEABILIDAD DE LA MEMBRANA <ul><li>La unión de la hormona cambia la estructura del receptor </li></ul><ul><li>Apertura o cierre de canales iónicos </li></ul><ul><li>Cambios eléctricos (despolarización o hiperpolarización) </li></ul>
  32. 34. 2. ACTIVACION DE ENZIMAS INTRACELULARES <ul><li>La unión de la hormona cambio la estructura del receptor de membrana </li></ul><ul><li>Se convierte en cinasa activada y produce </li></ul><ul><li>la fosforilación de proteínas </li></ul>
  33. 35. <ul><ul><li>Hormonas tiroideas y esteroideas </li></ul></ul><ul><li>Formación del complejo hormona-receptor </li></ul><ul><li>Unión del complejo a la cadena de DNA </li></ul><ul><ul><ul><li>Transcripción de genes específicos </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Formación de ARN mensajero </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Producción de proteínas </li></ul></ul></ul>3. ACTIVACION DE GENES
  34. 36. MECANISMO DE ACCION <ul><li>Receptores hormonales </li></ul><ul><li>Tipos de acción: </li></ul><ul><ul><ul><li>SENALIZACION INTRACELULAR </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>MECANISMOS DE SEGUNDO MENSAJERO </li></ul></ul></ul>
  35. 37. <ul><li>La hormona estimula la formación o activación de un segundo mensajero que induce efectos posteriores intracelulares. </li></ul><ul><li>Segundos mensajeros: </li></ul><ul><ul><li>AMPc </li></ul></ul><ul><ul><li>Fosfolipasa C </li></ul></ul><ul><ul><li>Calmodulina </li></ul></ul><ul><ul><li>Iones de calcio </li></ul></ul><ul><ul><li>GMPc </li></ul></ul>MECANISMO DE SEGUNDO MENSAJERO
  36. 38. SISTEMAS SEGUNDO MENSAJERO <ul><li>Adenilciclasa-AMPc </li></ul><ul><li>Fosfolípasa C </li></ul>
  37. 39. Adenilciclasa-AMPc: Hormona peptídica Líquido extracelular Proteína Gs Membrana plasmática Adenilciclasa Citoplasma ATP AMPc Poteína cinasa dependiente de AMPc inactiva Poteína cinasa dependiente de AMPc activa Proteína + ATP Proteína-PO 4 +ADP RESPUESTA CELULAR Receptor
  38. 40. Ejemplos de hormonas que usan la adenilciclasa-AMPc <ul><li>Corticotropina (ACTH) </li></ul><ul><li>FSH, LH </li></ul><ul><li>Calcitonina </li></ul><ul><li>Glucagon </li></ul><ul><li>Catecolaminas (receptores beta) </li></ul><ul><li>Secretina </li></ul><ul><li>Tirotropina (TSH) </li></ul><ul><li>Hormona paratiroidea </li></ul><ul><li>Vasopresina </li></ul><ul><li>Hormona liberadora de corticotropina (CRH) </li></ul><ul><li>Gonadotropina coriónica humana (hCG) </li></ul>
  39. 41. Fosfolipasa C Hormona peptídica Líquido extracelular Proteína G Membrana plasmática Citoplasma Retículo endoplásmico Poteína cinasa C inactiva Proteína Proteína-PO 4 RESPUESTA CELULAR Receptor Fosfolipasa C PIP 3 DAG + IP3 Ca ++ Poteína cinasa C activa RESPUESTA CELULAR
  40. 42. <ul><li>Vasopresina </li></ul><ul><li>Oxitocina </li></ul><ul><li>Angiotensina II (músculo liso epitelial) </li></ul><ul><li>Catecolaminas (receptor alfa) </li></ul><ul><li>GnRH </li></ul><ul><li>GHRH </li></ul><ul><li>TRH </li></ul>Ejemplos de hormonas que usan la Fosofolipasa C
  41. 43. ¿Por qué la concentración de las hormonas en sangre se mantiene en niveles estables?
  42. 44. CONCENTRACION HORMONAS <ul><li>Tasa de secreción hormonal </li></ul><ul><li>Transporte hormonal </li></ul><ul><li>Tasa de eliminación hormonal </li></ul>
  43. 45. SECRECION HORMONAL <ul><li>Estimulación de la glándula </li></ul><ul><li>Duración de Acción Hormonal: </li></ul><ul><ul><li>Depende de la función específica </li></ul></ul><ul><ul><li>Varía para cada hormona </li></ul></ul><ul><ul><li>Desde segundos a varios meses </li></ul></ul><ul><li>Concentración Hormonal: </li></ul><ul><ul><li>Oscilan entre 1 picogramo a microgramos/ml </li></ul></ul>
  44. 46. CONTROL DE LA SECRECION HORMONAL <ul><li>Retroalimentación negativa </li></ul><ul><li>Retroalimentación positiva </li></ul><ul><li>Variaciones cíclicas </li></ul>
  45. 47. RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA <ul><ul><li>Impide la hiperactividad del sistema </li></ul></ul><ul><ul><li>Se basa en el grado de actividad del tejido diana. </li></ul></ul><ul><ul><li>Cuando la actividad del tejido diana es adecuada, se reduce la secreción adicional de la hormona </li></ul></ul>
  46. 48. <ul><ul><li>El producto del tejido diana aumenta la producción, secreción y actividad de la hormona </li></ul></ul>RETROALIMENTACIÓN POSITIVA
  47. 49. RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA Y POSITIVA Hipotálamo Inhibe Estimula Bajos niveles de estrógeno Altos niveles de estrógeno Estrógeno y progesterona
  48. 50. <ul><ul><li>Cambios de estación </li></ul></ul><ul><ul><li>Etapas del desarrollo humano </li></ul></ul><ul><ul><li>Envejecimiento </li></ul></ul><ul><ul><li>Ciclo diurno </li></ul></ul><ul><ul><li>Ciclo del sueño </li></ul></ul><ul><ul><li>Ciclo estral </li></ul></ul>VARIACIONES CÍCLICAS
  49. 51. <ul><ul><li>Secreción cíclica de LH durante el ciclo estral </li></ul></ul>Minutos LH ng/ml
  50. 52. TRANSPORTE HORMONAL <ul><li>Los péptidos y las catecolaminas: </li></ul><ul><ul><li>Se disuelven en plasma </li></ul></ul><ul><ul><li>De capilares a tejido intersticial a células </li></ul></ul><ul><li>Las hormonas esteroideas y tiroideas: </li></ul><ul><ul><li>Circulan unidas a proteínas plasmáticas </li></ul></ul><ul><ul><li>Menos del 10% se encuentran libres </li></ul></ul><ul><ul><li>Carecen de actividad biológica hasta disociación </li></ul></ul><ul><ul><li>La unión a proteínas es una función de depósito, </li></ul></ul><ul><ul><li>retarda su eliminación del plasma </li></ul></ul>
  51. 53. ELIMINACION HORMONAL <ul><li>Destrucción metabólica por tejidos </li></ul><ul><li>Unión a tejidos </li></ul><ul><li>Excreción hepática en la bilis </li></ul><ul><li>Excreción renal en la orina </li></ul><ul><li>Vida media </li></ul><ul><li>Esteroides suprerranales... 20-100 minutos </li></ul><ul><li>Hormonas tiroideas.…...…1-6 días </li></ul>
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