Biotecnología módulo 3

Prof.: Dr. Reinaldo de Armas PhD.
Biotecnología Animal
LCPA - 425
Módulo # 3

Módulo 3. Manejo de los procesos fisiológicos y
ambientales empleando técnicas biotecnológicas
1.Modificación de la actividad endocrina
2.Manejo de los procesos metabólicos con el empleo de productos
obtenidos por biotecnología
3.Empleo de microorganismos eficientes en el tratamiento de
desechos de la producción pecuaria
4.Empleo de microorganismos eficientes para el incremento de la
productividad

El sistema endocrino u hormonal es un conjunto de órganos y tejidos
del organismo que liberan un tipo de sustancias llamadas hormonas y
está constituido además de estas, por células especializadas y
glándulas endocrinas.
Actúa como una red de comunicación celular que responde a los
estímulos liberando hormonas y es el encargado de diversas funciones
metabólicas del organismo, entre ellas:
Controlan la intensidad de funciones químicas en las células.
Rigen el transporte de sustancias a través de las membranas de las
células.
Regulan el equilibrio (homeostasis) del organismo.
Hacen aparecer las características sexuales secundarias.
Otros aspectos del metabolismo de las células, como crecimiento y
secreción.

El sistema nervioso
funciona por
impulsos eléctricos y
pudiera tener
similitud a la
telefonía alámbrica
de alta velocidad
El endocrino
transmite por
mensajes
hormonales y es
inalámbrico pero
necesita de
receptores

El sistema endocrino está formado por las siguientes glándulas
endocrinas (que secretan sus productos a la sangre):
Hipotálamo
Hipófisis
Glándulas hipófisis-dependientes
Glándula tiroides
Ovarios y testículos
Glándulas no hipófiso-dependientes
Glándula paratiroides
Páncreas
Glándulas Endocrinas
Glándulas Exocrinas
Glándulas suprarrenales
Timo (presente hasta la pubertad)
El sistema endocrino está íntimamente ligado al sistema nervioso, de tal
manera que la hipófisis recibe estímulos del hipotálamo , la
médula adrenal y del sistema nervioso simpático. A este sistema se le
llama sistema neuroendocrino. Incluso el sistema inmunitario también
está relacionado a este sistema neuroendocrino a través de múltiples
mensajeros químicos.
Mediante el proceso químico al que sean sometidas las glándulas
endocrinas pueden efectuarse cambios biológicos mediante diversas
acciones químicas.

Hormonas
Las hormonas son segregadas por ciertas células especializadas
localizadas en glándulas de secreción interna o glándulas endocrinas, o
también por células epiteliales e intersticiales. Son transportadas por vía
sanguínea o por el espacio intersticial, solas (biodisponibles) o asociadas
a ciertas proteínas (que extienden su vida media) y hacen su efecto en
determinados órganos o tejidos diana.
Ya sea a distancia de donde se sintetizaron (acción endocrina), sobre la
misma célula que la sintetiza (acción autocrina) o sobre células contiguas
(acción paracrina) interviniendo en la comunicación celular. Existen
hormonas naturales y hormonas sintéticas. Unas y otras se emplean
como medicamentos en ciertos trastornos, por lo general, aunque no
únicamente, cuando es necesario compensar su falta o aumentar sus
niveles si son menores de lo normal.

ACTIVIDAD DE LA HORMONA SECRETADA
• PARACRINA
• CÉLULAS CITUADAS INMEDIATAS A LA GLANDULA
(estrógenos, GnRH,
• ENDOCRINA
• VAN AL TORRENTE CIRCULATORIO Y PUEDEN LLEGAR
LEJOS DE LA GLÁNDULA (FSH, LH, Hormona antidiurética)
• AUTOCRINA
• LAS MISMAS CÉLULAS QUE LA PRODUCEN (insulina, IGF-1)

Características de las HORMONAS:
Actúan sobre el metabolismo
Se liberan al espacio extra celular
Viajan a través de la sangre
Afectan tejidos que pueden encontrarse lejos del punto de origen de la hormona
Su efecto es directamente proporcional a su concentración
Independientemente de su concentración, requieren de adecuada funcionalidad del
receptor, para ejercer su efecto.
Regulan el funcionamiento del cuerpo
Efectos:
Estimulante: promueve actividad en un tejido. Ej: prolactina. Ej: guesina.
Inhibitorio: disminuye actividad en un tejido. Ej: somatostatina
Antagonista: cuando un par de hormonas tienen efectos opuestos entre sí.
Ej: insulina y glucagón
Sinergista: cuando dos hormonas en conjunto tienen un efecto más potente
que cuando se encuentran separadas. Ej: hGH y T3/T4
Trópica: esta es una hormona que altera el metabolismo de otro tejido
endocrino. Ej: gonadotropina sirven de mensajeros químicos

Estructura de los receptores de superficie celular
Estos son proteínas que están integrados a la membrana celular y pueden ser:
Extracelulares : Se encuentran expuestos en la superficie, interactuando el la
unión con la hormona.
Transmembranosos : La característica hidrofóbica de los aminoácidos
permiten su anclaje entre la bicápa lipídica de la membrana.
Citoplasmáticos o intracelulares : Su cola o lazos pasan a través de la
membrana uniéndose a la hormona interactuando con otras moléculas y
permitiendo la generación de un segundo mensajero, La parte citoplasmática
es la región efectora del receptor.

:
Localización del
Receptor
Clase de Hormona Mecanismo de Acción
Receptores de
superficie celular
(membrana plasmática)
Proteínicas y peptídicas,
catecolaminas y
lipídicas
Generación de segundo
mensajero que altera la
actividad de otras
moléculas - usualmente
enzimas – dentro de la
célula
Receptores
intracelulares
(citoplasma y/o núcleo)
Steroidales y tiroideas
Alteran la actividad
transcripcional de los
genes correspondientes

Segundo
mensajero
Ejemplos de hormonas que usan este
sistema
AMP Cíclico
Epinefrina y norepinefrina, glucagón, LH,
FSH, TSH ,calcitonin, hormona
paratiroidea, antidiurética hormona
Proteina kinasa
Insulina, GH, prolactina, oxitocina,
eritropoyetina, algunos factores de
crecimiento
Calcio y/o
fosfoinositoles
Epinefrina y norepinefrina, angiotensina
II, hormona antidiurética, GnRH, TRH.
GMP Cíclico hormona natriurética, oxido nítrico

Receptor asociado a proteínas G
Es un receptor multipaso con 7 hélices alfa transmembrana unido a una proteína
G intercambiador de nucleótidos de guanina. Está divida en 3 sub-unidades: una
Alfa Beta y Gamma, y cuando llega un factor de crecimiento al receptor asociado
a la proteína G, este receptor se altera, produciendo un cambio conformacional.
Esto permite al complejo G que la sub-unidad alfa se disocie de beta y gamma,
ya que la sub-unidad alfa se encontraba unida al nucleótido de guanina, pero en
ese instante se cambia por un nuevo nucleótido con carga GTP, entonces estos
se disocian y van hasta la enzima Adenilato Ciclasa que utiliza esta energía para
generar cAMP a partir de adenosín trifosfato (ATP) en el medio. El proceso
inverso, de convertir cAMP a ATP, lo produce la enzima cAMP fosfodiesterasa.
Lo mismo ocurre con el cGMP. Éste ayuda a la vasodilatación y recordemos que
también puede ser activado desde neurotransmisores como la acetilcolina, que
estimula las células endoteliales a generar (NO) oxido nítrico posteriormente este
traspasa la membrana celular y actúa sobre la enzima guanilato ciclasa con su
dominio de hierro, lo que le confiere mayor actividad y por lo tanto produce mas
cGMP.

AMPc
El cAMP puede ser utilizado por la proteína kinasa A (PKA) estas tienen 4
regiones, dos reguladores y dos catalíticas, el AMPc se une a la región
reguladora y permite la disociación de las dos regiones catalíticas, estas se
pueden translocar al núcleo y activar el factor de transcripción <<<CREB
>>> o pueden actuar con proteínas serina. Hay una enzima que tiene una
función antagonista a ésta, se llama Proteína Fosfatasa 1, que quita grupos
fosfato.
La proteína Kinasa A y la proteína fosfatasa, funcionan como reguladoras
de la activación y desactivación de otras proteínas.

Receptor proteína quinasa y no proteína quinasa
asociadas a tirosina quinasa
Hay proteínas receptoras como las proteínas tirosina quinasa que tienen
actividad catalítica, de manera que cuando se une un factor de crecimiento se
dimerizan y se autofosforilan, esto crean sitios de unión para proteínas con
dominio SH2( función de los dominios SH2 es interactuar con algunas proteínas
que se encuentran fosforiladas en residuos tirosina, así su función esta regulada
por procesos fosforilación-desfosforilación de estos aminoácidos. Por este
motivo, un dominio SH2 puede interactuar con una fosfotirosina adyacente en la
misma o en otra molécula. Cuando es sobre la misma molécula contribuye al
control de su propia actividad enzimáticaHay enzimas contrarias que quitan
grupos fosfato o desfosforilan a las proteínas receptoras con residuos de
tirosina, éstas se llaman proteínas tirosina fosfatasas (actividad de las enzimas
de quitar grupos fosfato).
Hay otros receptores que no tienen residuos de tirosina sino de serina/treonina
como por ejemplo el receptor para TGF (factor de crecimiento transformante)
estos receptores activados por la acción del ligando, activan factores de
trascripción de genes como SMADs.

Fosfolípidos y Ca2+
Otra vía de señalización celular es la vía de los segundos mensajeros, como son los
derivados de los fosfolípidos de membrana uno de los más conocidos es el PIP2 (
fosfatidil inositol 4,5 bifosfato) es un componente de la membrana plasmática y se
localiza en la cara interna de esta.
La vía de señalización intracelular derivada de segundos mensajeros comienza
cuando una proteína G activa a la fosfolipasa C (PLC) (activada su isoforma PLC-B
por una proteína G y otra PLC-Y tiene dominios SH2 y por lo tanto se asocia a
proteínas tirosina quinasa) esta hidroliza a PIP2 en (DAG) diacilglicerol y en(IP3)
inositol-1,4,5-trisfosfato. DAG activa proteínas serína treonína pertenecientes a la
familia de las proteínas quinasas C. Mientras que IP3 actúa mediante canales
iónicos del reservorio de calcio como es el (RE) retículo endoplasmático lo que libera
el Ca2+, el Ca2+ es regulado por la calmodulina, armando un complejo entre los
dos. La calmodulina/Ca2+ son importantes porque se necesitan para que se activen
quinanas CaM. Estas regulan la liberación de neurotransmisores, también fosforila a
<<<CREB>> (factor de trascripción nuclear).
Por otro lado, PIP2 puede ser alterado por PI3 quinasa lo que lo convierte en PIP3,
este tienen dianas como proteína serina/treonina quinasa denominada AKT, PIP3 se
une a AKT con dominio PH, también a PDKs se une a otro PIP3 entonces PDKs
fosforila a AKT.
Esta vía de señalización intracelular de segundos mensajes es muy importante en
muchos procesos neurológicos, inmunes y endócrinos.

Quinasas MAP
La estimulación de los receptares tirosina quinasas generan auto fosforilación
generando así, sitios de unión a proteínas SH2, esta proteína con este dominio
SH2 se llama GRb2 que también tiene un factor intercambiador de nucleótidos
llamada SOS, así todo el complejo de esta proteína al asociarse al receptor
activado por el factor de crecimiento, hace que SOS se asocie a la membrana
plasmática e interaccione con Ras (es una proteína con actividad parecida a las
proteínas G, su diferencia reside en que ella activa otra vía de señalización y
además sus tamaño constituye a la de una subunidad alfa)pequeña proteína de
unión de GTP, Ras que interactúa con la proteína serína/treonína quinasa Raf,
esta a su vez fosforila a MEK que tiene a su vez una doble especificidad en
treonína y tirosina quinasa y MEK fosforila a ERK ( factor de transcripción
nuclear )este se transloca al núcleo y fosforila a Elk-1. Elk-1 es otro factor de
transcripción nuclear, en el que desempeña un importante función en la
transcripción de genes.

Tipos de hormona según su composición química:
Esteroidales : solubles en lípidos, se difunden fácilmente hacia dentro de la
célula diana. Se une a un receptor dentro de la célula y viaja hacia algún
gen del ADN nuclear al que estimula su transcripción. En el plasma, el 95%
de estas hormonas viajan acopladas a transportadores protéicos
plasmáticos.
No esteroidales: derivadas de aminoácidos. Se adhieren a un receptor en la
membrana, en la parte externa de la célula. El receptor tiene en su parte
interna de la célula un sitio activo que inicia una cascada de reacciones que
inducen cambios en la célula. La hormona actúa como un primer mensajero
y los bioquímicos producidos, que inducen los cambios en la célula, son los
segundos mensajeros.
Aminoacídicas: aminoácidos modificados. Ej: adrenalina, noradrenalina.
Péptídicas: cadenas cortas de aminoácidos, por ej: OT, ADH. Son
hidrosolubles con la capacidad de circular libremente en el
plasma sanguíneo (por lo que son rápidamente degradadas: vida media <15
min). Interactúan con receptores de membrana activando de ese modo
segundos mensajeros intracelulares.
Protéicas: proteínas complejas. Ej: GH, PcH
Glucoprotéicas: ej: FSH, LH

Hormonas Esteroideas
Las hormonas esteroides son sintetizadas a partir del colesterol ejemplos de
ellos son: estrógeno, progesterona, testosterona. Otras hormonas de
propiedades distintas como vitamina D3, hormona tiroidea, (sintetizadas a
partir de 7-dehidrocolesterol y tirosina en la hormona tiroidea,
respectivamente) sus propiedades moleculares le permiten traspasar la
bicapa lipídica, por ende estas hormonas tienen receptores intracelulares
citosólicos o nucleares.
Las hormonas esteroideas y tiroideas se fijan a los receptores
citoplasmáticos. El complejo resultante de hormona y receptor se transloca
hasta el núcleo, sitio en el que se fija directamente en el ADN cerca de un
sitio promotor y por tanto estimula la transcripción génica. Ni la hormona ni
el receptor pueden iniciar por sí solos, la reacción de la célula diana.

Hormonas Peptídicas
Las hormonas que se fijan a los receptores sobre la superficie celular emplean
diversos mecanismos para desencadenar una reacción en sus células diana o
denominadas también como células blanco. En cada caso, el complejo
hormona-receptor parece inducir a una quinasa de proteínas para que fosforile a
ciertas proteínas reguladoras, con lo que se genera una reacción biológica a la
hormona.
Las hormonas peptídicas, conformadas por péptidos como: la insulina, glucagón
, hormonas de la hipófisis (somatotrofina etc.), entre otras. Encontramos
también los factores de crecimiento, el factor de crecimiento nervioso (NGF)
estimula el desarrollo y mantenimiento de las neuronas, el factor de crecimiento
epidérmico EGF, estimulante de la proliferación y diferenciación celular, factor
de crecimiento plaquetario (PDGF) derivado de las plaquetas que ayudan en la
generación de fibroblastos (esenciales para la síntesis de la matriz extracelular,
fibras, entre otros) regeneración de tejidos y coagulación en el caso de las
plaquetas. Encontramos también las citoquinas que ayudan al desarrollo y
diferenciación de células sanguíneas.
Una característica principal de los factores de crecimiento, es que no pueden
pasar la membrana plasmática, de manera que ellos necesitan de receptores de
superficie celular, los más conocidos de ellos son las proteínas G.

Control de sistema endocrino
Uno de los aspectos más importantes del sistema endocrino es su
regulación por medio de la autoregulación negativa. Esto significa
que las glándulas que estimulan la liberación de una hormona (por
ejemplo, la pituitaria) desde otra glándula (por ejemplo, la tiroides)
se desactivan a un punto determinado, de manera que no se
produzca un exceso de hormona.
Como ejemplo, el hipotálamo secreta la hormona liberadora de
tirotropina (TRH por sus siglas en inglés) que hace que la pituitaria
produzca la hormona estimulante de la tiroides (TSH por sus siglas
en inglés), la cual hace que la glándula tiroides produzca T4
(hormona tiroxina). Cuando el cuerpo tiene suficiente hormona
tiroides en la sangre, el T4 le comunica al hipotálamo y la pituitaria y
causa una reducción en la producción de TRH y TSH. Este tipo de
retroalimentación también existe en los ovarios y los testículos, y en
las glándulas adrenales.

Mecanismo de retroalimentación: en el cual una hormona es
capaz de regular su propia secreción (Feed Back), esto es
muy típico del eje hipotálamo-hipófisis

Velocidad de acción:
Cantidad de hormona secretada
Distancia hasta el tejido u órgano diana
Tiempo de vida media

Algunas glándulas endocrinas y sus hormonas
Glándula endocrina Hormona Tejido blanco Acciones principales
Hipofisis (producción)
Lóbulo posterior de la
hipófisis
(almacenamiento y
liberación)
Oxitocina
Útero
Estimula las
contracciones
Glándulas mamarias
Estimula la expulsión de
leche hacia los conductos
Hormona antidiurética (
vasopresina)
Riñones (conductos
colectores)
Estimula la reabsorción
de agua; conserva agua
Hipófisis (producción)
Lóbulo anterior de la
hipófisis
Hormona del crecimiento
(GH)
General
Estimula el crecimiento al
promover la síntesis de
proteínas
Prolactina Glándulas mamarias
Estimula la producción de
leche
Hormona estimulante del
tiroides (TSH)
Tiroides
Estimula la secreción de
hormonas tiroideas;
estimula el aumento de
tamaño del tiroides.
Hormona
adrenocorticotrópica
(ACTH)
Corteza suprarrenal
hormonas
corticosuprarrenales
Hormonas
gonadotrópicas
(foliculoestimulante, FSH;
luteinizante, LH)
Gónadas
Estimula el
funcionamiento y
crecimiento gonadales

Tiroides
Tiroxina (T4) y
triyodotironina (T3)
General
Estimulan el metabolismo;
esencial para el
crecimiento y desarrollo
normal
Calcitonina Hueso
Reduce la concentración
sanguínea de calcio
inhibiendo la degradación
ósea por osteoclastos
Glándulas paratiroides Hormona paratiroidea
Hueso, riñones, tubo
digestivo
Incrementa la
concentración sanguínea
de calcio estimulando la
degradación ósea;
estimula la reabsorción de
calcio por los riñones;
activa la vitamina D
Islotes de Langerhans del
páncreas
Insulina General
Reduce la concentración
sanguínea de glucosa
facilitando la captación y
el empleo de ésta por las
células; estimula la
glucogénesis; estimula el
almacenamiento de grasa
y la síntesis de proteína
Glucagón Hígado, tejido adiposo
Eleva la concentración
sanguínea de la glucosa
estimulando la
glucogenólisis y la
gluconeogénesis; moviliza
la grasa

Médula suprarrenal Adrenalina y noradrenalina
Músculo, miocardio, vasos
sanguíneos, hígado, tejido
adiposo
Ayuda al organismo a
afrontar el estres;
incrementa la frecuencia
cardiaca, la presión
arterial, la tasa metabólica;
desvía el riego sanguíneo;
moviliza grasa; eleva la
de azúcar.
Corteza suprarrenal
Mineralocorticoides
(aldosterona)
Túbulos renales
Mantiene el equilibrio de
sodio y fosfato
Glucocorticoides (cortisol) General
Ayuda al organismo a
adaptarse al estres a largo
plazo; eleva la
de glucosa; moviliza grasa

Glándula pineal Melatonina
Gónadas, células
pigmentarias, otros tejidos
Influye en los procesos
reproductivos en criertos y
otros animales;
pigmentación en algunos
vertebrados; puede
controlar biorritmos en
algunos animales; puede
ayudar a controlar el inicio
de la pubertad en el ser
humano
Ovario
Estrógenos (estradiol) General; útero
Desarrollo y
mantenimiento de
caracteres sexuales
femeninos, estimula el
crecimiento del
revestimiento uterino
Progesterona Útero; mama
Estimula el desarrollo del
revestimiento uterino
Testículos
Testosterona
General; estructuras
reproductivas
Desarrollo y
mantenimiento de
caracteres sexuales
masculinos; promueve la
espermatogénesis;pro-
duce el crecimiento en la
adolescencia
Inhibina
Lóbulo anterior de la
hipófisis
Inhibe la liberación de
FSH

•La pituitaria anterior es una glándula
clásica constituida por células que
secretan hormonas proteica.
•La parte posterior es más bien una
extensión del hipotálamo. Está
compuesta por neuronas hipotalámicas
y forma un reservorio de secreciones del
mismo y parece sostener y suspender a
la hipófisis.

La hipófisis es conocida como la
glándula maestra del organismo
debido a que sus hormonas actúan
sobre casi todas las funciones del
organismo. No obstante ella actúa
bajo control del hipotálamo por los
factores de liberación (RH). Tanto las
hormonas liberadoras como las
inhibidoras llegan a la hipófisis anterior
por medio del sistema porta,
uniéndose a los receptores
correspondientes para modular la
liberación de las hormonas producidas
en la hipófisis.

Hormona Órgano diana Efecto fisiológico
Pituitaria
Anterior
Hormona de
crecimiento
Hígado, tejido adiposo
Promueve el
crecimiento(indirectame
nte), controla el
metabolismo de las
proteinas, lípidos y
carbohidratos
Hormona estimulante
del Tiroides
Glándula Tiroidea
hormonas tiroideas
Hormona
adrenocorticotropa
Glándula adrenal
(corteza)
glucocorticoides
Prolactina Glándula mamaria Producción láctea
Hormona
luteinisante
Ovario y testículo
Control de las
funciones reproductivas
Hormona foliculo-
estimulante
Ovario y testículo
Control de las funciones
reproductivas
Pituitaria
Posterior
Hormona antidiurética Riñón
Conservación del agua
corporal
Oxitocina
Ovario y testículo
Estimula la eyección
láctea y las
contracciones uterinas

Las células en el interior de la hipófisis secretan una sola hormona (o dos
a lo sumo). Esto nos muestra que al menos la adenohipófisis contiene por
lo menos 6 endocrinocitos. Así que las células que secretan TSH no
secretan GH y tienen por supuesto receptores para TSHRH y no para
GHRH. Esta imagen muestra tejido hipofisario teñido inmunológicamente
donde las células negras tienen LH y las púrpuras Prolactina, mientras que
las no teñidas secretarán otras hormonas hipofisarias.

Hormona del Crecimiento
La hormona de crecimiento (GH), es una hormona
proteica de 190 aminoácidos que es sintetizada y
secretada por las células llamadas células somatotrofas
en la hipófisis anterior.
Es la hormona de mayor participación en los complejos
procesos fisiológicos que se involucran con el
metabolismo y el crecimiento. La GH posee un gran valor
como droga tanto en animales como en el humano.

Efectos fisiológicos de la GH
Efectos directos: Al unirse con sus
receptores en el adipocito estimula la
degradación de los triglicéridos y
suprime su habilidad de incorporarlos
nuevamente de los circulantes en
sangre y acumularlos.
Efector indirectos: Son mediados
primariamente por la Hormona similar
a la IGF-1, hormona secretada por el
hígado y otros tejidos en repuesta a la
GH. La mayoría de sus efectos
promotores son debidos a la acción
IGF-1 sobre sus células diana.

El crecimiento es un proceso complejo y resulta de un
coordinado proceso en el que participan un gran número de
hormonas. El papel principal lo tiene la GH estimulando al hígado
y otros tejidos para que secreten IGF-1, Este estimula la
proliferación de los condriocitos (célula cartilaginosas para el
crecimiento óseo) produciendo un efecto directo sobre el
crecimiento de los huesos.
La IGF-1 también es la llave del crecimiento muscular,
estimulando tanto la proliferación como diferenciación de los
mioblastos. También estimula la introducción de aminoácidos y
síntesis proteica en el músculo y otros tejidos.

Efectos sobre el metabolismo:
•Metabolismo de las Proteinas : En general, la GH estimula el
anabolismo en muchos tejidos. Por esto determina la entrada de
aminoácidos, incrementando la síntesis de proteinas y disminución de
la oxidación de las proteinas
•Metabolismo de las Grasas: Incrementa la la utilización de las
grasas por estimulación de la ruptura de los trigliceridos y la oxidación
en los adipocitos.
•Metabolismo de los Carbohidratos: La GH es una de las hormonas
miembro de las baterias de hormonas que intervienen en el control del
nivel de glucosa en sangre dentro de los niveles normales. Se dice que
tiene un efecto anti insulina, ya que suprime la capacidad de la insulina
para hacer ingresar glucosa a los tejidos perisféricos e incrementa la
síntesis de glucosa a nivel hepático. Paradojicamente la aplicación de
GH incrementa la secreción de insulina provocando hiperinsulinemia.

Control de la secreción de la GH
La producción de GH es modulada por multiples
factores, incluyendo el stress, ejercicio,
nutrición, sueño y la propia GH. A pesar de esto
el control primario lo ejercen dos hormonas
hipotalámicas y una hormona estomacal:
• Hormona liberadora de la GH: Es un péptido
hipotalámico que estimula tanto la síntesis como
la liberación de la GH.
•Somatostatina: Es un péptido producido por
diversos tejidos del cuerpo, incluyendo al
hipotálamo. La somatostatina inhibe la
liberación de la GH en respuesta a la GHRH y
otros factores estimulatorios como los bajos
niveles de glucosa en sangre.
•Ghrelina: Es un péptido secretado por el
estómago. La Ghrelina se une a los receptores
en las células somatotrofas y potencian la
estimulación de la secreción de la GH.

La secreción de GH es a su vez parte del mecanismo de feed
back negativo que envuelve a la IGF-1. Altos niveles de IGF-1
permite la disminución de la secreción de GH disminuyendo la
actividad de las células somatotrofas, sino que activa la
liberación de somatostatina en el hipotálamo.
La GH también actúa como feed back negativo para inhibir su
secreción de forma directa (factor inhibitorio autocrino sobre las
células somatotrofas).
La integración de todos estos factores afectan tanto la síntesis
como la liberación de la GH, provocando un patrón de
secreción pulsatil. Las concentraciones basales de GH en
sangre son muy bajas en sentido general. En niños y adultos
jóvenes, el período más intenso de liberación se produce
durante un corto tiempo despues del inicio del sueño profundo.

Estados Patológicos:
Tanto en el exceso como en la disminución de la GH traen problemas en la fisiología
del individuo. Estos desordenes pueden reflejar lesiones en el hipotálamo, hipófisis
o células diana. (no solo refleja problemas en la producción).
Clínicamente las deficiencias en GH o defectos en su unión al receptor se aprecian
en retardos de crecimiento (Dwafismo). Las manifestaciones de estas deficiencia s
se corresponden con el momento de inicio del desorden y puede ser adquirido o
heredable.
El efecto de la secreción en exceso, también está en dependencia de la edad del
inicio del fenómeno y se pueden distinguir dos tipos de enfermedades:
•Gigantismo: Inicia en la etapa de niñez o adolescencia. Es raro, generalmente
debido a tumores de la células somatotrofas.
•Acromegalia: Se produce en adultos y es debido a tumores en el hipotálamo. Se
manifiesta en un sobre crecimiento de las extremidades, enfermedades cardiacas,
crecimiento de la piel. El exceso de IGF-1 causará otros desórdenes metabólicos
como hiperglicemia.

Empleo farmacológico y biotecnológico de la GH
Hace años que la GH purificada obtenida de hipófisis de cadáveres humanos se
empleó para el tratamiento de niños con retardo de crecimiento. Más recientemente
se ha logrado la producción de GH por vía recombinante la cual ha permitido su
empleo en humanos y animales.
Como planteamos esta hormona ha sido usada en la terapia de niños con problemas
de crecimiento, también la han utilizado para incrementar resultados atléticos
competitivos.. A pesar de que esta terapia es relativamente segura no se pueden
descartar problemas de salud asociados.
También la industria de los cosméticos la ha empleado por un supuesto retardo en el
envejecimiento celular, pero esto está aún en tela de juicio.
La GH actualmente está autorizada para incrementar los niveles de producción
láctea. No hay dudas sobre el efecto del GH sobre la producción de leche
dependiendo en la forma en que la vaca lactante está siendo manejada para que este
tratamiento sea económico. A pesar de esto ingerir leche de animales tratados con
GH no trae riesgo alguno para los humanos.
Otra aplicación de la GH en la producción pecuaria es el tratamiento de cerdos en
crecimiento, para lograr una mayor masa muscular y menor cantidad de grasa.

Hormona estimulante del
Tiroides (Tirotropina)
La TSH conocida como tirotropina es secretada
por células de la adenohipófisis llamadas
tirotropas, encontrándose sus receptores en las
células epiteliales de la glándula tiroidea,
estimulando a esta a producir y secretar las
hormonas tiroideas.
La TSH es una hormona glicoproteica
compuesta por dos sub unidades unidas por
enlaces no covalentes. La sub unidad alfa de la
TSH está también presente en otras hormonas
hipofisarias (FSH y LH) y en primates en la
hormona placentaria HCG. Cada una de estas
hormonas tienen una única sub unidad beta, la
que le provee la especificidad de receptor, por
esto solo tiene dos receptores los que son
específicos para ellas. Tanto las sub unidades
alfa y beta en sus formas libres no poseen
actividad biológica.

El control mas importante de
la secreción de TSH es la
TSHRH. La TSHRH es
secretada por las neuronas
hipotalámicas hacia la
circulación porta hipotálamo-
Hipófisis para así llegar a los
receptores tirotrópicos en la
adenohipófisis.
Un aspecto interesante de la
TSHRH es que solo está
compuesta por 3 aminoácidos.
La secreción de la TSHRH es
inhibida por los altos niveles de
hormonas tiroideas en un
clásico feed back negativo.

Hormona Adrenocorticotropica (ACTH,corticotropina)
La Hormona Adrenocorticotropica como su nombre
indica es la que estimula la corteza de la glándula
adrenal. Mas específicamente ella estimula estimula la
secreción de glucocorticoides como el cortisol y posee
un pequeño control sobre la secreción de aldosterona
la otra hormona esteroidal producida por la corteza
adrenal.

Control de la secreción
La ACTH es secretada por la
adenohipófisis en respuesta a la
Corticotropina RH secretada por el
hipotálamo. La Corticotropina RH
es secretada en respuesta a
diferentes tipos de stress. La
liberación de la Corticotropina RH
es inhibida a su vez por los niveles
de glucocorticoides mediante un
mecanismo de feed back negativo

En el hipotálamo la ACTH es producida en un proceso que también
genera otras hormonas a parte de una proteína precursora llamada
propiomelanocortina.
•Lipotropina: Originalmente descrita como de actividad lipolítica, su importancia
está en ser precursora de la beta endorfina.
•Beta-endorfina y Metaencefalina: Es un péptido opioide calmante del dolor y de
efectos eufóricos.
•Hormona estimulante del melanocito (MSH): Conocida como controladora de la
pigmentación de la piel en la mayoría de los vertebrados.

Prolactina
La Prolactina es una hormona proteica de simple cadena
estrechamente relacionada con la GH. Ella es secretada por las
células llamadas lactotrofas en la hipófisis anterior . Es también
sintetizada y secretada por otras células en el organismo, entre ellas
alguna células inmunitarias, el cerebro y deciduas del útero grávido.
La Prolactina es secretada como prohormona. Posteriormente con la
salida de su peptido señal queda entre 194 y 199 amino ácidos en
dependencia de la especie . La estructura hormonal queda estable
por la unión de 3 enlaces disulfuro.

Efectos fisiológicos de la prolactina.
El mas importante tejido diana de esta hormona es el tejido mamario y la estimulación del
mismo para la producción láctea define su nombre y función.
Aunque es difícil encontrar un tejido que no exprese receptores para la prolactina y a pesar de
que la adenohipófisis es la mayor productora de Prolactina la hormona es secretada en muchos
otros tejidos. Se han descrito mas de 100 diferentes acciones de la hormona en diferentes
especies. A pesar de esto los mas importantes son los siguientes:
Desarrollo de la glándula mamaria, Producción láctea y Reproducción.
•Induce el crecimiento lobuloalbeolar de la glándula mamaria. Los alveolos están así incrustados
de células que secretarán leche.
•Estimula la lactogénesis después del parto. La Prolactina, con el cortisol y la insulina, actúan
en conjunto para estimular la transcripción de los genes que codifican las proteínas de la leche.
•La Prolactina también parece ser importante en otros
aspectos fuera de la lactación como la reproducción.
En algunas especies de roedores la prolactina es
necesaria para el mantenimiento del cuerpo lúteo
Finalmente la prolactina parece tener un efecto
estimulante sobre la conducta materna, construcción
de nidos y destete.

Efectos sobre las Fuciones Inmunes.
Los receptores de prolactina son expresados ampliamente por las
células inmunes y algunos tipos de linfocitos producen y secretan
prolactina . Estas observaciones sugieren que esta puede actuar
autocrina o paracrinamente modulando la actividad inmune. Es
interesante que ratones con delesión homocigota del gen de
prolactina tienen respuestas inmunes anormales. Aunque puede
modular la respuesta inmune no es estrictamente necesaria para
estas funciones

Control de la secrecion de Prolactina
En contraste con lo que se ha visto en otras hormona
hipofisarias el hipotálamo es quien suprime de forma tónica la
secreción de prolactina. En otras palabras el hipotálamo es
siempre el freno de las secreciones mientras que aquí la
prolactina se secreta cuando se aplica el freno.
La Dopamina sirve como el mayor factor inhibidor o freno de
la secreción de prolactina. La Dopamina es secretada en la
circulación portal por las neurona hipotalámicas uniéndose a
los receptores lactotrópicos e inhibiendo tanto la síntesis
como la secreción de prolactina , Agentes y drogas que
interfieren la secreción de dopaminas o la unión a su receptor
incrementan la secreción de prolactina.
En adición a la inhibición tónica por la dopamina, la secreción
de prolactina es regulada positivamente por otras hormonas
tales como TRH, GNRH, VAIP (polipéptido intestinal
vasoactivo). La estimulación de los pezones durante el
amamantamiento induce la liberación de prolactina . Aquí hay
un arco reflejo espinal que causa la liberación de la PSH del
hipotálamo.
Los Estrógenos proveen de un bien estudiado control positivo
sobre la sintesis y secreción de prolactina. Los altos niveles
de estrógenos al final de la gestación parecen ser los
responsables de los incrementos en la síntesis y liberación de
la prolactina tan necesarios para la preparación dela glándula
mamaria para la lactación.
.

Gonadotropinas: Hormonas Luteinizante y
Folículo Estimulante
La Hormona Luteinizante (LH) y foliculoestimulate (FSH) son
llamadas agonadotropinas porque estimulan a las gónadas
(testículos y ovarios). No son necesarias para la vida pero
son indispensables para la reproducción. Estas dos
hormonas son secretadas por las células de la adenohipófisis
llamadas gonadotrofas. La mayoría de ellas secretan FSH o
LH aunque algunas aparentemente pueden secretar ambas.
Como se describió para la TSH, la LH y la FSH son largas
glicoproteínas compuestas por dos sub unidades. Pero solo
la beta determina la definición de su receptor específico y es
diferente en cada hormona.

Hormona Antidiuretica (Vasopresina)
Mas del 60% de la masa corporal es agua y a pesar de
hay gran variación en la cantidad de agua ingerida cada
día, el contenido de agua corporal se mantiene
increíblemente estable. Este control preciso en la
concentración de agua y solutos se debe a varias
hormonas que actúan sobre los riñones y el sistema
vascular, pero no hay dudas que la hormona
antidiurética es la llave de estos procesos.
La Hormona Antidiurética, también conocida como
arginina vasopresina, es una hormona peptídica de 9
amino ácidos secretada por la neurohipófisis. Después
de ser empaquetadas las secreciones de las neurona
hipotalámicas, junto con un transportador llamado
neurofisina, ambos son secretados hacia la
neurohipófisis de la cual saldrán juntos como secreción
hormonal

Efectos Fisiologicos de la Hormona Antidiuretica
Efectos en el riñón
El efecto mas simple e importante de la hormona antidiurética es el de
conservar el agua corporal reduciendo la perdida de agua en la orina
Un diurético es un agente que incrementa el rango de formación de
orina. La inyección de pequeñas cantidades de hormona antidiurética
en un individuo resultaría en un decrecimiento en la formación de orina
por lo que a esto se debe el nombre de la hormona.
La hormona antidiurética se une a sus receptores en las células de los
túbulos colectores del riñón y promueve la reabsorción de agua y su
reincorporación a la circulación sanguínea. En ausencia de ella los
túbulos colectores son virtualmente impermeables al agua y la misma
se perdería en la orina .
La hormona antidiurética estimula la reabsorción de agua estimulando
los canales e agua en las membranas de los túbulos de los riñones.
Estos canales transportan el agua libre de solutos, a través de las
células tubulares la que regresa a la sangre, permitiendo disminuir la
osmolaridad plasmática e incrementando la osmolaridad de la orina

Efectos en el Sistema Vascular
En muchas especies altas concentraciones de hormona
antidiurética causa vaso contricción en las arteriolas , lo que
provoca un aumento e la presión arterial . Es por este efecto
que también recibe el nombre de vasopresina. En individuos
e buena salud este efecto es mínimo.

Control de la Secreción de la Hormona
Antidiuretica
La variable mas importante en el control de la
secreción de la hormona antidiurética es la
osmolaridad plasmática o lo que es lo mismo, la
concentración de solutos en la sangre. La
osmolaridad es monitoreada por sensores
hipotalámicos (neuronas osmorreceptoras), estas
neuronas estimulan la secreción de otras neuronas
que producen la hormona antidiurética.
Cuando la osmolaridad plasmática está por debajo
de ciertos niveles los osmorreceptores no se
activan y la secreción de la hormona es suprimida.
Cuando se incrementa la osmolaridad por encima
de los niveles normales los siempre alerta
osmorreceptores se activan y se produce el
estímulo de las células que producen la hormona
antidiurética. Como podemos apreciar las
concentraciones de hormona antidiurética se
incrementan escalonadamente y linealmente con el
incremento de la osmolaridad.

Hay una interesante relación entre la secreción de hormona antidiurética y
la sed. Ambos fenómenos parecen ser estimulados por los
osmorreceptores hipotálamicos, al parecer probablemente no por los
mismos De tal forma que los niveles umbrales para la liberación de la
hormona antidiurética son mas bajos que para la sed. De tal forma
parecería que el hipotálamo dijera que vamos a dejar tranquilo al animal
mientras la hormona antidiurética pueda resolver y no molestarlo antes de
tiempo.
La secreción de esta hormona es también estimulada frente a la
disminución de la presión o volumen sanguíneo, condiciones monitoreadas
estrechamente por sensores en el corazón y grandes arterias. Cambios en
la presión sanguínea y volumen no son tan potentes en la estimulación,
como el incremento de la osmolaridad, pero pueden serlo en condiciones
extremas. Por ejemplo la perdida del 15 al 20% del volumen sanguíneo por
una hemorragia resultaría en una descarga masiva de hormona
antidiurética.
Otro potente estimulador de la hormona antidiurética son las nauseas y el
vómito, ambos están controlados por regiones cerebrales conectadas con
el hipotálamo.

Oxitocina
La Oxitocina es un péptido de 9 aminoácidos
que es sintetizado en el las neuronas
hipotalámicas y transportada por los axones
hacia la hipófis posterior para su secreción
en sangre.
La oxitocina es también secretada por el
cerebro y por otros tejidos incluyendo ovarios
y testículos. La oxitocina difiere de la
hormona antidiurética en 2 de los nueve
aminoácidos que la componen. Ambas
hormonas son empaquetadas en gránulos y
secretadas con una proteína transportadora
llamada neurofisina.

Efectos Fisiológicos de la Oxitocina
Se pensaba que la oxitocina era una hormona sin complicaciones con solo algunas bien
conocidas actividades relacionadas con el parto y la lactación. Las investigaciones actuales
han demostrado que este pequeño péptido muchas nuevas funciones influenciadas por el.
Como ejemplo la administración en un gran rango de especies han provocado cambios de
comportamiento social, principalmente. Entre sus funciones mas importantes
fundamentalmente en las hembras tenemos:
Estimulación de la eyección láctea (bajada de la leche): La leche es inicialmente
secretada en un espacio pequeño (alveolos) en la glándula mamaria, de este debe de salir
para su consumo. Los alveolos mamarios están rodeados e musculatura lisa que son las
células diana de la oxitocina. De tal forma que la oxitocina estimula la contracción de las
células mioepiteliales causando así la eyección de la leche en los conductos y cisterna del
pezón.
Estimulación del musculo liso uterino para las contracciones de parto: Al final de la
gestación el útero se contrae vigorosamente y por periodos prolongados para poder
producir la salida del feto. Durante estos últimos estadios de la gestación hay un
incrementos en abundancia de los receptores de oxitocina en el musculo liso del asociado
con un incremento en la irritabilidad del útero. La oxitocina es liberada durante las labores
de parto, cuando el feto estimula el cervix y la vagina, con lo que se incrementan las
contracciones de la musculatura uterina para facilitar la expulsión durante el parto. En los
casos en que las contracciones no son suficientes para la expulsión se puede suministrar
oxitocina, siempre que nos aseguremos primero de que el feto puede ser expulsado sin
ruptura del útero.

Establecimiento del la conducta maternal:
Una reproducción exitosa en los mamíferos
demanda de que las madres se sientan ligadas a
sus crías inmediatamente del parto para
garantizarles el amamantamiento. Es también
importante que las vacas no lactantes no
manifiesten este comportamiento. Este fenómeno
que afecta tanto al útero como a la glándula
mamaria también influye sobre el cerebro.
Durante el parto, hay un incremento en las
concentraciones de oxitocina en el líquido
cerebroespinal que actúa sobre el cerebro
estableciendo el comportamiento maternal. Todos
estos efectos han sido bien estudiados, pero hay
un caso en ratones donde hay una delesión el gen
que codifica la oxitocina, sin embargo hay una
expulsión fetal normal y conducta maternal donde
no existe esta hormona A pesar de esto
muestran déficit en la eyección láctea y trastornos
en la conducta social.

Oxitocina en los machos:
Los machos sintetizan y secretan oxitocina igual que la
hembras al igual que en los testículos y probablemente en
otras partes del sistema reproductor. Al parecer esta hormona
juega un importante papel en el transporte espermático en el
tracto masculino y durante la eyaculación. Puede también
tener alguna importancia en el tracto femenino para el
transporte de los gametos y pudiera producir cambios de
comportamiento sexual en el macho.

Control de la producción y secreción
El estimulo mas fuerte para la liberación de la oxitocina es la estimulación
de las mamas y los pezones. Este arco reflejo solo toma unos pocos mili
segundos para viajar a través de la médula espinal hasta el cerebro donde
llega a las neuronas secretoras de oxitocina permitiendo su liberación..
Hay determinados factores que inhiben la liberación de oxitocina entre ellos
el stress agudo. Esto ocurre ya que las neurona oxitoxicas son reprimidas
por las catecolaminas liberadas por las adrenales en respuesta a muchos
tipos de stress incluyendo el miedo.
Tanto la producción de oxitocina como la respuesta a la misma, están
moduladas por los niveles circulantes de esteroides sexuales. El umbral de
liberación de oxitocina al parto parece ser disminuido en parte por los
estímulos del feto sobre el útero y el cervix, pero también está modificado
por el descenso abrupto de los niveles de progesterona. Otro efecto de los
esteroides es el incremento de la síntesis de receptores uterinos de
oxitocina al final de la gestación, como resultado del aumento de los niveles
circulantes de estrógenos.

Glándula Tiroidea
Esta glándula se localiza en el cuello, cerca de la primera parte de la tráquea.
En el humano tiene una forma de mariposa con dos lóbulos laterales que
están conectados por sección estrecha llamada istmo. En la mayoría de los
animales aparece como dos glándulas separadas a los lados de la tráquea.
Un examen minucioso demostrará uno o más nódulos sobresalientes de su
superficie que no son más que las paratiroides
La estructura microscópica de la paratiroides es bien distinta a la de la
tiroides, Las células epiteliales de la tiroides (responsables de la síntesis de
las hormonas tiroideas), se organizan en esferas llamados folículos tiroideos.
Estos están llenos con coloide (depósito proteinaseo de precursores de
hormona tiroidea).

Adicionalmente a las células epiteliales tiroideas, la glándula
alberga otras células endocrinas anidadas entre los espacios
de los folículos tiroideos y son las células C o parafoliculares,
responsables de la secreción de calcitonina.
A diferencia de la tiroides las células de la glándula paratiroides
productoras de hormona para tiroidea se organizan en una
densa red alrededor de los capilares. La imagen muestra la
región de contacto de ambas glándulas (note las diferencias).

Las hormonas tiroideas son derivadas del aminoácido Tirosina, unido
covalentemente al Iodo. Las dos principales hormonas Tiroideas son :
•tiroxina (también conocida como T4 o L-3,5,3',5'-tetraiodotironina)
•triiodotironina (T3 o L-3,5,3'-triiodotironina)
Como se puede apreciar en el siguiente diagrama, las hormonas tiroideas
son básicamente 2 tirosinas unidas entre ellas con la adición de 3 o 4
Iodos en los anillos aromáticos. El número y posición de los Iodos es
importante para su potencia y actividad y son las conocidas como
reversas . Ej.T3 (3,3',5'-T3)

La actividad metabólica de la molécula reversa de T3 es nula, T4
reversa puede dar lugar a la T3 por deiodización en el hígado y
riñón, así como otros tejidos. Es la T3 la de mayor actividad, pero
la T4 es la mas abundantemente secretada.
Las hormonas Tiroideas son poco solubles en agua y más del
99% de la T3 y T4 circulante en sangre está unida a una proteína
transportadora. Esta glicoproteína transportadora sintetizada en
el hígado es una globulina y otras como la albumina y la
transdireina. Estas proteínas transportadoras permiten el
mantenimiento estable del rango entre proteína activa y no activa
liberada por la glándula.

Las hormonas tiroideas son sintetizadas por mecanismos
fundamentalmente diferentes de aquellos hasta ahora vistos en el sistema
endocrino. Los folículos Tiroideos funcionan como almacén y factoría de las
hormonas Tiroideas
El proceso de síntesis se verifica en tres pasos, parecidos a los de los
circuitos integrados:
•Producción y acumulación de materias primas.
•Fabricación o síntesis de las hormonas en su columna vertebral o matriz
precursora.
•Liberación de las hormonas de su matriz y secreción en la sangre.
Síntesis

La hormona tiroidea está compuesta por dos materias primas
•Tirosinas que son provistas por una matriz glicoproteíca llamada tiroglobulina
sintetizada por las células epiteliales del tiroides y secretadas al lumen del folículo.
En forma coloidal (una molécula de tiroglobulina contiene 134 tirosinas ).
•Iodo (I -
) que se obtiene de la sangre por las células epiteliales transportadas al
lumen del folículo .
La Fabricacion de las hormonas tiroideas es realizada por la enzima tiroide peroxidasa:
•Iodación de las tirosinas
•Sintesis de tiroxina o triiodotironina con 2 iodotirosinas.
Por medio de la acción de la tiroide peroxidasa se acumulan las hormonas tiroideas
en forma coloidal en la superficie de las células epiteliales tiroideas. Pero aun esta
unida a la molécula de tiroglobulina, para luego ser separada de la matriz y ser
secretada en sangre.

Las hormonas tiroideas son cortadas de su matriz
por digestión en los lisosomas de las células
epiteliales del tiroides. Esta última acción se realiza
se la siguiente forma
• Las células epiteliales tiroides ingieren el coloide
por endocitosis desde su parte apical (este
colide ya pose moléculas de hormona tiroidea
colgando de su matriz de tiroglobulina).
• Los coloides se unen con los lisosomas que
contienen enzimas que digieren la tiroglobulina
liberándose las hormonas tiroideas.
• Finalmente las hormonas tiroideas libres salen
de la célula por su membrana basal y llegan a
sangre donde se unen a proteínas
transportadoras para llegar a sus tejidos diana.

Control de la Síntesis y
Secreción de Hormona Tiroidea
Cada uno de los procesos descritos
anteriormente son estimulados por la
hormona TSH secretada por la
adenohipófisis . La unión de la TSH con
sus receptores estimulan la síntesis del
transportados de Iodo, de tiroide
peroxidasas y tiroglobulina.
La magnitud de la señal de la TSH también
induce la endocitosis de coloide con altas
concentraciones de TSH , permitiendo su
desacople y la rápida salida hacia la
circulación. Cuando los niveles de TSH
son bajos, los promedios de hormonas
tiroideas bajan ya que tanto la síntesis
como liberación disminuye.

Receptores y Mecanismo de acción
Los receptores para las hormonas tiroideas son proteínas con
acción sobre el ADN, quienes funcionan de forma similar a los de las
hormonas esteroidales.
Esta hormona entra a la célula a través de la membrana mediado
por proteínas transportadoras. Este mecanismo difiere en diferentes
tejidos y algunos de ellos requieren de ATP. Una vez en el interior
se une al receptor y el complejo hormona receptor interactúa con
secuencias específicas del ADN en los promotores de los genes de
respuesta (modulando la expresión génica), inhibiendo o
estimulando la transcripción de determinados genes.
Como ejemplo el incremento en la magnitud de la contracción
cardiaca depende en parte del tipo de proteína miosina en el
músculo cardiaco. De esta forma la transcripción de determinados
genes de miosina es estimulado por las hormonas tiroideas.,
mientras la transcripción de otras es reprimida. Esta alteración de
proporciones será la que determina una mayor contractibilidad.

Acciones y efectos de las Hormonas Tiroideas
Metabolismo: TH estimulan diferentes actividades metabólicas en
la mayoría de los tejidos, induciendo un incremento en el
metabolismo basal. Una consecuencia directa de esto es el
incremento de la temperatura, con un incremento en el consumo de
O2 y la hidrólisis de ATP.
Algunos otros efectos son:
•Lípidos: Estimula la movilización de las grasas, incrementando la cantidad
de ácidos grasos en sangre (para la gluconeogenesis) y su oxidación en
muchos tejidos. De esta forma un diagnóstico indirecto de hipotiroidismo es
el determinar la cantidad de colestrol y trigliceridos en sangre
(inversamente proporcionales a la producción de hormonas tiroideas).
•Carbohidratos: Estimula en casi todos los aspectos el metabolismo de los
carbohidratos, incluyendo el aumento de la entrada a la célula de la glucosa
(dependiente de insulina), la glucogenolisis y la gluconeogenesis para
incrementar los niveles de glucosa disponibles.

Crecimiento: La hormona tiroidea es sumamente importante
´para el crecimiento normal en los animales jóvenes,
demostrado por el retardo del mismo en casos de niveles
subnormales. No nos sorprende este efecto promotor del
crecimiento este conducido similarmente al de la GH. Lo cual
es una clara confirmación de que el proceso de crecimiento
depende de la participación de múltiples controles endocrinos.
Desarrollo: Un ejemplo clásico es que los gusarapos que se
les elimina la tiroides no hacen su metamorfosis a ranas. El
aspecto más crítico en mamíferos es, que los niveles normales
de HT son esenciales para el desarrollo fetal y neonatal del
cerebro.

•Sistema Cardiovascular: La TH incrementa la contractibilidad,
el ritmo y la impelencia cardiaca. Promueve la vasodilatación, lo
que incrementa el aporte de sangre a muchos órganos.
•Sistema Nervioso Central: Tanto el incremento como el
descenso de TH producen alteraciones del estado mental. Poca
cantidad de hormonas tiroideas provocan apatía, somnolencia y
mucha cantidad inducen ansiedad y nerviosismo.
•Sistema Reproductivo: Un comportamiento reproductivo
fisiológico depende de niveles normales de hormonas tiroideas.
(tanto hipertiroidismo como hipotiroidismo son relacionadas con
infertilidad)

Estados Patológicos
Hipotiroidismo es el resultado de cualquier condición que afecte
la producción de hormona tiroidea:
•Deficiencia de Iodo: Absolutamente necesario para la producción de las
hormonas tiroideas y sin un aporte del mismo estas no pueden ser
sintetizadas. Esto se puede corregir con la adición de sales iodadas.
•Hipotiroidismo primario: Enfermedades inflamatorias que destruyan parte
de la glándula.
Los síntomas comunes de este estado aparecen desde edades
tempranas y son letargo, fatiga, intolerancia al frio, debilidad, caida del
cabello y fallas reproductivas. La forma más severa y desbastadora se
aprecia en niños con deficiencias tiroideas congénitas. Si la misma no es
corregida con terapia suplementaria rápidamente después del nacimiento
el niño puede sufrir de Cretinismo (retardo irreversible del crecimiento y
del desarrollo mental). En la mayoría de los casos el hipotiroidismo se
puede tratar con la administración oral de TH sintética.

Hipertiroidismo: Resulta de un incremento en la secreción
de hormonas tiroideas. En la mayoría de las especies esta
condición es menos frecuente que el hipotiroidismo. En
humanos la forma más común es la enfermedad de Graves
(enfermedad autoinmune que activa los receptores de la TSH
produciendo una activación constante delos mismos, con una
inducción permanente de la síntesis de TH). Esta enfermedad
se trata con drogas anti-tiroideas, las cuales suprimen la
síntesis de hormonas tiroideas interfiriendo la iodación de la
tiroglobulina por la tiroideperoxidasa. Otra interesante pero
rara causa de hipertiroidismo es el llamado tiroxicosis
hamburguesa.
Los síntomas básicos del hipertiroidismo son los contrarios de
los del hipotiroidismo e incluyen nerviosismo, insomnio,
incremento de la contracción cardiaca y ansiedad.

Calcitonina:
Es una hormona conocida por su participación en el
metabolismo del Ca y elmetabolismo del Ca y el P. En mamíferos, la mayor fuente de
calcitonin es de las células parafoliculares o C de la glándula
tiroidea, pero es también sintetizada en una variada cantidad de
tejidos, incluyendo el pulmón y el tracto intestinal. En las aves,
peces y anfibios la calcitonina es sintetizada por glándulas
branquiales.
La Calcitonina es un péptido de 32 aminoácidos desprendida de
una larga pro-hormona.

Efectos Fisiológicos de la Calcitonina
Existen una gran cantidad de efectos que le son atribuidos a la
Calcitonina. Lo que está bien comprobado es su papel en el controlcontrol
de los niveles de Ca yde los niveles de Ca y P. Ella disminuye los niveles de Ca circulantedisminuye los niveles de Ca circulante
inhibiendo la actividad de los osteoclastosinhibiendo la actividad de los osteoclastos (digieren la matriz del
hueso para liberar Ca y P en la sangre) y a nivel renal inhibe la
reabsorción de ambos iones, permitiendo un incremento de la
perdida de ellos en la orina
Podemos plantear que existen diferencias entre especies en cuanto a
la importancia de la Calcitonina en la homeostasis del Ca. En peces,
roedores, y algunos animales domésticos. La calcitonina parece jugar
un importante papel, pero en el humano no es tan importante.

Control de la Secreción de Calcitonina
El principal factor de control de la secreción de Calcitonina son los
niveles extracelulares de Ca iónico. Elevados niveles en sangre,
estimulan fuertemente la secreción de Calcitonina y la misma es
suprimida cuando los valores regresan a niveles normales.
Se plantea, que un determinado número de hormonas pueden
estimular la liberación de Calcitonina, en determinadas situaciones y
también se ha encontrado un control de origen nervioso.
Estados Patológicos
A pesar de que la deficiencia o exceso de Ca está relacionado con
múltiples enfermedades, no se ha demostrado efectos de la
secreción de calcitonina “per se”. No obstante ella tiene usos
terapeuticos en donde es necesario disminuir la hipercalcemia y
puede tener valor en el tratamiento de la osteoporosis.

Glándula Paratiroidea (Paratohormona)
Es el regulador endocrino mas importante de la concentración de
Ca y P en el fluido extracelular. Ella es secretada por las células
de la glándula paratiroidea y posee su tejido diana en el hueso y
el riñón.
Como otras muchas hormonas proteicas la hormona
paratiroidea es sintetizada como una prohormona. Después de
su procesamiento intracelular, la hormona madura es empacada
en el aparato de Golgi en vesículas secretoras y la secreción en
la sangre se produce por exocitosis. La hormona Paratiroidea es
secretada como una proteína lineal de 84 aminoácidos.

Efectos Fisiológicos de la Hormona Paratiroidea
(Paratohormona).
Esta hormona incrementa los niveles de Ca y disminuye los de P en
sangre, efecto logrado por tres mecanismos:
•Movilización de Calcio del hueso: A pesar de que los mecanismos no
están bien esclarecidos si se ha demostrado la acción de la paratohormona
en el estimulo de los osteoclastos para digerir el hueso liberando Ca a la
sangre.
•Aumento de la absorción de Calcio en el intestino delgado: Facilita la
absorción de Ca en el intestino delgado. Esta estimulación es de manera
indirecta por medio de la estimulación de Vit D en forma activa en el riñón.
La Vit D induce la síntesis de las proteínas de unión al Ca, en las células
del epitelio intestinal, las cuales facilitan una eficiente absorción de Ca y su
paso a la sangre.
•Supresión de la perdida de Calcio en la orina: En adición a esto la
estimulación del flujo de Ca hacia la sangre desde el hueso y el intestino,
también pone freno a la excreción de Calcio en la orina. Este efecto se
logra por el estímulo de la re absorción tubular de Ca conservando de esta
forma los niveles en sangre. También tiene un efecto contrario en relación
al P estimulando su excreción en la orina.

Control de la secreción de la Paratohormona
La Paratohormona es liberada en respuesta a bajas
concentraciones extracelulares de Ca libre. Cambios en las
concentraciones de fosfato también pueden estar asociados con
cambios en la secreción de hormona paratiroidea, pero esto no es
por efecto directo del fosfato “per se”. Cuando las concentraciones
de Ca caen del rango normal ocurre el primer escalón para la
liberación de paratohormona.

Estados patológicos
Tanto el incremento como el decrecimiento de la secreción de
Paratohormona pueden causar serias enfermedades:
La secreción excesiva se puede ver en dos formas:
•Hiperparatiroidismo primario: Es el resultado de tumores a nivel de la
glandula (adenomas) perdiendo la capacidad de controlar su secreción.
La elevación crónica de los niveles de Ca (hipercalcemia), como
consecuencia puede provocar cálculos renales y descalcificación ósea.
•Hiperparatiroidismo secundario: Es cuando la enfermedad está fuera
de la glándula pero aun así influyen en una alta producción de la
hormona. Una causa común son daños o enfermedades renales que
afectan la reabsorción de Ca a nivel de los túbulos. También estados de
nutrición inadecuada con deficiencias de Ca o Vit D, o con exceso de P.
Un efecto prominente es la descalcificación del hueso, favoreciendo
fracturas patológicas.

Glándulas Adrenales
Las dos glándulas adrenales están localizadas inmediatamente por
delante de los riñones, encapsulada en una capa de tejido conectivo
y usualmente recubierta parcialmente de grasa. Al igual que los
riñones las glándulas adrenales están sostenidas por el peritoneo y
su forma y la localización exacta relativa a los riñones varía según
especie.
Una inspección de las glándula adrenales una vez seccionadas
revelan dos regiones diferentes:
•Una interna (medular): Esta produce las catecolaminas (epinefrina y
norepinefrina). Las células principales son las cromófilas. La médula
está ricamente por fibras simpáticas pregangleonares y en esencia
es una extensión del sistema nervioso simpático.
•Una externa (cortical): Esta secreta diferentes clases de hormonas
esteroidales (glucocorticoides, mineralocorticoides y algunas otras).

En esta glándula podemos diferenciar que a
pesar de que es una sola glándula tanto desde
el punto de vista de su origen (corteza –
mesodermo y médula – cresta neural), como de
sus funciones actúan como dos glándulas
independientes. En anfibios y algunos peces
aparecen en dos órganos independientes.
Las células de la médula adrenal sintetizan
epinefrina y norepinefrina. El rango entre estas
dos catecolaminas difieren mucho entre
especies (humanos, gatos y gallinas un 80, 60
y 30% de epinefrina del total de catecolaminas.
Después de su liberación en sangre estas
hormonas se unen a los receptores
adrenérgicos de las células diana, produciendo
esencialmente el mismo efecto que una
estimulación directa del sistema nervioso
simpático.

Sintesis y Secrecion de las Catecolaminas
La síntesis de las catecolaminas se inicia con el aminoácido tirosina el
cual es captado por las células cromófilas de la médula adrenal y lo
transforman en norepinefrona y epinefrina a través de los siguientes
pasos:
La norepinefrina y la epinefrina son almacenadas en gránulos
electrodensos que también contienen ATP y otros neuropéptidos. La
secreción de estas hormonas es estimulada por la liberación de
acetilcolina por la fibras preganglionares del sistema simpático. Que
inerva la zona medular. Diferentes tipos de stress estimulan esta
secreción incluyendo ejercicios fuertes, hipoglicemia y traumas. Seguida
de su secreción en sangre las catecolaminas se unen a un carrier
(albuminas u otras proteínas del suero).

Receptores Adrenérgicos y Mecanismo de Acción
Los efectos fisiológicos de la epinefrina y norepinefrina son iniciados
por su unión a los receptores adrenérgicos en la superficie de las
células diana. Estos receptores son ejemplos prototípicos de
proteínas transmembranosas de 7 pases que se acoplan a proteínas
G las cuales estimulan o inhiben los patrones de señalización
intracelulares.
Receptores Hormona Efecto
Alpha1
Epinefrina,
Norepinefrina
Incrementa el calcio
libre
Alpha2
Epinefrina,
Norepinefrina
Disminuye el AMP
cíclico
Beta1
Epinefrina,
Norepinefrina
Incrementa el AMP
cíclico
Beta2 Epinefrina
Incrementa el AMP
cíclico

Fisiológicos Efecto de las Hormonas Medulares:
En general tanto una como otra actúan sobre los órganos diana como una
estimulación directa del sistema nervioso simpático, además de esto sus efectos son
más prolongados y pueden causar efectos en tejidos que no están directamente
inervados. Estas hormonas son liberadas para contribuir a la lucha contra un stress.
Efectos:
•Incrementan el ritmo y nivel de contracción del músculo cardiaco: principalmente la
epinefrina sobre los beta receptores.
•Vaso constricción: Principalmente la norepinefrina causa vaso constricción general,
resultando en un incremento de la presión sanguínea.
•Dilatación de los bronquiolos: Aumenta la ventilación pulmonar.
•Estimulación de la lipolisis en el tejido graso: Provee de ácidos grasos para
producción de energía y el mantenimiento de los niveles de glucosa en sangre.
•Incrementa el ritmo metabólico: Incrementa el gasto de oxígeno y la producción de
calor. También inducen glucogenolisis en el musculo esquelético para subir los niveles
de glucosa.
•Dilatación pupilar: Para aumentar la agudeza visual.
•Inhibición de procesos no esenciales: Secreción gastrointestinal y actividad motora.

La corteza adrenal es una fabrica de hormonas esteroidales. En
total mas de tres docenas de hormonas esteroidales son
sintetizadas y secretadas por este tejido, pero dos tipos son los
más importantes:
Clase de Esteroide Hormona Efectos Fisiologicos
Mineralocorticoides Aldosterone
Homeostasis del Na+,
K+ y agua
Glucocorticoides Cortisol
Homeostasis de la
Glucosa y muchos otros

También las glándulas adrenales producen esteroides
sexuales, particularmente andrógenos. Como todos los
esteroides los corticoesteroides, estos son sintetizados a
partir del colesterol por una serie de transformaciones
mediadas por enzimas.
Cada uno de los tres patrones, pasan por procesos
secuenciales, los cuales se realizan en el retículo
endoplásmico y otros dentro de la mitocondria. Tanto el
cortisol como la aldosterona tienen sus propios receptores
aunque muy parecidos, tienen respuestas muy diferentes.

La extracción de las glándulas adrenales
llevaría a la muerte en unos pocos días
por los siguientes problemas:
•Elevación el potasio extracelular.
•Perdida de Na en la orina, declinando
dramáticamente los niveles extracelulares.
•Disminución del volumen de los fluidos
extracelulares y de sangre.
•Mal función cardiaca que culmina en
shock.
Todos estos fenómenos resultan de la perdida
de los niveles de mineralocorticoides, lo cual se
puede solucionar con un tratamiento con sales
y la hormona. Por esto podemos afirmar que
los mismos son críticos para la vida.

El principal esteroide con actividad mineralocorticoide es la aldosterona a
pesar de que el cortisol se produce en mayores cantidades (débil
actividad).
Esto se debe a que el cortisol es destruido en las células diana
permitiendo que la aldosterona sea quien se una a los receptores sin
competencia. Las células diana expresan la enzima11-beta-
hidroxisteroide deshidrogenasa, la cual no afecta a la aldosterona, pero
transforma al cortisol en cortisona, la que tiene solo una pobre afinidad por
los receptores de mineralocorticoides. En esencia estas enzimas protegen
a la célula del cortisol y le permiten a la aldosterona actuar. En otros
tejidos expresan abundantes receptores para mineralocorticoides pero no
11-beta-hidroxisteroide dehidrogenasa, por lo que no tienen respuesta a la
aldosterona ya que la misma no estaría en cantidades suficientes para
competir con el cortisol.

Efectos Fisiológicos de los Mineralocorticoides
Juegan un papel importante en la regulación de los minerales
particularmente Na y K, en los fluidos extracelulares.
El tejido diana más relevante son los túbulos distales en el riñón, donde se
realiza el mayor intercambio de Na y K. Los tres efectos fisiológicos más
importantes de la aldosterona son:
•Incrementa la reabsorción de Na: Disminuye la perdida en la orina
(efecto de la aldosterona).
•Incrementa la reabsorción de agua: Como efecto osmótico directo al
incremento de Na.
•Incremento en la excreción de K.
Conociendo estos efectos podemos sugerirnos que la aldosterona estimula
la transcripción que codifican la Na-K ATPasa, incrementando el número de
bombas de Na-K en las membranas de los túbulos ,
La Aldosterona también posee efectos sobre las glándulas sudoríparas,
salivares y colon muy parecidos a los que acontecen en los túbulos.

Control de la Secreción de Aldosterona
El control sobre la Aldosterona es multifactorial y cae dentro de la red
que controla la regulación de fluidos y electrolitos y la presión
sanguínea.
Los dos factores que ejercen una mayor regulación sobre esta
hormona son:
•Concentración de los iones de K en el fluido extracelular. Un
pequeño incremento en los niveles sanguíneos de K en el fluido
extracelular estimula una fuerte secreción.
• Angiotensina II: La disminución del fluido sanguíneo en el riñon
activa el sistema renina-angiotensina (normalmente asociado a una
disminución del volumen sanguíneo). La disminución del volumen
sanguíneo causa la liberación de angiotensina II, la que estimula la
secreción de aldosterona.
Otros factores que estimulan la secreción de aldosterona incluyen a la
hormona adrenocorticotropa y deficiencias de Na. Factores que
suprimen la secreción de aldosterona lo son la hormona natriurética
atrial, altas concentraciones de Na y pobres de K.

Una deficiencia de Aldosterona puede producirse por ella
misma o mas comúnmente en conjunto con una
deficiencia de glucocorticoides y su nombre es el de
Hipoadrenocorticotropismo o enfermedad de Addison.
Sin tratamiento de reemplazo con hormonas
mineralocorticoides, la falta de Aldosterona es letal,
debido al desbalance de electrolitos, resultando en
hipotensión y falla cardiaca.

Glucocorticoides
En contraste con la perdida de mineralocorticoides la de
glucocorticoides no es tan peligrosa para el mantenimiento de
la vida. A pesar de esto una perdida muy grande en la
producción de glucocorticoides provoca estados de malfunsión
metabólica e inacapacidad para enfrentar situaciones
estresantes que de no ser tratados si puede ser fatal.
En adición con su importancia fisiológica, los glucocorticoides
se encuentran entre las drogas farmacológicas mas usadas y la
mas frecuentemente indicadas para el tratamiento de las
inflamaciones.

Receptores para Cortisol y Glucocorticoides
La gran mayoría de la actividad glucocorticoide en la mayoría
de los mamíferos es del cortisol, también conocido como
hidrocortisona. La corticosterona es en los roedores otro
glucocorticoide importante.
El cortisol se une a los receptores en el citoplasma y el
complejo hormona receptor es translocado al núcleo Aquí
modula la transcripción de una batería de genes que modifican
las funciones celulares.
Solo alrededor del 10% del cortisol circulante es libre. La
restante cantidad viaja unido a proteínas plasmáticas del tipo
globulinas (transcortinas). Estas proteínas eliminan la
actividad biológica y actúan como buffers de las
concentraciones de cortisol.

Efectos Fisiológicos de los Glucocorticoides
Al parecer no existen células que no posean receptores para
glucocorticoides, por lo que estas hormonas modifican un sin número de
efectos fisiológicos.
Efectos sobre el Metabolismo
El nombre de glucocorticoides deriva de observaciones de la participación de esta
hormona en el metabolismo de la glucosa. En los primeros estados el cortisol
estimula varios procesos colectivamente que incrementan y mantienen las
concentraciones normales de glucosa en sangre. Estos efectos incluyen:
•Estimulación de la gluconeogenesis, particularmente en el hígado: Este patrón
resulta en la síntesis de glucosa de sustratos no exosas, tales como aminoácidos y
lípidos, particularmente importante en los carnívoros y ciertos herbívoros.
•Movilización de aminoácidos de los tejidos extra hepáticos : Estos servirán como
sustratos en la guconeogenésis.
•Inhibición de la entrada de glucosa al musculo y tejido adiposo : Como mecanismo
para conservar glucosa.
•Estimulación de la ruptura del tejido adiposo: Los ácidos grasos liberados por la
lipolisis son usados en la producción de energía en tejidos como el muscular y la
liberación de glicerol provee también de otro sustrato para la gluconeogenesis.

Efectos sobre la Inflamación y Funciones Inmunes
Los Glucocorticoides poseen un potente efecto antiinflamatorio e inmunosupresivo. Esto
es particularmente evidente cuando se administra farmacológicamente. Por esta razón
son muy utilizados como antiinflamatorios y enfermedades autoinmunes.
Otros efectos de los Glucocorticoides
Los Glucocorticoides poseen efectos sobre el desarrollo fetal. Promueven la
maduración pulmonar (surfactantes).
Otros aspectos conocidos son:
El miedo estimula la secreción de glucocorticoides de la glándula adrenal, por lo que
el tratamiento con glucocorticoides en individuos con fobias antes del miedo inducido
pueden bloquear la respuesta.
Niveles excesivos de glucocorticoides por hiperadrenocorticotropismo o por
suministro externo, poseen efectos sobre diferentes sistemas provocando inhibición
de la formación de hueso, supresión de la absorción de Ca y retardo en la
cicatrización.

El Cortisol y los otros glucocorticoides son
secretados en respuesta a la hormona
adenocorticotropa (ACTH). La ACTH es a su
ves secretada por acción del factor de
liberación de la corticotropina. (CRH,
hipotalámica). Cualquier tipo de stress
(fisiológico o mental) resulta en la elevación de
los niveles de cortisol en sangre debido a la
secreción de CRH
La secreción de Cortisol es suprimida al
elevarse los niveles de cortisol en sangre. Los
continuos feed backs positivos y negativos
resultan en una secreción pulsátil de cortisol.
Generalmente esta secreción es mas intensa
en el día que en la noche.
La ACTH se une a sus receptores en la
membrana celular activando el mecanismo
adenil ciclasa para incrementar los niveles de
AMPc intracelular, que a su vez activan un
sistema enzimático que incluyen la síntesis del
cortisol a partir del colesterol.
Control de la secreción

El desorden más importante es el hiperadrenocorticismo o enfermedad
de Cushing. Los niveles excesivos de glucocorticoides se producen en
dos situaciones:
• Producción endógena excesiva de cortisol: Puede deberse a un defecto
primario en la adrenal o por excesiva secreción de ACTH (hipófisis).
•Por administración de glucocorticoides: Para propósitos terapéuticos .
La enfermedad de Cushing tiene muchas manifestaciones sobre el
metabolismo y funciones orgánicas. Entre ellas tenemos hipertensión,
obesidad aparente, perdida muscular, piel delgada y diabetes.
La producción insuficiente de cortisol, frecuentemente acompañada de
deficiencia en la aldosterona, se conoce como hipoadrenocorticismo o
enfermedad de Addison. Generalmente esta enfermedad es asociada a
enfermedades infecciosas (tuberculosis) o procesos autoinmunes donde
hay destrucción de la corteza adrenal. Los síntomas son problemas
cardiovasculares, letargo, diarrea y debilidad.

El Páncreas
El páncreas alberga dos tejidos diferentes. La mayoría de su
masa es dedicada a su acción exocrina asociado a conductos,
que producen un fluido alcalino con enzimas que son vertidas en
el duodeno facilitando la digestión de los alimentos. Dentro de
este tejido exocrino, hay cientos de islas de células endocrinas
las que producen las hormonas, glucagón e insulina.
La insulina y el glucagón son participantes críticos de la
homeostasis de la glucosa y sirven para la regulación rápida de
la glicemia.. Como una perspectiva médica la insulina es
ampliamente utilizada en el tratamiento de la diabetes.

El páncreas es un órgano elongado que se encuentra conectado a la primera
porción del intestino delgado debido a sus funciones exocrinas. El páncreas
endocrino se refiere a los grupos de células que sintetizan hormonas.
La porción endocrina toma forma a
partir de muchas isletas de células
llamadas Isletas de Langerhans. En
los humanos hay alrededor de un
millón de isletas. En una sección
histológica, las isletas se ven como
grupos de células teñidas pálidamente
dentro de un mar de células teñidas
en color oscuro. La imagen muestra
tres isletas en un páncreas equino.

En las isletas pancreática encontramos tres tipos de células, cada una de
las cuales producen diferentes productos endocrinos:
•Células Alfa (células A): Secretan la hormona glucagón.
•Células Beta (Células B): Producen la hormona insulina y son las mas
abundantes de las células en las isletas.
•Células Delta (Células D): Secretan la hormona somatostatina, la cual es
también producida por un gran número de células endocrinas en el cuerpo.
Interesantemente, las diferentes tipos de células dentro de las isletas no
están distribuidas uniformemente – Las B ocupan la porción central y están
rodeadas por un anillo de células A y D. A parte de la insulina, el glucagón y
la somatostatina. Hay un cierto número de hormonas que han sido
identificadas también como productos de las isletas de células pancreáticas.
Las isletas están muy vascularizadas permitiendo a las hormonas
secretadas alcanzar la circulación. A pesar de que las isletas solo
representan entre el 1-2% de la masa pancreática, ellas reciben entre el 10
al 15% del fluido sanguíneo del páncreas. Adicionalmente ellas están
inervadas por neuronas simpáticas y para simpáticas y señales nerviosas
modulan la secreción tanto de insulina como de glucagón.

Estructura de la Insulina
Es una pequeña proteína con un
peso molecular de 6000 kd. Está
compuesta de dos cadenas unida
por puentes di sulfuro.
La secuencia de aminoácidos esta
altamente conservada entre los
mamíferos de manera que son
activas entre ellos. Actualmente una
de las fuentes más empleadas para
tratamiento humano es la insulina
obtenida de páncreas porcino.

Biosíntesis de la Insulina
La Insulina es sintetizada en grandes cantidades
solamente en las células B en el páncreas. El
ARNm es traducido como un precursor de simple
cadena llamado preproinsulina y se separa de su
péptido señal en el retículo endoplásmico,
generándose la proinsulina
La proinsulina posee tres dominios, una cadena
aminoterminal B, otra carboxiterminal A y un
péptido de conexión en el medio, conocido como
péptido C. En el retículo endoplásmico la
proinsulina es expuesta a diferentes
endopeptidasas que le extraen el péptido C,
generando la insulina madura. Esta y el péptido
C son empacados en el aparato de Golgi y se
almacenan en el citoplasma en forma de
gránulos. Cuando las células B son estimuladas,
la insulina es secretada de las células por
exocitosis, difunde por los capilares de las
isletas. El péptido C es también secretado en
sangre pero se desconoce su acción biológica.

Control de la Secreción de Insulina
Su secreción es en respuesta a la hiperglicemia, ya que su función es
la facilitadora de la entrada de la glucosa en las células. También
estímulos nerviosos pueden estimular su secreción (la visión y el
gusto), o incremento de moléculas en sangre tales como,
aminoácidos y ácidos grasos.
El mecanismo de secreción es fragmentario según el siguiente
modelo:
•La glucosa es transportada a las células B por difusión facilitada por
un transportador de glucosa, elevándose la glucosa en el fluido
extracelular y luego en el interior de las células B.
•La elevación de las concentraciones de glucosa en las células B
induce una despolarización en la membrana y un influjo de calcio
extracelular. Este incremento de Ca intracelular se considera como el
estímulo primario para la liberación de los gránulos de insulina por
exocitosis.
•El incremento de los niveles de glucosa en las células B parece
activar los patrones no dependientes de calcio que participan en la
secreción de insulina.

La estimulación de la liberación de insulina es
fácilmente observable en el humano y el resto de
los animales. Los niveles normales de glucosa son
de 80 a 90 mg por ml, asociados con muy bajos
niveles de estímulo de secreción.
La figura muestra la secreción de insulina en
respuesta al suministro parenteral de glucosa, que
mantendrán altos los niveles de insulina por 1, 2 o
3 horas. Casi inmediatamente después de iniciada
la infusión los niveles plasmáticos de insulina se
elevan, gracias a la insulina que ya se había
sintetizado y almacenado, pero decrece
rápidamente. El segundo incremento es un reflejo
de la insulina sintetizada nuevamente la que se
libera inmediatamente de producida. Como es de
suponer este incremento de glucosa no solamente
estimulaba la secreción de insulina, sino que
adicionalmente actúa sobre la transcripción y
traducción de su ARNm.

La Insulina juega un importante papel en el control
del metabolismo de los intermediarios
(carbohidratos, lípidos, proteínas) y también sobre
los minerales De manera tal que problemas con la
insulina se reflejarían en efectos sobre todo el
organismo.
Receptor de Insulina y Mecanismo de Acción
Como para el resto de las hormonas proteicas su
receptor se encuentra en la membrana. Está
compuesto en dos unidades alfa y dos beta unidos
por enlaces disulfuro. La cadena alfa está
extracelular y la beta atraviesa la membrana
plasmática.
Este receptor es del tipo tirosina kinasa o sea, transfieren grupos fosfatos del
ATP a tirosinas en proteínas intracelulares diana. La unión de la insulina a
las subunidades B, provoca una autofosforilización. Activando la actividad
catalítica del receptor, este receptor activado, fosforiliza una serie de
proteínas intracelulares que alteran su actividad generando su respuesta
biológica.

1. La Insulina facilita la entrada de la glucosa en el músculo,
tejido adiposo y otros tejidos. El único mecanismo por el cual la
célula puede tomar glucosa es por difusión facilitada a través de
los transportadores de exosas. En muchos tejidos, músculo como
primer ejemplo donde el mayor transportador es la GLUT4 el que
se hace disponible en la membrana plasmática por acción de la
insulina.
En la ausencia de insulina la GLUT4 está
presente en vesículas citoplasmáticas, donde
no pueden ser empleadas en el transporte de
glucosa.
La unión de la insulina a sus receptores en las
células permiten la fusión de las vesículas con
la membrana plasmática y la inserción de los
transportadores de glucosa, brindándole la
capacidad a la célula de obtener glucosa.
Cuando los niveles sanguíneos de insulina
decrecen y los receptores no están ocupados,
los transportadores de glucosa son reciclados
y almacenados en vesículas en el citoplasma.

Es importante conocer que hay tejidos que no requieren de insulina
para poder utilizar la glucosa (hígado y cerebro). Esto es debido a que
estas células no usan la GLUT4 para la entrada de glucosa, pero
emplean otros transportadores que no son insulina dependiente.
2. La Insulina estimula al hígado para el almacenamiento de
glucosa en forma de glucógeno. Una gran parte de la glucosa
absorbida por el intestino delgado es tomada por los hepatocitos los
que la convierten en el polímero glucógeno.
La insulina tiene efectos como la estimulación de la síntesis de
glucógeno en el hígado, esto activa la enzima exokinasa, la que
fosforila la glucosa, atrapándola en la célula. Coincidentemente la
insulina actúa inhibiendo la actividad de la glucosa 6 fosfatasa. Dentro
de las enzimas que activan la síntesis de glucógeno tenemos la
fosfofructoquinasa y glucógenosintetása

La Insulina promueve la síntesis de ácidos
grasos en el hígado. La insulina es estimulante
de glucógeno en el hígado hasta ciertos límites.
A pesar de esto la alta acumulación de este en el
órgano (5% de la masa total), puede también
inhibir dicha síntesis.
Cuando el hígado es saturado con glucógeno, la
glucosa es tomada por los hepatocitos y
desviada a patrones de síntesis de ácidos
grasos, los cuales son liberados del hígado como
lipoproteínas. Las lipoproteínas son fraccionadas
en sangre dejando libres a los ácidos grasos para
ser utilizados en los diferentes tejidos, incluyendo
el adiposo donde serán empleados en la síntesis
de triglicéridos.
La insulina también inhibe la ruptura del tejido adiposo, por inhibición
las lipasas intracelulares que hidrolizan los triglicéridos a ac. grasos. Esta
hormona facilita la entrada de glucosa en el adipocito y con esta entrada
permite la síntesis de glicerol. Este glicerol junto con los ac. grasos liberados
por el hígado son empleados en la síntesis de triglicéridos en el adipocito,
facilitando la acumulación de grasa en el tejido adiposo.

Otro efecto notable de la insulina es:
Además del efecto de facilitar la entrada de glucosa en las
células, también estimula la entrada de aminoácidos,
contribuyendo a un efecto anabólico en los tejidos. Cuando los
niveles de insulina son bajos (dietas bajas en energía o
períodos de abstinencia alimentaria) el balance se dirige a
degradación de las proteínas intracelulares para compensar
esto.
La insulina también incrementa la permeabilidad al potasio,
magnesio y iones fosfatos (K, Mg y P) en muchas células. El
efecto sobre el potasio es clínicamente importante ya que esta
entrada de K a la célula se produce por la activación de las
ATPasas de Na y K en muchas células. En ocaciones una
inyección de insulina puede matar a un paciente debido a la
disminución violenta de los niveles de K plasmáticos

Estados patológicos:
Diabetes mellitus, es un estado de deficiencia de insulina. (Existen 2
formas):
•Tipo I o insulina-dependiente: Comienza desde la niñez. Es debido a
destrucción de las células B del páncreas (proceso autoinmune). Los efectos
de la enfermedad aguda pueden ser controlados con el suministro externo
de insulina. El mantener un estricto control de los niveles de glucosa en
sangre por monitoreo, el suministro de insulina y una dieta adecuada
minimizan los efectos adversos a largo plazo permitiendo una vida saludable.
•Type II o no-insulina-dependiente: Comienza como una resistencia a la
insulina, donde los tejidos diana fallan en responder adecuadamente a la
misma. Típicamente se inicia de adulto. A pesar de los esfuerzos realizados
en el estudio de esta afección, es difícil su explicación. En algunos pacientes
se detectan problemas en los receptores, en otros hay problemas con la
señal de la propia insulina y en algunos el defecto no se puede identificar.
Como esta no es en principio una deficiencia en la secreción de insulina la
misma, no se puede tratar con suministros externos de la hormona, por lo
que su control se realiza con la dieta y agentes hipoglicémicos.

Hiperinsulinemia o excesiva secrecion de insulina
Es mas comúnmente una consecuencia de la resistencia a la
insulina, asociada a la diabetes de tipo II o un síndrome
metabólico. Es mucho más raro que esta patología
hiperinsulinemica sea causada por un tumor que incremente la
secreción de las células B (insulinoma), en el páncreas. La
hiperinsulinemia debido a una inyección deliberada o accidental
de mucha cantidad de insulina, es muy peligrosa y puede
causar hasta la muerte, pues los niveles de glucosa en sangre
caerian muy rápidamente y el cerebro quearía sin energía
(shock insulínico).

Glucagón.
El glucagón es una de las hormonas mas
importantes en el mantenimiento de los niveles
de glucosa en sangre, con efectos contrarios al
de la insulina.
Esta constituido por un péptido lineal de 29
aminoácidos. Su secuencia primaria está muy
conservada entre los vertebrados y está
estructuralmente relacionado a la familia de
hormonas peptídicas de la secretina. El
Glucagón es sintetizado como proglucagón y
procesada proteolíticamente por las células A,
de las isletas pancreáticas para dar lugar al
glucagón. El proglucagón es también expresado
por las células del tracto intestinal, donde no es
procesado hasta glucagón, sino como un péptido
similar al glucagón (enteroglucagón).

Efectos fisiológicos del Glucagón:
El mayor efecto del glucagón es estimular el incremento de la
concentración de glucosa en sangre. El cerebro en particular tiene una
dependencia absoluta de la glucosa como principal alimento ya que las
neuronas no pueden emplear otras fuentes como los ácidos grasos para
producir glucosa. Cuando los niveles de glucosa comienzan a caer por
debajo de lo normal es necesario algún mecanismo que bombee glucosa a
la sangre. El glucagón ejerce control sobre dos mecanismos metabólicos
de pivote en el hígado, permitiendo al mismo proveer de glucosa al resto
del cuerpo:
Estimula la gucogenolisis hepática: Cuando
bajan los niveles de glucosa caen, el glucagón es
secretado y actúa sobre los hepatocitos activando
las enzimas que depolimerizan al glucógeno pala
liberar glucosa.
Activa la gluconeogenesis hepática: Es de gran
importancia en los carnívoros (mala absorción
intestinal de glucosa) y se logra por la activación de
las enzimas gluconeogenéticas.
Al parecer también tiene efecto incrementando la
lipolisis, de los triglicéridos, es una nueva fuente
para la gluconeogenesis en el organismo.

Control de la Secreción de Glucagón
Conociendo los efectos de esta hormona sobre la glicemia podemos inferir
que la disminución de los niveles de glucosa en sangre es el estímulo que
desencadena la secreción de la misma.
También el glucagón es secretado frente a dos estímulos:
•Niveles elevados de aminoácidos después de una ingestión grande de
proteínas incrementarían las cantidades de aminoácidos en sangre y el
glucagón trataría de estimular la gluconeogenesis para que no se pierda
esta fuente no hexosa de glucosa. También como hemos visto
anteriormente los niveles altos de aminoácidos incrementan la liberación de
insulina este sería un caso en el cual se verificaría secreción de ambas
hormonas (ya que ambas favorecen la gluconeogenesis).
•El ejercicio intenso: Debido al empleo de glucosa en el mismo.
El control negativo de su secreción se debe a los altos niveles de glucosa en
sangre. No se conoce si es por efecto directo sobre las células A, o por
efecto de la insulina, la que detiene la liberación de glucagón. Otra hormona
que inhibe la secreción de glucagón es la secreción de somatostatina.

Enfermedades asociadas al secreciones altas o pobres de Glucagón son
raras de encontrar.
Producciones excesivas están relacionadas a procesos tumorales
(glucagonomas), en estos casos se produce picazones, erupciones y
otras lesiones cutáneas.

Hormonas Gastrointestinales
La digestión, absorción y asimilación de los alimentos requieren de una
coordinación precisa de un gran número de procesos fisiológicos. El
control sobre todas las funciones gastrointestinales es de esperar que
sea desarrollado por el sistema nervioso y claro está por el endocrino.
Las hormonas mas importantes en el control de las funciones digestivas
son sintetizadas en el mismo tracto gastrointestinal por células del
epitelio del estómago y el intestino delgado. Estas células endocrinas y
las hormonas que secretan se refieren al sistema endocrino entérico.
Algo también interesante es que la mayoría o casi todas las hormonas
gastrointestinales también son sintetizadas en el cerebro.

Hormona Actividad Estímulo para su secreción
Gastrina
Estimula la secreción de los
ácidos gástricos y proliferación
del epitelio gástrico
Presencia de péptidos y amino
ácidos en el lumen gástrico
Colecistokinina
Etimula la secrecion de las
enzimas pancreaticas y
contracción para el vaciamiento
de la vesícula biliar
Presencia de ácidos grasos y
aminoácidos en el intestino
delgado
Secretina
Etimula la secreción de agua y
bicarbonato por el pancreas y
los conductos biliares
pH ácido en el lumen del
intestino delgado
Ghrelina
Parece ser un gran estimulante
para el apetito y potente
estimulador de la secreción de
GH.
No esta claro, pero su pico de
secreción ocurre antes de iniciar
la ingesta y disminuye con el
llenado gástrico.
Motilina
Aparentemente está relacionada
con la estimulación cuidado de
los patrones de motilidad en el
estómago e intestino delgado
No esta claro, pero su secreción
esta asociada con el ayuno
Polipéptido inhibitorio
gástrico
Inhibe la secreción gástrica y la
motilidad y potencia la liberación
de insulina de las células B en
respuesta a concentraciones
sanguíneas elevadas de glucosa
Presencia de grasa y glucosa en
el intestino delgado

Hipergastrinemia: Síndrome de Zollinger-Ellison (humanos y carnívoros),
consiste en ulceraciones gástricas y duodenales, debido a secreciones
excesivas y no reguladas de los ácidos gástricos. (relacionados a tumores
(gastrinomas), que se desarrollan en páncreas o duodeno.
Colesistokinina: Enfermedades relacionadas con exceso o deficiente
secreción de esta hormona son raras. La deficiencia se ha asociado como
parte de un síndrome poliglandular autoinmune, su sintomatología es una
mala absorción similar a la insuficiencia pancreática exocrina.
Adicionalmente se ha visto relacionada la deficiencia con ciertos tipos de
ansiedad y esquizofrenia.
Secretina: No se han observado patologías asociadas.
Ghrelina: En personas obesas hay niveles bajos de esta hormona en
sangre, pero no sabemos si esto es causa o efecto. Personas con
anorexia nerviosa tienen niveles altos los que se normalizan cuando ocurre
ganancia de peso.

Otros tejidos endocrinos y hormonas.
A pesar de que las glándulas mas reconocidas dentro del sistema
endocrino son la hipófisis, las tiroides y paratiroides, las adrenales y el
páncreas, hay una serie de tejidos endocrinos y hormonas que son
menos conocidos y que controlan toda una serie de funciones corporales
importantes para la vida. De esta forma incluso pudiéramos decir que no
hay tejido alguno que no posea funciones endocrinas.
Muchas de estas células o tejidos son conocidos como sistema
endocrino difuso a manera de reconocer que muchos órganos poseen
celdas de células que segregan hormonas. El riñón por ejemplo, contiene
células que segregan eritropoyetina, una hormona esencial para la
producción de células sanguíneas. El corazón contiene células que
producen la hormona natriurética atrial, la cual es importante para el
balance de Na y H2O

IGF 1 e IGF 2
Los factores de crecimiento similares a la insulina o IGFs son
hormonas segregadas por muchas células diferentes. Su
designación como similares a la insulina se originan de
experimentos en los cuales el tratamiento de suero con
anticuerpos contra la insulina fallaron en eliminar su actividad
insulínica y su actividad como promotores de crecimiento les
confirió este nombre.
Existen dos tipos principales de IGFs (IGF1 y IGF2). Cada uno de
estos tienen diferentes variantes o formas, resultando en
diferentes promotores de genes. Estructuralmente ambos IGFs se
parecen a la insulina en que poseen 2 cadenas (A y B)
conectadas por puentes disulfuro. Las IGF1 e IGF2 humanas son
de un largo de 70 y 67 aminoácidos.

Una importancia determinante de la actividad de la IGF 1 es la
familia de proteínas que se unen a la IGF. Las IGFs circulan en
sangre en complejos unidos a estas proteínas, que no solo
extienden la vida media de ellas, sino que modulan su interacción
con los receptores. Hasta hoy se han descrito mas de 6 distintas
proteínas de unión IGFs en el humano y la rata.
IGF-I: Secreción y Actividad biológica
La IGF-I es la hormona de mayor responsabilidad en el
crecimiento, promoviendo las propiedades de la hormona de
crecimiento.

La Glándula Pineal
La glándula pineal o epífisis sintetiza y segrega melatonina que es una
hormona de estructura muy simple que comuníca información sobre la
iluminación a diferentes partes del cuerpo. Esta hormona tiene un
funcionamiento rítmico y posee gran importancia en las funciones
reproductivas de algunos animales. Por esto se le denomina como el
tercer ojo.
Anatomía de la Glándula
Pineal
Es una glándula de pequeño
tamaño en forma de un cono
de pino. Está localizada en la
línea media, adherida a la
porción posterior del techo del
tercer ventrículo en el cerebro.
La misma varia en tamaño
según la especie (1cm en el
humano y a penas 1mm de
largo en el perro).

El precursor de la melatonina es la serotonina, un neurotransmisor
derivado del aminoácido triptófano.
La síntesis y secreción de la melatonina es dramáticamente
afectado por la exposición de los ojos a la luz. El patrón
fundamental de melatonina observado en suero sanguíneo, es
que durante las horas del día es bajo e incrementa sus niveles
hasta un pico en las horas de oscuridad (ritmo circadiano).

Como la retina transmite la información sobre la iluminación
y la oscuridad a la glándula pineal? La exposición de la retina
a la luz es primeramente enviada al núcleo supraquiasmático en
el hipotálamo, un área del cerebro bien conocida por su papel
de reloj biológico. Fibras nerviosas hipotalámicas descienden a
la médula espinal y luego se proyectan al ganglio cervical y las
fibras postganglionares ascienden hasta la glándula Pineal. Así
la glándula pineal transforma señales del sistema nervioso en
señales hormonales.

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