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El sistema endocrino mantiene la homeostasis
 El sistema endocrino es un conjunto de órganos que producen y secretan sustancias que actúan como mensajeros químicos,
llamadas hormonas. Las hormonas se dirigen a diferentes partes del cuerpo para regular y coordinar diferentes funciones
en los órganos. Es un sistema organizado por glándulas endocrinas que producen, almacenan y secretan hormonas.
 Junto con el sistema nervioso, el sistema endocrino se especializa en la señalización, control y regulación de los procesos
corporales, tales como:
→ Los niveles de energía corporal, la velocidad y tipo de metabolismo (incluyendo las respuestas al estrés).
→ El entorno interno (homeostasis).
→ Los procesos de reproducción, crecimiento y desarrollo de los individuos.
 El sistema nervioso y el sistema endocrino son los grandes reguladores de la señalización intracelular.
 El sistema endocrino secreta hormonas que son liberadas directamente a la circulación sanguínea y actúa en diferentes
partes del organismo. En cambio, el sistema nervioso produce neurotransmisores que son regulados a través de impulsos
nerviosos y tienen efectos de corta duración.
Glándulas endocrinas
Las principales glándulas endocrinas son:
 Hipotálamo: Produce una serie de hormonas y factores liberadores
que actúan principalmente sobre la hipófisis.
 Tiroides: Ubicada en la tráquea.
 Detrás de la glándula tiroides se encuentra la glándula paratiroides,
la cual se relaciona con la regulación del Ca2+ intracelular.
 Glándulas suprarrenales: Se encuentran sobre los riñones, sin
embargo, no tienen una interacción directa con el riñón.
 Páncreas.
 Testículos y ovarios.
Células secretoras del sistema endocrino
Se observa que cuando las hormonas son secretadas a la circulación, no todos los tejidos responden a
la secreción hormonal, sino que sólo aquellas células que tengan receptores específicos en la membrana
o en el interior de la célula que puedan reconocer la señal.
La distribución de la señal endocrina es generalizada, a diferencia de otras formas de comunicación
intercelular como por contacto, comunicación sináptica o paracrina.
La especificidad está dada por la presencia de receptores para la hormona en la célula blanco.
Detección y señalización
Las glándulas endocrinas sintetizan y almacenan hormonas, siendo estas hormonas
secretadas las que están en constante recambio, cuya velocidad de recambio depende de
los procesos biológicos involucrados: síntesis, almacenamiento y liberación de la hormona
desde la célula secretora y su posterior efecto en la célula blanco.
Además, este proceso está regulado por mecanismos de retroalimentación desde la célula
blanco.
El efecto de la hormona está condicionado por la hidrosolubilidad de la hormona.
Clasificación de las hormonas
Las hormonas se pueden clasificar como hidrofóbicas o hidrofílicas.
 Las hormonas hidrofóbicas son de naturaleza lipídica, se pueden
clasificar en aquellas que son derivadas del colesterol y otras derivadas de
la tirosina, como son las hormonas tiroideas.
→Entre las hormonas derivadas del colesterol se encuentran el calcitriol o
vitamina D (que tiene efectos sobre los niveles de Ca2+) y los esteroides.
→Las hormonas esteroidales pueden ser gonadales (producidas en la
gónada) o corticosuprarrenales.
− Hormonas gonadales: Estradiol (estrógenos), testosterona y
progesterona.
− Hormonas cortico-suprarrenales: Cortisol, aldosterona y
andrógenos adrenales.
 Las hormonas hidrofílicas se pueden clasificar en hormonas peptídicas (la mayoría de las hormonas) y catecolaminas, las
cuales son derivados del aminoácido tirosina, tales como adrenalina y noradrenalina (las cuales en este caso actúan como
hormonas y no como neurotransmisores).
Hormonas esteroidales
 Hormonas esteroidales: Debido a su hidrofobicidad, los derivados del colesterol (esteroides)
no pueden almacenarse dentro de las células que los producen. Estas hormonas se sintetizan
“bajo demanda”, lo que significa que constantemente se están produciendo y cuando se genera
un estímulo que incremente la producción, también aumenta la secreción de la hormona.
 Dentro de las hormonas de la corteza suprarrenal está cortisol y aldosterona, mientras que de
las gónadas masculinas está testosterona y de las femeninas está estradiol.
 Las hormonas hidrofóbicas como los esteroides circulan mayormente unidas a proteínas de
transporte plasmático y tienen receptores intracelulares. Las hormonas lipofílicas pueden
atravesar la membrana plasmática, por lo que sus receptores pueden encontrarse en el citosol
o en el núcleo de las células blanco.
Hormonas peptídicas
 Las hormonas peptídicas se sintetizan constantemente.
 En el RER se sintetizan las pre-prohormonas que luego van al aparato de Golgi para producir
prohormonas, las cuales son vesiculadas en gránulos de secreción.
 Las hormonas peptídicas se almacenan y liberan masivamente por exocitosis en respuesta a
diferentes estímulos.
 Las hormonas hidrofílicas circulan libres en el plasma y tienen receptores en la membrana
plasmática.
Receptores para hormonas
 Son de naturaleza proteica y específicos, lo que quiere decir que
reconocen a una hormona o un número muy limitado de ellas (siempre
que estén relacionadas estructuralmente).
 La localización celular depende de la hidrosolubilidad de la hormona.
Por ejemplo, las hormonas peptídicas van a actuar sobre receptores de
membrana y las hormonas lipofílicas o derivadas de colesterol van a
tener efectos sobre receptores intracelulares o intranucleares.
 El complejo hormona-receptor debe acoplarse a un mecanismo de
transducción de señales intracelulares. Estos segundos mensajeros
cambia la conducta de la célula blanco, alterando la actividad de una
enzima o de otra proteína intracelular funcional.
La figura muestra los distintos tipos de receptores y de segundos mensajeros. Por ejemplo:
 Los receptores de membrana para insulina tienen actividad tirosina-quinasa intrínseca.
 Otras hormonas como las catecolaminas acoplan a su vía de señalización proteínas G, las que a su vez producen cambios en
segundos mensajeros intracelulares, como cambios en los niveles de Ca2+ , de AMPc y de GMPc, los que a su vez van a
producir el aumento de la actividad de alguna enzima o los cambios en la [c] de algunas proteínas.
 También pueden actuar sobre la transcripción génica, alterando la conducta de la célula blanco.
 Por otra parte, las hormonas esteroidales y tiroideas (hormonas lipofílicas) tienen la capacidad de atravesar la membrana
plasmática para formar un complejo hormona-receptor en el interior de las células, y así actuar como factores de
transcripción y producir cambios en la transcripción de genes de las células blanco.
Los niveles plasmáticos son estrechamente regulados por retroalimentación negativa
 Una característica común de las vías de control es un loop de
retroalimentación que conecta la respuesta de la célula blanco al
estímulo inicial.
 En la figura superior se observa la célula endocrina que secreta la
hormona 1, la cual tiene un efecto biológico en la célula blanco, esta
a su vez secreta una hormona 2, la cual va a inhibir la célula endocrina
inicial, y la secreción de hormona 1.
 El feedback negativo regula muchas vías hormonales implicadas en la
homeostasis.
 Los más característicos son los regulados por el eje hipotálamo-
hipófisis-glándula.
 En la figura inferior se observa la secreción de la hormona CRH desde
el hipotálamo estimula a la glándula hipófisis para producir la
hormona ACTH, la cual sale a la circulación y estimula a la glándula
adrenal para producir la secreción de cortisol. A su vez, el cortisol
produce sus efectos fisiológicos, pero además, los niveles elevados
de cortisol producen inhibición de la secreción de ACTH a nivel de la
glándula hipófisis e inhibición de la secreción de la hormona hipotalámica CRH.
Control neuronal, secreción episódica y control cronotrópico
 Las hormonas también tienen un control neuronal. Las aferencias neuronales al hipotálamo controlan la síntesis y secreción
de factores liberadores hipotalámicos, que regulan la actividad de la hipófisis.
 Las hormonas se caracterizan por tener una secreción pulsátil o episódica, es decir, pulsos cada 5 a 60 min. Estos pulsos
permiten que la acción endocrina sea más efectiva. En los procesos fisiológicos, tanto la frecuencia como la amplitud de la
señal entregan información a la célula blanco.
 El control cronotrópico se refiere a la ritmicidad
endógena/exógena de secreción. Por ejemplo, algunas
hormonas se secretan mucho más en la noche en comparación al
día. Entre ellas se encuentra la hormona del crecimiento (GH), el
cortisol y la melatonina. En este ejemplo se puede ver el control
circadiano de la hormona del crecimiento. Se aprecia que se
produce una secreción pulsátil. Al final del día, durante la noche,
se produce la mayor liberación de GH, lo que se relaciona con los
efectos de esta hormona durante la niñez, por lo que es importante que los niños duerman.
CÁPSULA 2: HIPOTÁLAMO-HIPÓFISIS
Integración neuro-endocrina
 El hipotálamo actúa como un centro integrador de los sistemas nervioso y endocrino.
 Se encuentra anatómica y funcionalmente conectado con la hipófisis.
 El hipotálamo conecta vías aferentes y eferentes con diferentes regiones del cerebro, para coordinar mensajes del entorno,
ritmos, patrones de desarrollo endógeno, emocionales y señales corporales, para
producir de una respuesta integrada, respuestas autónomas tempranas (nerviosas) y
respuestas endocrinas de larga duración.
Eje-hipotálamo-hipófisis
 El hipotálamo se localiza por encima del tallo hipofisiario y se extiende por las
paredes laterales del tercer ventrículo.
 Está compuesto por un conjunto de núcleos y tractos neuronales.
 Los axones de las neuronas neurosecretoras se sitúan sobre el tallo hipofisiario
llamado eminencia media y liberan hormonas que, a partir de aquí continuarán el viaje a
la adenohipófisis por vía sanguínea (sistema porta hipofisiario).
 El hipotálamo contribuye a la regulación de la hipófisis secretando a la circulación
portahipofisiaria diversas hormonas tróficas (como factores liberadoraes e inhibitorios):
(1) Hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH o LHRH): Produce la secreción de FSH y LH. Es liberada por las áreas
preóptica y basal del hipotálamo.
(2) Hormona liberadora de hormona de crecimiento (GNRH): Estimula la liberación de la GH. Es sintetizada en el núcleo
arcuato.
(3) Somatostatina (SST): También es conocida como la hormona inhibidora de la hormona del crecimiento (GHIH). También
inhibe la secreción de TSH. Se sintetiza en los núcleos periventricular y paraventricular.
(4) Hormona liberadora de tirotropina (TRH): Libera TSH (tirotropina) y PRL (prolactina). Se sintetiza en las neuronas
parvocelulares del núcleo paraventricular.
(5) Dopamina: Es un inhibidor potente de PRL (conocido como factor inhibidor de prolactina (PIF)) y débil de TSH. Se
sintetiza en el núcleo arcuato.
(6) Hormona liberadora de corticotropina (CRH): Estimula la secreción de ACTH y 8-lipotrofina. Se sintetiza en el núcleo
paraventricular.
Hipófisis
 La glándula hipófisis está localizada por debajo del hipotálamo, en una cavidad
ósea llamada silla turca.
 9 de las principales hormonas son producidas en esta glándula endocrina. Estas
hormonas actúan primariamente influenciando otras glándulas endocrinas.
 De la hipófisis se distinguen 2 lóbulos importantes:
→ Lóbulo anterior (adenohipófisis): Posee células epiteliales secretoras.
→ Lóbulo posterior (neurohipófisis): Son prolongaciones axonales de neuronas de
los núcleos supraóptico y paraventricular del hipotálamo. También tiene la capacidad de
almacenar hormonas y liberarlas a la circulación.
Neurohipófisis
 Las hormonas son sintetizadas en el soma de neuronas ubicadas en los núcleos
supraóptico y paraventricular del hipotálamo.
 Los axones y terminales axonales de las neuronas forman la neurohipófisis, la cual
almacena hormonas, las que frente a estímulos específicos son secretadas directamente a la circulación general.
→Hormonas de la neurohipófisis
 Las principales hormonas que son producidas en la neurohipófisis son la hormona antidiurética (ADH) o vasopresina y la
oxitocina (OXT).
 La ADH es producida en el núcleo paraventricular y la OXT es producida en el núcleo supraóptico.
 Tienen estímulos de secreción específicos para cada una (ADH y OXT) y acciones fisiológicas diferentes:
→ Receptores para vasopresina: V1 (a/b) (Gq) y V2 (Gs).
→ Receptores para oxitocina: OXTR (Gq).
 Ambas neuronas de la neurohipófisis son nonapéptidos que difieren sólo por dos AA. Estas hormonas están acopladas a
neurofisinas (proteínas), que son co-secretadas con ADH u oxitocina, pero sin acciones hormonales conocidas.
ADH/Vasopresina
 Actúa sobre distintos tipos de receptores de vasopresina: V1a, V1b y V2. Estos receptores tienen distintas afinidades por
ADH.
 El mecanismo de acción para los receptores V1a es la activación de una proteína G de tipo Q que produce la formación de
diacilglicerol e IP3. IP3 a su vez produce el aumento de la secreción de Ca2+ intracelular.
 Los receptores V2 están acoplados a una proteína G de tipo estimulatorio, lo que produce aumentos de AMPc.
 Las acciones principales de la ADH son:
→ Contracción del músculo liso arteriolar (efecto vasoconstrictor) sobre receptores V1a. Sin embargo, los receptores
V1a son de baja afinidad, lo que quiere decir que se requiere mucha mayor cantidad de la hormona para activar este
tipo de receptor.
→ Los receptores V2 son de alta afinidad y son los encargados de la retención de agua en el riñón.
→ La reabsorción de agua en el riñón incrementa el volumen de sangre, lo que genera un incremento de la presión
arterial, acompañado de vasoconstricción.
Caso: Cambios en la osmolaridad plasmática
(1) Estos son detectados por osmorreceptores hipotalámicos que
activan la secreción de ADH hacia la circulación, produciéndose la
retención de agua.
Caso: Cambios en la presión sanguínea
 Por otro lado, cuando hay cambios en la presión sanguínea (en el
volumen sanguíneo) se activan barorreceptores carotideos y tiroideos
principalmente, los cuales detectan cambios de volumen y se produce
la secreción masiva de ADH para producir vasoconstricción periférica.
Oxitocina
 Otra hormona importante de la neurohipófisis es la oxitocina, cuyos
receptores están ubicados en la glándula mamaria y en el músculo liso uterino.
 El mecanismo de acción es a través de la activación de un receptor de
membrana (acoplado a una proteína Gq) que produce aumentos del Ca2+
intracelular mediados por IP3.
 La oxitocina es secretada principalmente en los núcleos paraventriculares
y supraóptico del hipotálamo. Se almacena y se libera desde la neurohipófisis.
 La secreción de esta hormona está condicionada por diversos factores,
tales como:
→ Factores neurológicos/psicológicos (condiciones de estrés o
amamantamiento).
→ Factores hormonales como estrógenos y progesterona.
→ Factores mecánicos (reflejo de succión del pezón y distensión de la
musculatura vaginal y uterina).
 Acciones de la oxitocina:
→ Las principales funciones de la oxitocina están relacionadas con la
eyección de leche y con el aumento de la contracción del musculo uterino.
→ En la glándula mamaria, se produce la contracción de las células
mioepiteliales por efecto de la succión del pezón del bebé y, con ello, aumenta
la eyección de leche.
→ En el útero, la oxitocina produce la contracción de las fibras musculares,
por lo que contribuye a la expulsión del feto. El efecto de la oxitocina en el parto no está completamente aclarada, aunque
parece ser que no interviene en el inicio de la misma.
→Retroalimentación positiva
La figura muestra el mecanismo de control de la secreción de oxitocina en dos
condiciones:
 Durante la succión del pezón: En la succión del pezón, la secreción de oxitocina
genera contracción de las células mioepiteliales de la glándula mamaria para
producir la eyección de leche materna. A esto se suma que el reflejo de succión
del pezón provoca diferentes estímulos, los cuales son procesados a nivel del
hipotálamo para producir mayor cantidad de oxitocina, y por tanto, mayor
secreción. El mismo reflejo aumenta la secreción de oxitocina, y por lo tanto, se
produce un evento de retroalimentación positiva.
 Contracciones uterinas durante el trabajo de parto: cuando aumenta el número
de contracciones uterinas, se genera un aumento de los estímulos sobre
receptores de estiramiento, los cuales estimulan al SNC (hipotálamo) a producir
mayor secreción de oxitocina.
En ambos casos, el aumento de los estímulos produce mayor secreción de la hormona.
Si bien el aumento en la eyección de leche y el aumento de la contractilidad uterina son los eventos más estudiados de la
oxitocina, se ha determinado que esta hormona puede:
 Regular la contractilidad de las fibras musculares del tracto genital en machos.
 Disminuir la síntesis de testosterona.
 Estimular la liberación de prolactina.
 Controlar la regresión del cuerpo lúteo.
 Alterar patrones de conducta (principalmente el apego materno).
Adenohipófisis
 La parte anterior y más voluminosa de la hipófisis se denomina adenohipófisis y está constituida por células epiteliales
secretoras que producen y secretan hormonas de naturaleza proteica, la mayoría de las
cuales son hormonas tróficas, ya que se encargan de estimular la función de una serie de
órganos endocrinos periféricos.
 La adenohipófisis está compuesta por diferentes poblaciones especializadas en
la síntesis de distintas hormonas.
 Produce seis hormonas peptídicas principales: prolactina (PRL), hormona del
crecimiento (GH), hormona tirotropina (TSH), adrenocorticotropina (ACTH), hormona
luteinizante (LH) y hormona folículo estimulante (FSH).
 Las hormonas peptídicas principales estimulan otras glándulas endocrinas
periféricas, las que producen distintos tipos de hormonas. Así también, tienen efectos
sobre células blanco no endocrinas.
→ La TSH actúa sobre la tiroides
→ la ACTH actúa sobre la corteza adrenal
→ la FSH y LH actúan sobre las gónadas masculinas y femeninas
→ la GH actúa sobre todo el organismo (pero principalmente sobre músculo y
hueso)
→ la PRL actúa sobre la glándula mamaria para
la producción de leche materna.
Tipos celulares que conforman la adenohipófisis
Este esquema ilustra los diferentes tipos celulares que conforman a la adenohipófisis.
 Células somatotropas (40%): Producen hormona del crecimiento (GH).
 Células corticotropas (20%): Producen hormona adrenocorticotropina (ACTH).
 Células tirotropas: Producen tirotropina (TSH).
 Células gonadotropas: Produce FSH y LH.
 Células lactotropas: Producen prolactina.
Regulación funcional del eje hipotálamo-hipófisis
 La irrigación de la hipófisis proviene de la arteria hipofisiaria superior e inferior, las cuales van a forman un plexo portal
hipotalámico o también llamado sistema porta, el cual es la fuente principal de aporte
sanguíneo a la adenohipófisis.
 El sistema porta permite la transmisión segura de las pulsaciones de los péptidos
hipotalámicos sin que estos se diluyan significativamente en la circulación general, es
decir, en el sistema porta se tiene una [c] elevada de los diferentes factores u
hormonas hipotalámicas (CRH, TRH, GnRH y GHRH), los cuales a su vez estimulan a
las células de la adenohipófisis para generar pulsos de secreción de las hormonas
tróficas de la adenohipófisis.
 Hormonas hipotalámicas: CRH, TRH, GnRH y GHRH.
 Hormonas de la adenohipófisis: ACTH, TSH, FSH/LH y GH.
→ La liberación del péptido CRH → ACTH. La ACTH es liberada a la circulación y
actúa sobre la glándula suprarrenal para producir esteroides suprarrenales,
principalmente cortisol, el cual regula la homeostasis y el control del metabolismo
celular.
→ TRH → TSH. La TRH es liberada hacia el sistema venoso porta para estimular en
el quilotropo la producción de TSH, la cual estimula la producción de hormonas tiroideas
en la tiroides, que tienen que ver con el metabolismo y la termogénesis.
→ GnRH → FSH/LH. Estas hormonas actúan sobre las gónadas masculinas
produciendo testosterona (sobre la espermatogénesis y las características secundarias
del varón). En la mujer, actúan produciendo estradiol y progesterona, que tienen que ver
con la ovulación y las características secundarias de la mujer.
→ GHRH → GH. La GH actúa sobre el hígado para producir IGF-1 y actúa como un
agente anabólico en todo el cuerpo, especialmente en el músculo y hueso (condrocitos),
produciendo el crecimiento lineal de órganos.
A su vez, el aumento de las [c] plasmáticas de las hormonas producidas en estos órganos
efectores periféricos, van a producir la inhibición de la secreción de las hormonas de la
adenohipófisis, así como también la inhibición de la secreción de los neuropéptidos
hipotalámicos, conservando un sistema de control integrado de retroalimentación
negativa en la función endocrina.
La prolactina (PRL) producida en la adenohipófisis es tónicamente inhibida por
dopamina (DP) hipotalámica.
CÁPSULA 3: TIROIDES I
Glándula tiroides
 Anatómicamente, la glándula tiroides se localiza por
delante de la tráquea, bajo el cartílago tiroideo.
 Está formada por un lóbulo derecho e izquierdo, unido
por un istmo tiroideo (parte más estrecha de la
glándula).
 Tiene un peso aproximado de 10 a 15 g, un ancho de 6
cm, un alto de 2 cm y un espesor de 2 cm.
 Es una glándula altamente irrigada, ya que el producto
de su secreción debe llegar rápidamente a la circulación
general. La parte superior de la glándula tiroides es
alimentada por la arteria tiroides superior, la cual es una rama de la arteria carótida externa, mientras que la parte inferior de
la glándula tiroides es irrigada por la arteria tiroides inferior, proveniente de la subclavia y de los troncos braquiocefálicos.
 Esta glándula tiene la particularidad de que sus lóbulos se extienden hacia la parte trasera, “abrazando” a la vía aérea. En la
parte posterior de la glándula tiroides existe una relación anatomo funcional, ya que allí se ubican 4 glándulas endocrinas
llamadas glándulas paratiroides, las que tienen como función producir y secretar la hormona parathormona, la cual regula
la calcemia.
 Esta glándula está regulada por el eje hipotálamo – hipófisis.
Folículo tiroideo: Unidad funcional
 La glándula tiroides está conformada por un epitelio cúbico simple, organizado en forma de circunferencias. Estas células
se denominan células foliculares y la parte del centro que
forma especies de lagunas, se conoce como coloide.
 La unidad funcional de la glándula tiroides es la
formación de coloides con las células foliculares, que se
conoce como el folículo tiroideo.
 Este folículo tiene la particularidad de concentrar
yodo y la proteína tiroglobulina, que son indispensables
para la producción de hormonas tiroideas.
Yodotironinas: Productos de la tiroides
 Los productos secretados por la tiroides se conocen como yodotironinas.
 La figura muestra las principales hormonas tiroideas: T4
(tiroxina) y T3 (triyodotironina). Ambas hormonas provienen
desde el AA tirosina, el cual es yodado en posición 3 o 5. T4
recibe este nombre porque está yodada en 4 sitios de la tirosina,
mientras que T3 está yodada en 3 sitios.
 También es posible la producción de una T3 reversa, que se
produce principalmente para inactivar el efecto de la hormona
T3, que es la más potente.
 Las hormonas tiroideas (HT) son las únicas moléculas biológicas yodadas.
 El yodo es un elemento escaso en la dieta, excepto en los alimentos del mar.
 En Chile la sal es yodada. Es una medida preventiva por la escasez de yodo en algunos alimentos. El yodo se obtiene
principalmente de la dieta y se absorbe a nivel intestinal como yoduro. Se transporta en la sangre como yoduro y al llegar a
la célula folicular se produce un cambio y se oxida a yodo, que es la forma requerida para la producción de hormonas
tiroideas. El yodo no se puede almacenar porque es tóxico.
 Las hormonas tiroideas (HT) son de naturaleza hidrofóbica, por lo que no se pueden almacenar como tales, es decir, se
producen en forma constante y en la medida que se necesitan se produce y se sintetiza mayor cantidad de hormonas
tiroideas.
Síntesis de hormonas tiroideas
 Las hormonas tiroideas son sintetizadas formando parte integral de la proteína tiroglobulina (TG), la cual se almacena en
grandes cantidades en el lumen de los folículos tiroideos (en el coloide).
 Los residuos de tirosina de la tiroglobulina son yodados y luego acoplados entre sí para formar las hormonas tiroideas T3 y
T4.
 Durante la síntesis de las hormonas tiroideas se pueden identificar diferentes fases:
(1) Incorporación de Yodo hacia el folículo tiroideo:
→ Captación a través de NIS (Na+ /I simporte): El Yodo ingresa hacia la célula folicular gracias a una proteína
llamada NIS. Esta proteína permite el ingreso tanto de Na+ como de Yodo a la célula folicular.
→ Luego, el yodo sale de la célula y se concentra en el folículo tiroideo (coloide) por acción de un transportador
de aniones (pendrin).
(2) Oxidación e incorporación del yodo al anillo fenol de la tirosina:
→ La enzima maestra a cargo del proceso de síntesis de hormonas tiroideas es la tiroperoxidasa (TPO). Esta enzima sintetiza a
las hormonas tiroideas en 3 pasos:
1) Oxidación del yoduro a yodo (I2).
2) Organificación del yodo: El yodo se une a los residuos de tirosina de la tiroglobulina (una proteína de gran tamaño
ubicada en el coloide) para formar 2 elementos: monoyodotironina (MIT) y diyodotironina (DIT).
3) Acoplamiento de 2 moléculas de tirosina yodadas (MIT y DIT) por la enzima tiroperoxidasa para formar T3 o T4 activas.
Resumen
(1) El yoduro que viaja en la circulación es
incorporado a la célula folicular a través de un simporte
Na+ /I, llamado NIS.
(2) Este yoduro, una vez dentro de la célula folicular,
tiene que ser lisado hacia el coloide. Esto lo hace a través
de un transportador de aniones llamado pendrin,
incorporando Cl hacia la célula folicular y entregando el
yoduro hacia el coloide del folículo tiroideo.
(3) Una vez que el yoduro está en el coloide este se
debe oxidar, y para ello, requiere la acción de la
peroxidasa tiroidea, la cual transforma el yoduro en yodo
0 o +2.
(4) Una vez que se tiene el yodo 0, este se incorpora
en los residuos de tirosinas de la proteína tiroglobulina.
(5) Por otra parte, la tiroglobulina pasa por el RER,
luego por el Golgi y es exocitada. Por esto, el coloide
tiene una gran cantidad de la proteína tiroglobulina, que expone los sitios del AA tirosina.
(6) La peroxidasa tiroidea incorpora el yodo en la posición 5 o 3 del anillo fenólico de la tirosina para producir monoyodotironina
y/o diyodotironina.
(7) Luego, en un proceso de conjugación, se incorpora ya sea un MIT y un DIT para producir triyodotironina o 2 DIT para forma
tetrayodotirosina.
(8) Luego, la proteína es endocitada nuevamente en la célula folicular y a través
de proteólisis lisosomal es liberada hacia la circulación, donde ejercerá los
efectos fisiológicos.
Esta figura ayuda a entender el paso a paso de la síntesis de hormonas tiroideas
 Paso 1: La célula folicular sintetiza a la proteína tiroglobulina y a la
tiroperoxidasa/peroxidasa tiroidea.
 Paso 2: Entrada de yoduro a través de NIS hacia la célula folicular y la salida
hacia el coloide a través de pendrin.
 Paso 3: El yoduro concentrado en el coloide es oxidado por la tiroperoxidasa
para formar los compuestos monoyodados, conocidos como MIT o DIT. La
conjugación de un MIT con un DIT forma T3 y la conjugación de un DIT con un
DIT forma T4.
 Paso 4: Las proteínas con residuos de yodotironinas son endocitadas en
vesículas.
 Paso 5: Por acción de proteínas intracelulares se desprenden las hormonas T3
y T4 de la proteína tiroglobulina.
 Paso 6: T3 y T4 son liberadas hacia la circulación.
Características de las hormonas tiroideas en la circulación
Las hormonas tiroideas son de naturaleza hidrofóbica, por lo tanto, un 99% de las hormonas tiroideas circulan unidas a proteínas
plasmáticas:
→ El 70% de las hormonas tiroideas se une a la globulina fijadora de tirosina (TBG).
→ Un 10 a 15% de las hormonas tiroideas viajan unidas a transtiretina o “prealbúmina fijadora de tiroxina” (TTR).
→ Un 10 a 15% de las hormonas tiroideas viajan unidas a albúmina.
→ Las hormonas libres son un porcentaje ínfimo de las hormonas totales, y estas hormonas libres son las que tienen actividad
fisiológica. ✓ T4 libre (T4L): 0,03%. ✓ T3 libre (T3L): 0,3%.
Un 80% de la T3 circulante proviene de la desyodación periférica de T4 en los tejidos blancos.
→La glándula tiroides produce principalmente T4, en una proporción de 10:1.
Vida media de las hormonas tiroideas
La vida media hace referencia a la duración de la hormona en la circulación.
 En la figura se muestra que la vida media de T3 es de aproximadamente 1 día.
Esto es una vida media corta comparada con la vida media de T4, que se mantiene
en la sangre por 6 a 7 días.
 Considerando la duración de la hormona en la sangre y que la glándula tiroides
produce mayor cantidad de T4, siendo la formativa la T3, esto nos indica que la T4
actúa como un reservorio de hormonas tiroideas en la sangre, la cual puede
convertirse a la forma activa en el lugar y en el tejido que lo requieran.
 Una vez que las hormonas tiroideas llegan a los tejidos, T3 puede unirse
directamente a su receptor y ejercer sus efectos fisiológicos, mientras que T4 debe
transformarse a T3 para tener efecto. Para esto, existen diversas desyodasas en los
tejidos:
→Desyodasas tipo 1: Se encuentran distribuidas por todo el cuerpo, principalmente en el hígado, riñón y tiroides (activante).
→Desyodasas tipo 2: Se encuentran en el cerebro y en la hipófisis (músculo, hipófisis, tiroides y glía). Es activante e inactivante.
→Desyodasas tipo 3: Se encuentran distribuidas en músculo, hígado y neuronas. Producen una T3 reversa o inactiva. Esto se
produce en condiciones patológicas o de inanición, donde se requiere una disminución del metabolismo basal. Es inactivante.
CÁPSULA 4: TIROIDES II
Eje hipotálamo-hipófisis-tiroides
(1) En el hipotálamo se produce la hormona TRH u hormona
liberadora de tirotropina, la cual es liberada en el sistema porta para
estimular a la tirotropina (TSH) en la adenohipófisis.
(2) Esto induce la liberación de TSH a la circulación, la cual actúa
sobre la célula folicular de la glándula tiroides para producir T3 y T4.
(3) Una vez que se alcanzan niveles adecuados para las acciones
fisiológicas de las hormonas tiroideas, estas inhiben la producción de
TRH a nivel del hipotálamo y la producción de TSH en la hipófisis,
produciendo una respuesta de feedback negativo.
→Receptores para TRH, TSH y segundos mensajeros
 En el hipotálamo existen receptores para hormonas tiroideas
(principalmente de tipo beta), los que son muy sensibles a los
cambios de [c] de T3 plasmática. Cuando se produce una
disminución de T3 se activan neuronas que producen la liberación
de TRH. TRH es liberada hacia el sistema porta y allí alcanza al
quilotropo.
 En el tirotropo, TRH actúa sobre un receptor acoplado a proteína G,
el cual se asocia a fosfolipasa C y esta produce un segundo
mensajero llamado IP3. IP3 se une a canales de Ca2+ intracelulares
para producir aumentos de Ca2+ en el quilotropo, lo que provoca a
su vez la liberación de TSH.
 La TSH actúa sobre una proteína G en la célula folicular de la tiroides,
pero esta vez produce aumentos de AMPc, activando las cascadas
que producen tanto la tiroglobulina como los demás componentes
necesarios para la producción de hormonas tiroideas.
 Cuando se alcanzan los niveles estables y fisiológicos de T3 y T4, estas hormonas actúan sobre los receptores de hormonas
tiroideas de tipo beta para inhibir la producción en el hipotálamo de TRH y en la hipófisis de TSH.
Efecto de TSH sobre la célula folicular tiroidea
La figura ilustra los efectos de la TSH sobre la célula folicular de la glándula
tiroides.
La unión de TSH a su receptor en la célula folicular, tiene 2 efectos
fisiológicos importantes:
 Aumento de la síntesis de las hormonas tiroideas T3 y T4 debido a la
estimulación de los procesos que llevan a su síntesis, como lo son la
captación de Yodo, la yodación de las tirosinas, el acoplamiento entre las
yodotironinas y la proteólisis de la tiroglobulina.
 Efecto trófico sobre la glándula: Aumenta el volumen y mantiene el
tamaño, debido a que estimula el número de células y la formación de
nuevos folículos.
La sobreestimulación de esta vía produce la hipertrofia de la glándula
tiroides, lo que se conoce como bocio.
Mecanismo de acción y efectos fisiológicos de las hormonas tiroideas
Existen 2 subtipos de receptores:
 tipo alfa (se encuentran en la mayoría de los tejidos)
 tipo beta (se localizan en la hipófisis y cercanos al
hipotálamo). Los receptores de tipo beta son los
responsables de censar los niveles de hormonas
tiroideas circulantes, principalmente T3. Cuando los
niveles de T3 son bajos, estimulan la secreción de
hormonas del eje hipotálamohipófisis (TRH y TSH) y
cuando los niveles de T3 son elevados en la sangre,
estos participan en los procesos de retroalimentación
negativa.
RHT-Alfa: Cerebro, riñón, gónadas, corazón y músculo.
RHT-Beta: Hipófisis e hígado.
¿Cómo actúan las hormonas en sus células blanco?
(1) Por su naturaleza hidrofóbica, las hormonas tiroideas
pueden atravesar las membranas celulares y unirse a
receptores intracelulares (principalmente receptores
nucleares) para formar un complejo hormona tiroidea-
receptor.
(2) Este complejo actúa como un factor de transcripción
uniéndose al DNA y regulando la transcripción y la
expresión de numerosas proteínas que participan en
variados efectos fisiológicos, tales como el crecimiento, el desarrollo del SNC, efectos cardiovasculares y principalmente
efectos metabólicos.
Efecto de las hormonas tiroideas
Los niveles fisiológicos de las hormonas tiroideas son necesarios en la infancia temprana:
 Es necesaria para el desarrollo óseo.
 Es necesaria para el desarrollo del SNC: Son responsables de la mielinización de los axones neuronales, lo que lleva a
que una deficiencia de hormonas tiroideas en esta etapa genere daños irreversibles a nivel del SNC y del crecimiento
de los niños.
Durante toda la vida, las hormonas tiroideas:
 Regulan el metabolismo, disminuyendo el consumo de oxígeno a nivel celular.
 Regulan los efectos beta-adrenérgicos de las catecolaminas a nivel de la expresión de los receptores para las hormonas.
La deficiencia de hormonas en el adulto puede ser corregida por tratamientos hormonales.
Una de las principales funciones de las hormonas tiroideas es la estimulación del metabolismo, lo que tiene una serie de efectos
asociados:
 Las hormonas tiroideas son calorigénicas, lo que quiere decir que aumentan la producción de calor en el metabolismo
oxidativo.
 Aumentan el consumo de reservas energéticas (glucosa y lípidos).
 Aumento de la ingesta de alimentos.
 Aumenta la tasa metabólica, porque aumenta la FR y el consumo de O2.
La modulación positiva beta-adrenérgica se manifiesta principalmente por los efectos cardiovasculares, que se manifiestan
como:
 Aumento de la contractibilidad y frecuencia cardíaca.
 Disminución de la resistencia periférica total.
 Aumento del gasto cardíaco, lo que asegura un aporte de O2 a los tejidos (aumenta el volumen sistólico y con ello la
fuerza de contracción).
Alteraciones en el eje hipotálamo-hipófisis-tiroides
Las alteraciones se ven manifestadas en la producción de hormonas tiroideas:
 Una mayor producción de hormonas tiroideas se conoce como hipertiroidismo
 una baja en la producción de hormonas tiroideas se conoce como hipotiroidismo.
Hipotiroidismo
→ Es la deficiencia de hormonas tiroideas.
→ Su origen (dónde se produce la falla de la producción de la hormona en el eje hipotálamo-hipófisis-tiroides) se clasifica
en:
 Primario: Defecto en la glándula tiroides. En este caso, las células foliculares están impedidas de producir hormonas
tiroideas.
 Secundario: De origen hipofisiario. En este caso, hay una alteración en la secreción de TSH que no estimula
adecuadamente a la glándula tiroides para producir hormonas tiroideas.
 Terciario: De origen hipotalámico. Es la incapacidad de producir TRH y de estimular a la tirotropina para que estimule
la liberación de las hormonas tiroideas.
→ Hipotiroidismo por deficiencia de yodo: En la actualidad son escasos, ya que la sal es yodada.
→ El tratamiento tardío del hipotiroidismo en niños recupera el crecimiento corporal, pero no el daño generado en el SNC.
Esto se denomina cretinismo (deficiencia mental).
Valores normales
Los valores normales de las hormonas tiroideas en sangre son:
 En una condición patológica donde existe hipofunción de la glándula (hipotiroidismo), de ser
primario (a nivel de la glándula tiroides), los niveles de T4 y T3 serían bajos. En cambio, los de TSH
serían elevados (producto del feedback que se produciría), ya que a nivel del hipotálamo e hipófisis se censaría un bajo
nivel de hormonas tiroideas.
 Si la hipofunción ocurre a nivel de la hipófisis, los niveles de T3 y T4 serían bajos, al igual que los niveles de TSH. Los
niveles de TRH estarían elevados, sin embargo, estos son difíciles de medir en la circulación porque son liberados en
alta cantidad en el sistema porta, pero se diluyen en la circulación general.
 Por el contrario, si hubiera una hiperfunción de la glándula (hipertiroidismo), T3 y T4 estarían elevadas y por tanto,
haciendo feedback negativo con el hipotálamo y con la hipófisis. Si el hipertiroidismo ocurriera en la glándula, los niveles
de TSH y TRH serían bajos.
CÁPSULA 5: GLáNDULA ADRENAL-CORTEZA I→ CORTEZA ADRENAL Y ESTEROIDES ADRENALES (CORTISOL Y ALDOSTERONA)
 Las glándulas suprarrenales son 2 y se ubican sobre los riñones.
 El riñón tiene una estructura llamada “cápsula de Gerota”, que es
una cápsula de fijación que entrega localización a las glándulas
suprarrenales.
 Las glándulas suprarrenales son pequeñas en dimensión.
 Tienen una altura de 1 cm, 3 cm de largo y 1 cm de espesor.
Pesan entre 4 a 5 gramos.
 La glándula adrenal está compuesta por la corteza (80% de la
glándula adrenal) y la médula, que tiene una ubicación central y
representa el 20% del volumen de la glándula.
La corteza y la médula tienen distinto origen embrionario:
 La corteza proviene del mesodermo.
 La médula proviene del neuroectodermo.
La corteza y la médula producen hormonas distintas y el control de su secreción es
independiente.
Al hacer un corte en la corteza suprarrenal, se encuentran 3 zonas:
 Zona glomerulosa: Es la zona más externa. Representa el 15% de la corteza. Está
compuesta por células que tienen forma similar al glomérulo renal.
 Zona fascicular: Es la zona del medio. Está compuesta por células cilíndricas que
producen fascículos. Representa el 75% de la corteza, ya que la mayor producción de
hormonas glucocorticoides se produce en esta zona.
 Zona reticular: Es la zona más cercana a la médula. Representa el 10% de la corteza.
Esta zona produce principalmente andrógenos adrenales.
Zonas de la corteza suprarrenal y sus hormonas
Esta figura muestra las distintas zonas de la corteza suprarrenal y las
hormonas esteroidales que produce:
→En la zona glomerular se producen mineralocorticoides. El principal
representante es la aldosterona.
→En la zona fascicular se produce cortisol, que tiene efectos metabólicos
y sobre el sistema inmunológico. Es una hormona proteolítica.
→En la zona reticular se producen andrógenos con menos potencia
androgénica que la testosterona. También se produce
dehidroepiandrosterona y androstendiona, las cuales inducen el
crecimiento y ayudan a desencadenar la pubertad (principalmente en
hombres).
Síntesis de hormonas esteroidales
Todas las hormonas esteroidales provienen del colesterol, el cual se puede producir en un % pequeño en la célula a partir de
Acetil CoA, por lo que la mayor parte del colesterol debe
ser ingresado a la célula.
→Las células de la corteza suprarrenal tienen receptores
para LDL (lipoproteína de baja densidad), la cual
contiene colesterol en su interior.
Una vez que la LDL circulante se une al receptor, es
endocitada y transportada hacia la mitocondria, donde
ocurren diversas reacciones enzimáticas que
transforman el colesterol en pregnenolona, la cual es el
precursor para todas las hormonas esteroidales
conocidas: aldosterona, cortisol, estradiol y
testosterona.
→Las hormonas esteroidales no se almacenan, sino que
se secretan bajo demanda.
Principales vías de biosíntesis de esteroides suprarrenales
 La figura muestra las principales vías de biosíntesis de esteroides suprarrenales.
 La misma glándula produce hormonas diferentes a partir de un precursor común.
 Una vez que el colesterol entra a la célula, este es modificado por la enzima 20-22 desmolasa, la cual transforma colesterol
a pregnenolona.
 El colesterol puede provenir desde la circulación ingerido a través de la dieta o puede formarse de novo en la misma célula
de la corteza adrenal.
 En pasos sucesivos de acción de las enzimas tanto en la mitocondria como en el citosol, las células de la glomerulosa adrenal
pueden fabricar aldosterona, gracias a la enzima llamada aldosterona sintetasa.
 En la zona fasciculada existen las enzimas necesarias para la producción de cortisol a partir de los primeros precursores
derivados de colesterol.
 En la zona reticular se pueden producir los andrógenos adrenales a través de otros citocromos, que pueden ser también
producto o sustrato para la generación de otros andrógenos, como la testosterona o estradiol en otros tejidos.
Estructuras esteroidales
En las distintas zonas de la corteza
suprarrenal actúan diferentes enzimas, las
que producen la hormona activa.
En la zona glomerulosa, fascicular y reticular
existe la enzima 20-22 desmolasa, la que
permite convertir colesterol en
pregnenolona.
También, una enzima común de las 3 zonas
transforma la pregnenolona en
progesterona. A partir de este punto, se
producen diferentes reacciones con
enzimas distintas que sólo están presentes
en las células de las zonas determinadas.
(1) Zona glomerulosa: Los intermediarios se transforman por diversas enzimas hasta mineralocorticoides. El
mineralocorticoide principal es la aldosterona. La aldosterona se sintetiza exclusivamente en la zona glomerulosa de la
corteza. Tiene como función regular el Na+ y el K+ .
(2) Zona fascicular: Se producen glucocorticoides. Los principales son cortisol y cortisona. Existe una relación importante en
la conversión de estos dos glucocorticoides, ya que cuando hay un exceso de cortisol, este puede convertirse en
cortisona, la que tiene menos potencia (a nivel renal). A nivel hepático, la cortisona puede convertirse en cortisol, siendo
esta hormona la más potente. Por lo tanto, la cortisona funciona como un reservorio para el cortisol. Los glucocorticoides,
principalmente el cortisol, regulan el metabolismo de la glucosa y de otros metabolitos.
(3) Zona reticular: Se producen esteroides sexuales. Los andrógenos adrenales son principalmente androstenediona y
dehidroepiandrosterona, los cuales se convierten en estradiol y testosterona en los tejidos extraglandulares.
Zona glomerulosa Zona fasciculada Zona reticular
Aldosterona: regula Na+ y
K+
Cortisol: regulación del
metabolismo de la glucosa y
de otros metabolitos
Androstenediona y
dehidroepiandrosterona: se
convierte en estradiol y
testosterona en los tejidos
extraglandulares
Cortisol
 Es una hormona esteroidal de 21 átomos de carbono (corticoesteroides).
 Es secretada por células fasciculadas de la glándula suprarrenal y las células blanco son la mayoría de las células del cuerpo.
Funciones:
 Adaptación al estrés.
 Regulación del metabolismo de los hidratos de carbono.
 Función inmunosupresora.
Los niveles circulantes de cortisol están bajo control del eje
hipotálamo-hipófisis-glándula.
(1) Cuando llegan estímulos al hipotálamo, tales como estímulos de
estrés, infección, trauma, anestesia o hipoglicemia, se estimula
en el hipotálamo la secreción de CRH (hormona liberadora de
corticotropina).
(2) La CRH actúa sobre la tirotropina (TSH) en la adenohipófisis para
estimular la secreción de ACTH.
(3) La ACTH se sintetiza en los corticotropos y estimula el
crecimiento de la glándula adrenal y la secreción de sus
hormonas esteroidales.
La ACTH es un polipéptido de 39 AA con una vida media de 10 a 15 minutos. El efecto de la ACTH sobre las células de las
zonas fasciculadas es aumentar la secreción de cortisol. Sin embargo, también tiene un efecto trófico, sobre todo en la
glándula adrenal para mantener el volumen y la adecuada funcionalidad.
(4) Cuando los niveles de cortisol son elevados, esto es censado por el hipotálamo y la hipófisis, por lo que se inhibe la secreción
de CRH y ACTH, lo que genera que los niveles de cortisol vuelvan a su estado normal.
Por otra parte, la ACTH también es estimulada por ADH a través del péptido natriurético atrial o los opioides, que estimulan al
hipotálamo para inducir la secreción de ADH. La ADH, a su vez, estimula la secreción de ACTH, que en conjunto con ADH tienen
un efecto sobre la regulación de la volemia.
Mecanismo de acción de la CRH
El mecanismo de acción de la CRH hipotalámica sobre el corticotropo hipofisiario involucra la
unión de la CRH a un receptor acoplado a una proteína G de tipo estimulatorio, que estimula a
la adenil ciclasa y produce aumentos de AMPc. Este aumento produce la activación de la proteína
quinasa A, la cual va a activar canales de Ca2+, lo que provocará la entrada de Ca2+ hacia el
interior de la célula. El aumento de Ca2+ induce la secreción de vesículas que contienen ACTH.
ACTH
El mecanismo de acción de la ACTH en las células de la zona fascicular y reticular
involucra:
(1) su unión a un receptor de membrana acoplado a una proteína G de tipo
excitatorio
(2) lo cual produce la activación de la adenil ciclasa, un aumento de AMPc y la
activación de la PKA.
(3) Este efecto produce el aumento de la expresión de genes y de enzimas
requeridas para la esteroidogénesis, para llegar a la producción de glucocorticoides en
la zona fascicular y de andrógenos en la zona reticular.
Mecanismo de acción de la ACTH
El efecto de la ACTH sobre las células de la zona fasciculada:
Es la unión a un receptor de melanocortina tipo 2, lo que aumenta el AMPc, se activa la
PKA y tiene efectos rápidos como:
 Aumentar la captación de colesterol LDL.
 Aumentar la hidrólisis de ésteres de colesterol.
 Aumentar el transporte de colesterol a la mitocondria a través de la acción de la
proteína STAR.
También, genera efectos más lentos o crónicos que son mediados por diferentes factores de transcripción e involucran la síntesis
de las enzimas requeridas para la producción de cortisol en las células.
CÁPSULA 6: GLÁNDULA ADRENAL-CORTEZA II
Mecanismos de acción de los glucocorticoides
El mecanismo de acción de los glucocorticoides y en particular de cortisol, es general para todas las hormonas esteroidales.
 Por su naturaleza lipofílica pueden atravesar la membrana plasmática, unirse a un receptor intracelular y formar un complejo
hormona-receptor, el cual actúa como un factor de transcripción que se une a secuencias específicas en el ADN llamadas
“elementos de respuesta a glucocorticoides”. Allí producen la expresión de genes y la transcripción de proteínas para sus
efectos fisiológicos.
 También se han descrito efectos más rápidos, porque la síntesis de
proteínas es un proceso lento que requiere de algunas horas o días para
lograr el efecto. Sin embargo, se han descrito efectos rápidos que
involucran receptores de membrana.
Control de la secreción de cortisol
Un aspecto importante en la regulación de las acciones del cortisol es que el
eje endocrino responde a los ritmos biológicos, como el ritmo circadiano. Así
también, responde a condiciones de peligro y estrés.
Estos estímulos son procesados en los centros nerviosos superiores y
desencadenan la liberación de CRH hipotalámica, la que a su vez estimula la
secreción de ACTH, produciendo aumentos de cortisol en la sangre.
El cortisol tiene diversos efectos:
 Efecto inmunosupresor.
 A nivel hepático estimula la gluconeogénesis (producción de glucosa).
 A nivel del músculo (esquelético principalmente) estimula el
catabolismo de proteínas (agente proteolítico).
 En el tejido adiposo estimula la lipólisis.
Todos los eventos metabólicos preparan al organismo para enfrentar una condición de estrés, como por ejemplo un ayuno o
hacer frente a una amenaza inminente.
Esta figura muestra las concentraciones plasmáticas de ACTH y
de cortisol en función de las horas del día.
Se observa que la secreción de cortisol está gobernada por el
ritmo circadiano de la secreción de ACTH.
Esta aumenta significativamente alrededor de las 6 o 7 de la
mañana y luego disminuye a lo largo del día. Se produce un
nuevo peak alrededor de las 7/8 de la noche, para luego
disminuir. Esto se debe a la necesidad de generar fuerzas y
energía poco antes de despertar.
Estos patrones circadianos de la secreción se ven alterados en
condiciones de estrés y cuando se pierde el control del eje
hipotálamo-hipófisis-glándula adrenal.
Acciones del cortisol
Las acciones del cortisol son variadas:
 Tiene efectos fisiológicos, farmacológicos y patológicos, los que actúan a distinto nivel.
 En lo que respecta a los efectos fisiológicos: hay efectos metabólicos, dérmicos, cardiovasculares, musculares, renales,
neurológicos, gastrointestinales, hepáticos, hematopoyéticos, inflamatorios, inmunológicos, misceláneos y endocrinos.
 Efectos metabólicos:
→ Incremento de la gluconeogénesis.
→ Incremento del catabolismo proteico.
→ Antagoniza las acciones de la insulina.
→ Moviliza ácidos grasos libres.
→ Redistribuye el tejido adiposo (principalmente de las extremidades).
 Efectos dérmicos:
→ Disminuye el grosor o atrofia la piel.
→ Atrofia de los folículos pilosos.
 Efectos cardiovasculares y musculares:
→ Optimiza el número de receptores de catecolaminas.
→ Efectos ionotrópicos positivos.
→ Vasoconstricción.
→ Debilidad muscular (por catabolismo de las proteínas)
 Efectos neurológicos:
→ Cambios de ánimo y del comportamiento (euforia).
→ Incrementa la sensibilidad de los receptores adrenérgicos.
→ Atrofia muscular.
 Efectos inflamatorios e inmunológicos:
→ Disminuyen la síntesis de prostaglandinas y la formación de leucotrienos (actúan como antiinflamatorios).
 Efectos endocrinos:
→ Disminuye la secreción de ACTH (por feedback negativo).
→ Suprime la hormona estimulante de la tiroides y las [c] de T3 y T4.
Los efectos del cortisol son relevantes a nivel de:
→ Metabolismo intermediario: Aumenta la gluconeogénesis y la glucosa sanguínea.
→ Sistema cardiovascular: Ayuda a mantener la presión sanguínea.
→ Sistema nervioso: Aumenta la excitabilidad.
→ Respuesta inflamatoria e inmune: Produce la inhibición de la respuesta inmunitaria.
Metabolismo intermediario
En la zona izquierda de la imagen se
observa que el cortisol tiene efectos
catabólicos sobre el músculo, el tejido
linfoide y el tejido conectivo por
inducción de proteólisis para aumentar
la cantidad de AA sanguíneos. Estos AA
van a la formación de glucosa a través
del proceso de gluconeogénesis.
En el tejido adiposo, el cortisol estimula
la lipólisis y la producción de glicerol y
ácidos grasos. El glicerol también es un
sustrato para la gluconeogénesis,
mientras que los ácidos grasos se utilizan
directamente para formar energía.
La gluconeogénesis aumentada
estimula la liberación de glucosa a la
sangre, por lo que el efecto global del
cortisol es la hiperglicemia.
También estimula el almacenaje de glucosa a través de la producción de glucógeno.
Transporte plasmático de cortisol
Debido a su naturaleza lipofílica, el cortisol viaja unido a proteínas plasmáticas.
 La transcortina es la principal proteína de transporte de cortisol. Esta
transporta aproximadamente un 80% del cortisol.
 Un 15% lo hace unido a albúmina
 Sólo un 5% se encuentra libre. La forma libre de cortisol es la forma activa.
Hiper/Hipo función del cortisol
La hiperfunción de la glándula o la mayor secreción de ACTH por parte de la hipófisis
provoca una condición de hipercortisolismo de origen primario si es en la glándula o
secundario si es a nivel de la hipófisis.
→El hipercortisolismo es el aumento de la concentración de cortisol en la sangre.
→Es característico del síndrome de Cushing.
 Las personas que sufren este síndrome tienen un desarrollo muscular escaso, una
piel delgada, mala cicatrización de heridas, cara de luna llena y redistribución de grasas
(principalmente en las extremidades), dorso de búfalo y estrías abdominales.
La hipofunción produce disminución de los niveles de cortisol en una patología conocida
como síndrome de Addison.
Aldosterona
 Hormona esteroidal de 21 carbonos (perteneciente al grupo de los mineralocorticoides).
 Es secretada por las células glomerulosas de la corteza adrenal.
 Aumenta la presión sanguínea y la volemia, induce la recaptación renal de Na+ , Cl- y HCO3- y la eliminación de K+ .
 Los estímulos para la secreción de aldosterona por parte de las células de la glomerulosa adrenal son la angiotensina II y los
cambios del K+ plasmático. El aumento del K+ plasmático despolariza las membranas en las células de la glomerulosa y
produce la secreción de aldosterona.
Sistema renina-angiotensina
Cuando disminuye la presión o el volumen, se
estimula la secreción de renina, que transforma al
angiotensinógeno en angiotensina I y a través de
la enzima convertidora de angiotensina produce
angiotensina II.
La angiotensina II actúa sobre las células de la
glomerulosa adrenal para producir la secreción de
aldosterona.
La aldosterona actúa en el túbulo distal y colector
del riñón, disminuyendo la excreción de Na+ y
aumentando la secreción de K+ .
De esta forma, se regula el volumen y participa de la regulación de la presión sanguínea.
Kalemia
La kalemia son los cambios del K+ plasmático, donde pequeños cambios de la [c] de K+ plasmático desencadenan la liberación
de aldosterona por las células de la glomerulosa.
Acciones renales de la aldosterona
La figura muestra el mecanismo de acción de la aldosterona (principalmente en los túbulos renales).
 La aldosterona, por ser de naturaleza esteroidal, difunde a través de la membrana plasmática y se une a receptores
intracelulares para aldosterona.
 Este complejo hormona-receptor estimula la transcripción génica y la síntesis de proteínas encargadas del intercambio de
Na+ y K+ , tales como canales de Na+ y K+ , así como también transportadores o la bomba Na+ /K+ ATPasa.
Receptor de mineralocorticoides y 11B-HSD
 Químicamente, cortisol y aldosterona son muy similares, sin embargo, tienen efectos muy distintos.
 La 11-beta-hidroxiesteroide deshidrogenasa puede convertir cortisol a cortisona, una hormona que es menos potente y que
tiene menos posibilidades de unirse al receptor de mineralocorticoides y tener efectos de tipo aldosterona.
 Esto es muy útil cuando se eleva mucho la [c] de cortisol o en el síndrome de Cushing.
 Esto evita que el aumento del cortisol tenga efectos a nivel renal.
CÁPSULA 7: GLÁNDULA ADRENAL-CORTEZA III
Médula suprarrenal
 Ocupa un 20% del volumen de la glándula suprarrenal.
 Produce la hormona adrenalina y noradrenalina.
Control de la secreción
La figura muestra los diferentes estímulos para la secreción de
las hormonas de la glándula adrenal.
→En la corteza, angiotensina II y cambios en la kalemia son
estímulos para la secreción de aldosterona por parte de las
células de la glomerulosa.
La ACTH no es un estímulo para la secreción de aldosterona,
pero sí tiene un efecto trófico sobre la glándula adrenal,
permitiendo su funcionalidad y la mantención de su volumen.
La ACTH también estimula a las células de la zona fascicular para producir cortisol y de la zona reticular para producir los
andrógenos adrenales.
→La liberación de catecolaminas por parte de la médula adrenal es debida a estimulación simpática, mediada por el sistema
nervioso autónomo.
Médula adrenal
 La médula adrenal es un ganglio simpático modificado que funciona como una glándula
endocrina.
 Está inervada por el sistema nervioso autónomo.
 La médula adrenal está conformada por las células cromafines (reciben este nombre porque
puede ser visualizada con tinciones derivadas de
cromo).
 Las células cromafines se caracterizan por la
presencia de una gran cantidad de vesículas en su
interior, las que contienen a las catecolaminas (en
mayor proporción adrenalina que noradrenalina).
 La estimulación simpática libera acetilcolina desde
terminales simpáticos, la cual activa receptores
colinérgicos nicotínicos en las células cromafines. Las
células se despolarizan y producen la liberación masiva
de catecolaminas al torrente sanguíneo. En ocasiones
se alcanza 300 veces la [c] normal en el plasma.
 En situaciones de miedo, agobio o estrés, una oleada de adrenalina dispone al
organismo para una respuesta física inmediata y de máxima intensidad.
 La glándula adrenal está altamente irrigada y la dirección de entrada de la arteria
desde la corteza hacia la médula tiene una consecuencia funcional importante, ya
que para la producción de catecolaminas se requiere la presencia de altas [c] de
cortisol. Entonces, a medida que la sangre circula por la corteza, se van elevando las
[c] de cortisol producido por las células de la zona fasciculada.
 Las catecolaminas se sintetizan a partir del AA tirosina.
 La actividad simpática estimula a la enzima tirosina hidroxilasa para la producción
de dopa mediante la enzima amino acido carboxilasa, la cual a su vez se convierte en
dopamina (intermediario en la producción de catecolaminas). La dopamina es
transformada a noradrenalina por la dopamina beta hidroxilasa, y gracias a la
presencia de cortisol se estimula la producción de adrenalina a través de la enzima
fenil etanol amina N-metil transferasa.
Receptores adrenérgicos
 Las catecolaminas activan receptores de membrana conocidos como receptores adrenérgicos, los que tienen 7 segmentos
transmembrana y sitios de unión de proteína G, las cuales pueden ser de tipo S excitatorio (aumentando el AMPc), de tipo
G inhibitorio (que inhibe la producción de AMPc) y de tipo Q, que activan a fosfolipasas y a la degradación de fosfolípidos
de membrana para producir IP3 y aumentos de Ca2+ intracelular.
→Tipos de receptores adrenérgicos
 Los receptores adrenérgicos se pueden clasificar como receptores de tipo alfa o beta. A su vez, estos se clasifican en subtipos
de receptores: alfa 1, alfa 2, beta 1, beta 2 o beta 3. Cada uno de ellos tienen diferentes funcionalidades.
Mecanismos de acción de las catecolaminas
 Cuando las catecolaminas activan
receptores de tipo beta 1 o beta 2, acoplan
una proteína G de tipo excitatorio que activa
a adenil ciclasa y produce un aumento de
AMPc.
 En cambio, cuando activan receptores de
tipo alfa 2, estos producen inhibición de la
adenil ciclasa y disminución de los niveles de
AMPc.
 Los receptores de tipo alfa 1 se acoplan a
la fosfolipasa C para producir la
degradación de los fosfolípidos de
membrana y la producción de diacilglicerol
e IP3. Este último activa canales intracelulares de Ca2+ para producir el aumento del Ca2+ intracelular.
Acciones de las hormonas catecolamínicas
 Las acciones de las catecolaminas son rápidas y potentes.
 Tienen efectos metabólicos, cardiovasculares, viscerales y otros relacionados con la actividad simpática.
 Efectos metabólicos:
→ Aumento de la glucogenólisis (degradación de glicógeno).
→ Utilización de glucosa.
→ Lipólisis y cetosis.
→ Calorigénesis.
→ Aumenta la secreción de insulina (por efecto de beta 2) e inhibe la secreción por efecto de alfa 2 (debido a los niveles
de glicemia).
→ Aumenta la secreción de glucagón (por efecto de beta 2).
→ Aumenta la captación muscular de K+ (por efecto de beta 2).
 Efectos cardiovasculares:
→ Aumento de la contractilidad cardíaca.
→ Aumento de la frecuencia cardíaca.
→ Aumento de la velocidad de conducción.
→ Aumento de la dilatación arteriolar en el músculo, lo que disminuye la presión arterial.
 Otros efectos:
→ Sudoración (efecto alfa adrenérgico).
→ Dilatación pupilar.
→ Agregación plaquetaria.
Regulación de la secreción de catecolaminas
 La regulación de la secreción de catecolaminas está controlada por el
sistema nervioso simpático.
 Algunos estresores como ansiedad, dolor, trauma, hipovolemia,
hipoglicemia e hipotermia, producen señales a nivel del SNC para inducir
una respuesta simpática a través de los ganglios simpáticos, con
liberación de acetilcolina y posterior liberación de norepinefrina
(principalmente a nivel de los ganglios).
 Desde el punto de vista endocrino, la estimulación simpática activa a la
médula adrenal produciendo liberación de acetilcolina, la que estimula la
secreción masiva de catecolaminas (principalmente de epinefrina), que
van a actuar sobre las diferentes células que tienen receptores
adrenérgicos para estas hormonas.
Efectos del sistema nervioso simpático en la activación de la Médula adrenal
Los efectos del sistema nervioso simpático, la activación de la médula adrenal y la liberación de catecolaminas se ven integrados
en la respuesta de pelea o fuga (frente a un estrés).
Es una reacción de alarma que prepara al organismo para una gran demanda energética ocasionada por el escape o
enfrentamiento al agente agresor.
Los efectos son:
 Movilización de reservas de glucógeno: Aumento de la glucosa circulante.
 Cambios en la circulación: La circulación sanguínea va hacia los tejidos que más lo requieren en estas condiciones de
estrés.
 Incrementa la velocidad y la frecuencia respiratoria para aumentar el gasto cardíaco.
 Aumenta la energía usada por las células (principalmente las musculares y cardíacas, que requieren mayor energía en
esta fase de respuesta al estrés).
Respuesta de enfrentamiento o escape
 La figura muestra una respuesta al estrés en presencia de un
agente estresor. La respuesta se denomina de “pelea o fuga”, es decir,
enfrentar al agresor o escapar.
 Hay un efecto de la liberación de catecolaminas en forma
integrada con la respuesta de la glándula adrenal, principalmente con la
liberación de cortisol.
 Midriasis: Apertura del campo visual. P
 alidez y sudoración (producto de la redistribución del flujo
sanguíneo).
 Aumenta la frecuencia respiratoria y hay broncodilatación.
 Aumenta el flujo sanguíneo muscular.
 Se produce taquicardia.
 Disminuye el flujo urinario.
 Disminuye la motilidad gástrica, hay menor secreción ácida y
disminuye el flujo sanguíneo esplácnico.
 Hay cierre de los esfínteres internos.
 Aumenta la glucogenólisis y la lipólisis.
Liberación de catecolaminas
La liberación de catecolaminas (principalmente adrenalina) al
torrente sanguíneo activa receptores adrenérgicos en
diversos órganos, aumentando la frecuencia cardiaca,
elevando la presión sanguínea y liberando desde el hígado
cantidades suplementarias de glucosa, que apoyan el trabajo
muscular. En conjunto, estos efectos constituyen una
respuesta de lucha u huida que preparan para el combate o
la fuga ante el peligro.
Sin embargo, si el estímulo estresante persiste, se produce
una respuesta global del organismo que involucra la
participación de otras hormonas que producen la adaptación
a esta condición (fase de resistencia).
→Fase de resistencia
Ya que el efecto metabólico de la adrenalina es de corta duración, otras hormonas metabólicas entran en juego en esta etapa,
como la hormona del crecimiento y el glucagón. Sin embargo, el efecto metabólico a largo plazo se debe a la acciones de
cortisol, que en condiciones de estrés permanente sobrepasa el mecanismo de feedback negativo y permanece elevado.
Esto es de ayuda durante un tiempo, pero luego se torna peligroso, porque el cortisol tiene un potente efecto proteolítico que
puede dañar severamente la estructura muscular.
En la figura se muestra la respuesta global de las hormonas metabólicas que tienen mayor o menor impacto sobre las reservas
energéticas para mantener los sustratos metabólicos disponibles.
 La hormona del crecimiento y el glucagón: Activan y movilizan las reservas energéticas, principalmente lípidos.
 El cortisol: moviliza principalmente glucosa y aminoácidos.
 el efecto de la aldosterona: mantiene la volemia y los electrolitos durante condiciones de estrés permanente.
Estas respuestas de estrés también se manifiestan clínicamente y se conocen como el síndrome de adaptación general al estrés.
Por ello, la sobrevida del ser humano en condiciones de peligro son el resultado del proceso secretor de las glándulas
suprarrenales, catecolaminas en la médula y cortisol en la corteza suprarrenal.
CÁPSULA 8: HORMONA DEL CRECIMIENTO
Es una hormona peptídica también conocida como somatotropina, la cual es producida por el somatotrofo en la adenohipófisis.
Sus efectos fisiológicos principales son:
 Estimular el crecimiento y desarrollo somático postnatal.
 Modular el metabolismo, la composición corporal y las capacidades funcionales de los adultos.
Importancia relativa de diferentes hormonas en el crecimiento a diferentes edades
La siguiente figura ilustra la importancia relativa de las hormonas tiroideas, del
crecimiento y sexuales en el proceso de crecimiento del individuo en distintas edades.
→Las hormonas tiroideas son importantes durante la gestación y la infancia temprana,
ya que participan en el metabolismo y desarrollo del sistema nervioso central; la
deficiencia de hormonas tiroideas en esta etapa produce daños severos sobre la
contextura física y es acompañado de retraso mental.
→La hormona del crecimiento es importante desde el nacimiento, ya que es la
encargada del crecimiento lineal de los huesos y la estructura muscular. En la niñez
las concentraciones de la hormona del crecimiento son elevadas, lo que garantiza un
crecimiento constante, y estas alcanzan un máximo previo a la pubertad. En este periodo también se produce estirón prepuberal
alrededor de los 14-16 años. En esa etapa también empiezan a adquirir importancia las hormonas sexuales femeninas
(estrógenos) y en el caso de los varones los andrógenos.
Niveles relativos de secreción de GH durante la vida
Como veíamos en la figura anterior, la hormona del crecimiento tiene su peak en
la pubertad, y aquí se muestran las diferentes concentraciones que se van
alcanzando durante distintas etapas de la vida.
(1) Al nacer empieza a aumentar los niveles de la GH
(2) En la niñez se mantiene constante permitiendo el crecimiento constante
durante la niñez
(3) En la pubertad se produce un peak y luego disminuye, es decir, en la
pubertad se alcanza la talla adulta
(4) Posteriormente GH adquiere otro tipo de funcionalidades, principalmente es
una hormona que regula el metabolismo en la vida adulta
(5) Luego decae en la vejez.
Estímulos para la secreción de GH
(1) Hormonas hipotalámicas como GHRH (hormona liberadora de la hormona de crecimiento).
(2) Estado nutricional: ayuno prolongado, hipoglicemia, ejercicio físico, sueño (hay que tener en cuenta lo que un niño tiene
que hacer en su infancia, es decir, comer, jugar y dormir).
(3) GH actúa también a través de mediadores peptídicos de origen periférico, principalmente hepáticos. En este caso es el
factor de crecimiento tipo insulínico-1 (IGF-1).
Regulación de la secreción de GH
En la figura, las flechas rojas indican estimulación y las flechas azules inhibición,
entonces:
 diversos estímulos y también neurotransmisores como serotonina, dopamina o
sueño y también estímulos metabólicos como disminución de la glucosa o de los
ácidos grasos, van a estimular al hipotálamo para producir la secreción de la
hormona liberadora de la hormona del crecimiento (GHRH)
 la cual va a actuar sobre el somatotrofo en la adenohipófisis para inducir la
secreción de la GH al torrente sanguíneo.
 La GH actúa en muchos tejidos porque es una hormona anabólica y también
tiene efectos metabólicos como lipólisis y aumenta la glicemia.
 Pero además la GH para lograr sus efectos anabólicos más potentes produce a
nivel hepático a las somatomedinas (otro grupo de hormonas) siendo la principal el
IGF-1.
 El IGF-1 tiene potentes efectos anabólicos, capta aminoácidos y también ayuda
al desarrollo muscular. Los altos niveles de IGF-1 van a inhibir directamente a la
secreción de GH a nivel de la hipófisis, mientras que las concentraciones altas de GH
y de IGF-1 van a estimular en el hipotálamo la secreción de una hormona inhibidora
de la secreción de la GH que se llama somatostatina.
 Entonces, se produce un pulso de secreción de hormona liberadora y otro pulso de secreción de hormona inhibidora y así se
controla la secreción de la hormona del crecimiento (GH).
Pulsatilidad y ritmo circadiano de la secreción de GH
 Entonces, como lo veíamos en la regulación del eje endocrino, se produce una liberación de hormona inhibitoria que es
la somatostatina y también la liberación de una hormona estimuladora de la GH. Entonces, se puede ver en el gráfico de la
izquierda que cuando se produce el máximo peak de la liberación de somatostatina se inhibe la secreción de la GH y, por el
contrario, cuando se produce una mayor liberación de la GH se produce inhibición de la somatostatina, lo que hace que hayan
picos en la secreción de la hormona del crecimiento.
 Como se ve en el gráfico de la derecha, muestra los pulsos durante el día, lo que es importante porque los pulsos dan
información esencial para su funcionamiento, pero además muestra que durante la noche se produce la mayor secreción de la
hormona GH, esto es porque tiene un ritmo circadiano.
Regulación de la síntesis y secreción de GH
Entonces, ¿cuál es el mecanismo para lograr la secreción pulsátil de la GH?
→En el somatotrofo existen receptores para la GHRH que une a receptor de membrana
unido a proteína G de tipo excitatorio y también existen receptores de membrana para
somatostatina (o inhibidora de GH), pero estos
están acoplados a proteína G inhibitoria.
→Entonces, la unión de la GHRH va a producir la
secreción de la GH y cuando se une somatostatina
a su receptor se va a producir la inhibición de la
secreción de GH. Este juego de la unión del
receptor a ambas hormonas va a producir la
secreción pulsátil de la hormona del crecimiento.
Acciones de la GH
Aquí se muestran los diferentes y múltiples efectos de la GH, principalmente son
metabólicos y anabólicos:
→Regulación de la síntesis y secreción de GH
 Esta es una hormona que produce el crecimiento lineal del hueso.
 Tiene acción anabólica porque permite la captación de aminoácidos.
 Tiene acciones sobre el metabolismo de la glucosa, es hiperglicémica y también del metabolismo de lípidos (potente acción
lipolítica), es una hormona anti-insulina y diabetogénica.
→En cuanto al metabolismo:
 Aumenta la glucosa plasmática.
 Aumentan los ácidos grasos plasmáticos.
 Disminuyen los aminoácidos plasmáticos porque los incorpora dentro de las células musculares
principalmente y también en los condrocitos de los huesos.
Acción endocrina de IGF-1
Entre los efectos más notables de IGF-I es el efecto en los huesos largos provocando el crecimiento lineal
de ellos.
El crecimiento es un proceso complejo que parte desde la secreción de la hormona GH, un péptido de
191 aminoácidos desde el somatotrofo, el cual va a actuar a nivel del hígado para producir IGF-1 que
recibe este nombre o factor de crecimiento similar a la insulina porque tiene dos cadenas, una cadena
alfa y otra beta, unidas por puentes disulfuros y un péptido conector que es similar a la pro-insulina.
Este IGF-1 va a actuar sobre la placa epifisiaria o cartílago de crecimiento.
Acciones paracrinas de IGF-1
El IGF-1 también tiene acciones paracrinas en el hueso y aquí se
muestra un ejemplo de cómo dos hormonas actúan en conjunto para
producir un efecto fisiológico.
Se puede ver que el precondrocito en la placa epifisiaria tiene
receptores para la hormona GH que se van a unir a su receptor y va a
provocar la diferenciación de este precondrocito a un condrocito
temprano que es capaz de secretar IGF-1, el que además de las
propiedades anabólicas también tiene propiedades proliferativas, por
lo tanto, va a estimular la proliferación de estas células haciendo una
expansión clonal de las células, aumentando su número y también el
tamaño del hueso de forma lineal.
Mecanismo de acción del IGF-1
(1) Implica su unión a un receptor de membrana que tiene actividad
tirosina quinasa intrínseca, esto es que puede fosforilar a muchas
proteínas.
(2) En este caso, la primera fosforilación ocurre sobre una proteína
llamada sustrato para el receptor de insulina tipo I
(3) se activan una serie de proteínas, entre ellas PI3 que es la PI3
quinasa y también AKT (otra quinasa importante). Toda esta vía en
conjunto con TOR y otros factores de transcripción es una vía
anabólica por excelencia.
(4) Hacia la derecha se ve que se activan una serie de otras proteínas
quinasas, entre las que está RAF, MEK y ERK que son vías
proliferativas.
→Por eso es que IGF-1 puede tener este efecto anabólico y
proliferativo.
Efectos metabólicos de la GH
La GH va a tener tres tejidos blancos principales:
 Tejido adiposo: va a estimular la lipólisis y, por lo tanto, va a producir aumento de los ácidos grasos libres.
 Hígado: va a producir gluconeogénesis y, por lo tanto, la liberación de la glucosa desde el hígado, también va a producir
IGF-1 y la proteína de transporte de IGF1.
 Músculo: va a producir aumento de la captación de aminoácidos y aumento de la síntesis de proteínas, por lo tanto, va a
aumentar la masa muscular.
Por otro lado, IGF-1:
 Va a estimular a las células para producir el crecimiento somático de las células y también de los órganos y de algún tejido.
 Estimula la función de los condrocitos que llevan al crecimiento lineal de los huesos.
→El aumento de la glucosa por una parte y también de IGF-1 circulante van a inhibir la secreción de GH.
Anomalías en la secreción de GH
Algunas anomalías se producen por el aumento o disminución de la secreción de GH. Recordemos que la talla adulta se alcanza
después de la pubertad a la edad de 18-20 años.
 Gigantismo: si la hipersecreción de GH ocurre previo a la pubertad, entonces los huesos largos seguirán creciendo por
efecto de la GH y estas personas adquieren una altura mayor que el promedio alcanzando 2 mts o más.
 Acromegalia: por el contrario, si el aumento de secreción de la hormona del crecimiento ocurre en el adulto cuando la placa
epifisiaria está cerrada,se produce esta alteración que está caracterizado por el aumento del tamaño de los huesos cortos
incluyendo manos, pies, piel e incluyendo rasgos faciales característicos debido a la hipertrofia de la mandíbula. Esta
enfermedad es de larga data y puede tardar incluso más de 10 años en manifestarse, y generalmente se deben a tumores
hipofisiarios.
 Enanismo: cuando hay hipofunción o menor secreción de GH durante etapas tempranas de la vida, se va a producir una
disminución de la talla de las personas y se caracterizan porque mantienen la estructura corporal proporcional, entonces son
personas de tamaño pequeño pero proporcionadas.
CÁPSULA 9: PROLACTINA
La prolactina se sintetiza en los lactotropos de la adenohipófisis y es una proteína constituida por 199 aminoácidos y puentes
disulfuro que tienen semejanza estructural con la GH.
Sus principales acciones son:
 Estimular el desarrollo mamario durante el embarazo y la lactancia.
 Es la principal hormona lactogénica (participa en la producción de la leche materna).
 Antes y después de la pubertad la prolactina junto con la progesterona, el cortisol y la GH estimulan la proliferación de los
conductos de la leche en la glándula mamaria, aumentando el volumen de esta, por lo tanto, aporta en el desarrollo de las
características sexuales secundarias en la mujer.
 Inhibe la lívido en la mujer y estimula la conducta maternal protectora hacia el recién nacido.
 En el hombre tiene menor impacto, pero también se relaciona con el desarrollo de las características secundarias del
hombre.
Regulación de la secreción de Prolactina
La prolactina tiene mecanismos que estimulan y otros que inhiben la secreción.
Principalmente predominan los que inhiben la secreción de prolactina a través de
dopamina, que va a inhibir tónicamente la secreción de esta hormona.
Existe una secreción basal y a pulsos que está dada principalmente por estímulos
nerviosos, pero también por la participación de la TRH hipotalámica que es la hormona
liberadora de la tirotropina y que tiene que ver con la secreción de hormonas tiroideas,
pero en este caso no tiene esa función y también por el PIV(péptido vasoactivo inhibidor)
que va a estimular la secreción de prolactina desde la adenohipófisis.
También los estrógenos son potentes estimuladores de la secreción de prolactina, una
vez secretada la prolactina va hacia la glándula mamaria donde estimula a las células para
la producción de la leche materna.
Otro estímulo para la secreción de prolactina y muy importante es el reflejo de succión
del bebé durante la alimentación, este reflejo produce impulsos nerviosos que llegan al
hipotálamo e inhibe la secreción de dopamina, por lo tanto, aumenta la secreción de la
hormona prolactina, la que a su vez también puede producir un feedback negativo sobre el hipotálamo.
Prolactina durante la lactancia
La siguiente figura muestra el principal mecanismo de regulación de la secreción de prolactina durante la lactancia.
Entonces, la secreción de prolactina está tónicamente inhibida por la dopamina hipotalámica que es secretada hacia el sistema
porta y al llegar a la adenohipófisis estimula al lactotrofo, la dopamina se une a
receptores dopaminérgicos de tipo D2 los cuales activan a una proteína G de tipo
inhibitorio produciendo disminución de la estimulación de la adenil ciclasa y, por lo
tanto, disminución del AMPc.
La prolactina va a estar encargada de la producción de leche materna. Esta hormona
actúa en conjunto con la oxitocina que se produce en la neurohipófisis, o sea a través
de la estimulación de los núcleos supraópticos y paraventriculares del hipotálamo, se
va a producir la oxitocina que se va a liberar desde la neurohipófisis y esta va a estar
encargada de estimular la contracción de las células mioepiteliales de la mama y, por
lo tanto, aumentar la eyección de leche.
Entonces, estas dos hormonas durante la lactancia actúan en conjunto, una para
producir leche y la otra para estimular la secreción de la leche. Mientras el bebé siga
alimentándose va a aumentar la succión y, por lo tanto, se van a activar
mecanorreceptores que van a estimular al hipotálamo a disminuir la secreción de
dopamina y, por lo tanto, esto crea un eje de regulación positiva sobre la secreción
de estas dos hormonas en este periodo especial de la vida.
Algunas consideraciones respecto a la secreción de prolactina:
 Alcanza concentraciones de 10-20 ng/ml durante la vida y aumenta de 50-100 veces durante la lactancia y el embarazo.
 Tiene una vida media corta de aprox. 30 minutos.
 La secreción de prolactina ocurre en pulsos (desde 4 a 14 hrs) y lo particular es que se concentra esta secreción en la
noche, por lo tanto, tiene un ritmo circadiano en su secreción.
 La concentración plasmática disminuye con la edad (mujeres y hombres).
 En mujeres post-menopáusicas tanto los niveles como la frecuencia de pulsos disminuyen, lo que se asocia a un efecto
inhibidor, ya que los estrógenos actúan como estimuladores de la secreción de prolactina. Algo similar ocurre en el
embarazo, ya que la prolactina puede inhibir la secreción de la hormona liberadora de gonadotrofinas a nivel del
hipotálamo, produciendo la inhibición de LH y FSH que son las hormonas responsables de la ovulación en la mujer.
Entonces, en el embarazo como se mantienen altas las concentraciones de prolactina, esto ayuda a controlar la ovulación
durante este periodo.
 En los hombres tiene algunos efectos sobre las características secundarias del varón, pero principalmente los estudios están
enfocados en la participación de la prolactina en la conducta humana.
CÁPSULA 10: REGULACIÓN DE LA GLICEMIA I
Se habla de balance energético cuando la energía de entrada es igual a la de salida. La energía de entrada está en una estrecha
relación con el aporte de nutrientes de la dieta, así los alimentos son modificados en forma más simple que sirven como sustrato
energético para la producción de energía requerida para todos los procesos biológicos. Estos sustratos de energía
corresponden a los aminoácidos que son proveniente de la degradación de proteínas, de los ácidos grasos que provienen del
consumo de grasa o lipólisis de grasas almacenadas y los carbohidratos que son los sustratos energéticos más simples donde
la glucosa tiene un papel principal modulando los diferentes procesos endocrinos que regulan las diferentes fuentes de energía
endógena para la producción de ATP.
Reservas energéticas
En el caso de los triglicéridos:
 Son la reserva energética cuantitativamente más importante en el organismo.
 Prácticamente todos los tejidos pueden usar ácidos grasos como fuente de energía (las neuronas son una excepción). Aquí
viene el punto de por qué se debe mantener la glicemia estable.
 El glicerol sirve para la síntesis de glucosa en el hígado.
En el caso de los carbohidratos:
 Fuente de energía que cuantitativamente es mucho menor que los triglicéridos, por la cantidad de ATP que aportan. o Son
de rápida disponibilidad y utilización.
 El glicógeno hepático sirve para aportar glucosa a la sangre.
 Sin embargo, el glicógeno muscular sólo es usado por el propio músculo, esto es importante porque cuando veamos la
regulación de la glicemia el músculo y el hígado son dos tejidos importantes.
 Todos los tejidos pueden usar glucosa como fuente de energía.
En el caso de las proteínas:
 Normalmente no son utilizadas como fuente de energía.
 En condiciones de necesidad pueden aportar aminoácidos no ramificados para la síntesis de glucosa en el hígado (fuente
mucho mayor que el glicerol).
La glucosa plasmática
 No es una reserva energética cuantitativamente relevante, ya que si no hay un aporte constante de glucosa o carbohidratos
en la dieta, la reserva de glucógeno se degradan rápidamente en un par de días o de horas dependiendo de la actividad
física de la persona.
 La implicancia cualitativa de la glucosa radica en el hecho de que el metabolismo oxidativo de las neuronas depende casi
exclusivamente de ella, es decir, las neuronas sólo consumen glucosa.
 El aporte adecuado al sistema nervioso se garantiza manteniendo los niveles de glicemia dentro de un rango estrecho, este
rango se mantiene siempre, incluso en ayuno prolongado.
 La mantención de la glicemia se logra gracias a la regulación hormonal de su metabolismo.
 Las hormonas involucradas son:
→Principales: insulina y glucagón (hormonas pancreáticas).
→Accesorias: GH, cortisol y adrenalina que tienen importancia relativa dependiendo del periodo de ayuno o de condiciones
de estrés.
Glicemia
Esta figura tiene una escala con las concentraciones de glucosa y los efectos que puede
experimentar un individuo cuando las concentraciones de glucosa disminuyen.
El funcionamiento normal del sistema nervioso central requiere de un aporte constante de
glucosa que va en un rango entre 60-100 mg/dL en condiciones de ayuno, si el ayuno es
prolongado por días e incluso por semanas este rango se va a mantener a expensas de las
acciones de diversas hormonas que van a producir degradación de las reservas de glucosa,
así como también de lípidos y proteínas.
Cuando la glicemia disminuye por debajo de 40 ml/dL se denomina hipoglicemia y es una
condición patológica, la persona se siente mal y experimenta confusión mental.
Si la glicemia disminuye aun más lleva a estados de convulsión, shock hipoglicémico y en
casos extremos, la muerte.
Células de los Islotes de Langerhans
Las células de los Islotes de Langerhans constituyen la unidad funcional del páncreas endocrino y es de donde provienen las
principales hormonas que regulan la glicemia.
En el corte histológico se puede apreciar distintos tipos celulares que componen estos islotes y cada una de estas células va a
producir una hormona que tiene que ver con la regulación de la glicemia:
→Células alfa pancreáticas: producen glucagón.
→Células beta pancreáticas: producen
insulina.
→Células delta: producen somatostatina y
tienen alguna relación con los procesos de
control con la secreción de glucagón e
insulina.
Homeostasis de la glucosa
La homeostasis de la glucosa
plasmática se mantiene por la
acción de insulina y del glucagón.
La secreción de insulina está
regulada por una
retroalimentación con los aportes
de nutrientes de la dieta, si el
aporte es abundante se estimula
la secreción de insulina y la
utilización de nutrientes en el
metabolismo, al mismo tiempo
que se inhibe la movilización de sustratos endógenos.
Si el aporte es bajo la secreción de insulina desciende y se estimula la movilización de sustratos endógenos.
Viendo la figura, cuando aumenta la glicemia esta va a ser sensada a nivel de las células pancreáticas, se va a inhibir la secreción
de glucagón, se va a estimular la secreción de insulina a partir de las células beta, va a aumentar la concentración de insulina
plasmática, la cual a su vez va a estimular la captación de glucosa y la utilización de glucosa por los tejidos, permitiendo que
disminuya la glucosa y, por lo tanto, se estabiliza.
En cambio, cuando existe disminución de la glucosa plasmática esto también es sensado por las células de los islotes
pancreáticos, en estos casos se va a inhibir la secreción de insulina, se va a inhibir la captación de glucosa por los tejidos y, por
otro lado, se va a estimular la secreción de glucagón desde las células alfa, el glucagón va a tener efectos sobre la glucogenólisis,
va a romper glucógeno y también va a producir nueva glucosa a partir de gluconeogénesis.
Esto produce el aumento de la glicemia y, por lo tanto, el equilibrio normal de la glicemia se
reestablece.
El siguiente gráfico muestra la secreción de glucosa en función de la concentración de
glucosa en el plasma. La molécula reguladora fundamental de la secreción de insulina es la
glucosa.
Con niveles plasmáticos menores a 50 mg/dL no hay secreción de insulina; por el contrario,
con niveles plasmáticos superiores a 250 mg/dL la secreción de insulina es máxima.
Síntesis de insulina
La insulina se sintetiza en los ribosomas del retículo endoplasmático
rugoso de las células beta pancreáticas como preproinsulina (109
aminoácidos) y luego esta es convertida a proinsulina de 83 aminoácidos,
que a esta parte de su síntesis corresponde a una cadena única en espiral.
La proinsulina se transforma en insulina en el aparato de Golgi de las
células beta en un proceso enzimático dando lugar a insulina y a un
péptido conector o péptido C de 32 aminoácidos que se acumula en los
gránulos secretores desligados al Golgi, los gránulos contienen cantidades equimolares de insulina y de péptido C. El péptido
C también se utiliza a veces en clínica para la determinación de la producción de insulina endógena. La insulina final va a tener
una cadena alfa y beta unida por dos puentes disulfuro.
Secreción de insulina desde las células beta pancreáticas
Los cambios en la glicemia van a inducir secreción de
insulina desde las células beta pancreáticas, y ¿cómo
ocurre esto? (seguir la figura de izquierda a derecha).
→Cuando aumenta la glicemia va a:
(1) aumentar la cantidad de glucosa que entra en la
célula beta pancreática, esta glucosa es metabolizada y
oxidada por glicólisis y por la entrada al ciclo de Krebs,
esto va a producir ATP, entonces mientras más glucosa
entra más ATP se va a producir.
(2) Cuando se produce más ATP, este va a unirse a
un canal de potasio ubicado en la membrana plasmática
de las células beta y va a producir el cierre del canal y
aumento de la concentración de potasio intracelular
(3) el cual va a desencadenar la despolarización de
la membrana de la célula beta pancreática y va a activar
canales de calcio dependiente de voltaje.
(4) La entrada de calcio al interior de la célula beta
va a producir la secreción de las vesículas que contienen la insulina a la circulación sanguínea.
Mecanismo de acción de la insulina en sus células blanco
La insulina tiene diversos efectos sobre sus células blancos
y esta figura muestra un esquema general de la acción de
la insulina en su actividad metabólica.
(1) Primero la insulina se une a un receptor de membrana
con actividad tirosina quinasa intrínseca, esta puede
fosforilar diversas proteínas.
(2) El segundo paso es la fosforilación del sustrato del
receptor de insulina o IRS y este a su vez puede inducir
la activación de diversas cascadas de segundos
mensajeros, los cuales pueden ir a la transcripción de
genes que están implicados en el metabolismo
activando o inhibiendo a enzimas para hacer cambios
metabólicos en la célula, pero una de las actividades
metabólicas más notables tiene que ver con la
translocación de transportadores GLUT-4 hacia la
membrana de las células. Estos GLUT-4 que son dependientes de insulina van a transportar o
gastar insulina desde el extracelular hacia el interior de las células; mientras mayor cantidad de
GLUT-4 estén presentes en la superficie de las células mayor cantidad de glucosa se incorpora
en estas.
En el siguiente esquema se muestra el mecanismo de acción de la insulina en tres tejidos que son
importantes para la regulación de la glicemia.
Por ejemplo, en el tejido adiposo y en el músculo la insulina va a activar los mecanismos de
translocación de los transportadores de glucosa GLUT-4 hacia la membrana de las células adiposas
y musculares, produciendo mayor captación o mayor entrada de glucosa hacia el interior de las
células.
En el hepatocito la insulina va a activar una serie de cascadas de segundos mensajeros que lleva a la
activación de la fosforilación de la glucosa. Cuando la glucosa está fosforilada, no puede salir desde
la célula, entonces a mayor fosforilación de glucosa más acumulación en forma de glicógeno.
Cuando no hay insulina presente, el transporte de glucosa que se hizo a través de GLUT-2 ahora es
retrógrado y, por lo tanto, esta glucosa que está dentro del hepatocito va a salir hacia la circulación. Este es un mecanismo muy
importante para mantener la glicemia en los rangos normales.
Comportamiento de la glucosa, glucagón e insulina
Entonces, se ve que en la mañana en el desayuno se va a producir el
consumo de sustratos energéticos, la concentración de glucagón
prácticamente no cambia porque esta cambia sólo si hay hipoglicemia, pero
sí aumenta la secreción de insulina, entonces cada vez que comemos se va a
producir secreción de insulina a la sangre y, por lo tanto, con ello se mantiene
la glicemia en rangos normales.
Entonces recordemos:
 después de cada comida se va a producir aumento de la glucosa
plasmática
 esto va a provocar que se inhiba la secreción de glucagón desde las
células alfa pancreáticas y se estimula la secreción de insulina desde la célula
beta pancreática.
 El aumento de la insulina va a tener efectos a nivel hepático importantes,
también en el músculo y en el tejido adiposo; en estos dos últimos va a
aumentar el transporte de glucosa hacia el interior de estas células, se va a
inducir también la glicólisis porque a mayor cantidad de sustrato mayor
energía se utiliza, también se va a estimular la glicogénesis (producción de
glicógeno) para almacenar esta glucosa y se estimula además la lipogénesis
(formación de grasa) principalmente visceral producto de la acumulación de
la mayor cantidad de glucosa. También aumenta el transporte hacia los
tejidos para almacenamiento o uso de esta glucosa, lo que permite la
disminución de la glicemia y, por lo tanto, un mecanismo de retroalimentación para inhibir la secreción de insulina desde las
células beta pancreáticas.
Funciones de la insulina en distintos tejidos
 Tejido muscular
Entonces, cuando hay un aumento de la glicemia, la insulina va a estimular la
captación de glucosa por parte de la célula muscular, esta glucosa se va a almacenar
en forma de glicógeno, recordemos que el glicógeno muscular es utilizado por la
propia célula muscular y no sale a la circulación y la glucosa es también utilizada como
fuente de energía por la célula muscular. La insulina también tiene un potente efecto
anabólico, esto implica que aumenta la captación de aminoácidos que van a ser
utilizados para la síntesis de proteínas.
 Tejido adiposo
En el adipocito la insulina va a estimular la captación de glucosa, por una parte, que
va a ir a la formación de ácidos grasos y que van a dar lugar al almacenamiento de
estos ácidos grasos como triglicéridos, es decir, como grasas. Y a nivel de la
circulación también puede estimular a la lipoproteína lipasa produciendo
degradación de triglicéridos circulantes, aumentando la cantidad de ácidos grasos
libres, los que también entran y se almacenan en forma de triglicéridos dentro del
adipocito, esto produce la grasa.
 Tejido Hepático
En el hígado la insulina estimula la captación de glucosa, esta glucosa es fosforilada a glucosa6-fosfato para ser almacenada
como glicógeno, esta es la principal reserva energética de glucosa que tiene el organismo, ya que cuando se está en condiciones
de ayuno o cuando se requiere glucosa se echa en mano a este glicógeno hepático, el cual puede salir a la circulación. También
la glucosa puede ser degradada a piruvato y también producir ácidos grasos hepáticos por la conversión de piruvato a Acetil
CoA.
CÁPSULA 11: REGULACIÓN DE LA GLICEMIA II
El siguiente cuadro muestra los principales estímulos para la secreción de insulina:
 El aumento de la glicemia es el estímulo más potente para la secreción de insulina.
 El incremento de los aminoácidos libres o los aminoácidos plasmáticos producen aumento de la secreción de insulina, pero
de menor cuantía.
 Algunas hormonas gastrointestinales como gastrina y colecistokinina también estimulan la secreción.
 El cortisol, la GH y el glucagón lo hacen como un efecto indirecto, ya que son hormonas hiperglicemiantes, entonces,
después de ejercer su efecto la hiperglicemia es sensada y, por lo tanto, se secreta insulina.
 La estimulación beta-adrenérgica aumenta la secreción.
 La obesidad va a producir a aumento de la secreción de insulina producto del aumento de la resistencia insulínica que lleva
consigo la obesidad, esto es que se requieren cada vez mayores cantidades de insulina para producir el mismo efecto en la
célula blanco, por ejemplo, para la captación de glucosa por parte del músculo se va a requerir cada vez más insulina. Esto
se conoce como resistencia a la insulina y lleva a problemas de diabetes, la sobreestimulación de insulina desgasta a los
islotes pancreáticos y, por lo tanto, también se desgasta la producción de insulina por la célula beta.
 Algunas drogas como sulfonilurea también van a producir aumentos de la secreción de insulina.
Por otro lado, la disminución de la secreción es debida a:
 Disminución de la glucosa en la sangre.
 Ayuno.
 Somatostatina.
 Alguna actividad alfa-adrenérgica.
 Hormona leptina.
Como se vio en el cuadro
anterior, la secreción de
insulina puede verse
potenciada por la presencia de
hormonas o ciertas condiciones
particulares.
En este ejemplo se muestra en
A un sujeto recibiendo glucosa
oral (principal estímulo para la
secreción de insulina) y en B un
sujeto recibiendo glucosa, pero
esta vez en forma endovenosa.
Entonces, se puede ver en la
figura A que el consumo de
glucosa va a producir un
incremento de la glucosa sanguínea y que va a volver a sus niveles basales. Inmediatamente también se ve que la secreción de
insulina alcanza un máximo y luego disminuye en conjunto con la disminución de la glucosa sanguínea.
Por el contrario, en la figura B se observa que al ir infundiendo glucosa por la vía endovenosa esto también es un estímulo para
la secreción de insulina, la cual produce un peak inicial y luego un peak que sigue la concentración de glucosa y que disminuye
cuando se alcanzan los niveles de glucosa basales. Aquí se puede apreciar que el peak de insulina en A es distinto al peak de
insulina en B, lo cual se debe principalmente a la fase cefálica de la digestión, donde el organismo se prepara para recibir
alimento y, por lo tanto, hay liberación de ciertas hormonas gastrointestinales que se preparan para este evento.
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  • 1. El sistema endocrino mantiene la homeostasis  El sistema endocrino es un conjunto de órganos que producen y secretan sustancias que actúan como mensajeros químicos, llamadas hormonas. Las hormonas se dirigen a diferentes partes del cuerpo para regular y coordinar diferentes funciones en los órganos. Es un sistema organizado por glándulas endocrinas que producen, almacenan y secretan hormonas.  Junto con el sistema nervioso, el sistema endocrino se especializa en la señalización, control y regulación de los procesos corporales, tales como: → Los niveles de energía corporal, la velocidad y tipo de metabolismo (incluyendo las respuestas al estrés). → El entorno interno (homeostasis). → Los procesos de reproducción, crecimiento y desarrollo de los individuos.  El sistema nervioso y el sistema endocrino son los grandes reguladores de la señalización intracelular.  El sistema endocrino secreta hormonas que son liberadas directamente a la circulación sanguínea y actúa en diferentes partes del organismo. En cambio, el sistema nervioso produce neurotransmisores que son regulados a través de impulsos nerviosos y tienen efectos de corta duración. Glándulas endocrinas Las principales glándulas endocrinas son:  Hipotálamo: Produce una serie de hormonas y factores liberadores que actúan principalmente sobre la hipófisis.  Tiroides: Ubicada en la tráquea.  Detrás de la glándula tiroides se encuentra la glándula paratiroides, la cual se relaciona con la regulación del Ca2+ intracelular.  Glándulas suprarrenales: Se encuentran sobre los riñones, sin embargo, no tienen una interacción directa con el riñón.  Páncreas.  Testículos y ovarios. Células secretoras del sistema endocrino Se observa que cuando las hormonas son secretadas a la circulación, no todos los tejidos responden a la secreción hormonal, sino que sólo aquellas células que tengan receptores específicos en la membrana o en el interior de la célula que puedan reconocer la señal. La distribución de la señal endocrina es generalizada, a diferencia de otras formas de comunicación intercelular como por contacto, comunicación sináptica o paracrina. La especificidad está dada por la presencia de receptores para la hormona en la célula blanco. Detección y señalización Las glándulas endocrinas sintetizan y almacenan hormonas, siendo estas hormonas secretadas las que están en constante recambio, cuya velocidad de recambio depende de los procesos biológicos involucrados: síntesis, almacenamiento y liberación de la hormona desde la célula secretora y su posterior efecto en la célula blanco. Además, este proceso está regulado por mecanismos de retroalimentación desde la célula blanco. El efecto de la hormona está condicionado por la hidrosolubilidad de la hormona.
  • 2. Clasificación de las hormonas Las hormonas se pueden clasificar como hidrofóbicas o hidrofílicas.  Las hormonas hidrofóbicas son de naturaleza lipídica, se pueden clasificar en aquellas que son derivadas del colesterol y otras derivadas de la tirosina, como son las hormonas tiroideas. →Entre las hormonas derivadas del colesterol se encuentran el calcitriol o vitamina D (que tiene efectos sobre los niveles de Ca2+) y los esteroides. →Las hormonas esteroidales pueden ser gonadales (producidas en la gónada) o corticosuprarrenales. − Hormonas gonadales: Estradiol (estrógenos), testosterona y progesterona. − Hormonas cortico-suprarrenales: Cortisol, aldosterona y andrógenos adrenales.  Las hormonas hidrofílicas se pueden clasificar en hormonas peptídicas (la mayoría de las hormonas) y catecolaminas, las cuales son derivados del aminoácido tirosina, tales como adrenalina y noradrenalina (las cuales en este caso actúan como hormonas y no como neurotransmisores). Hormonas esteroidales  Hormonas esteroidales: Debido a su hidrofobicidad, los derivados del colesterol (esteroides) no pueden almacenarse dentro de las células que los producen. Estas hormonas se sintetizan “bajo demanda”, lo que significa que constantemente se están produciendo y cuando se genera un estímulo que incremente la producción, también aumenta la secreción de la hormona.  Dentro de las hormonas de la corteza suprarrenal está cortisol y aldosterona, mientras que de las gónadas masculinas está testosterona y de las femeninas está estradiol.  Las hormonas hidrofóbicas como los esteroides circulan mayormente unidas a proteínas de transporte plasmático y tienen receptores intracelulares. Las hormonas lipofílicas pueden atravesar la membrana plasmática, por lo que sus receptores pueden encontrarse en el citosol o en el núcleo de las células blanco. Hormonas peptídicas  Las hormonas peptídicas se sintetizan constantemente.  En el RER se sintetizan las pre-prohormonas que luego van al aparato de Golgi para producir prohormonas, las cuales son vesiculadas en gránulos de secreción.  Las hormonas peptídicas se almacenan y liberan masivamente por exocitosis en respuesta a diferentes estímulos.  Las hormonas hidrofílicas circulan libres en el plasma y tienen receptores en la membrana plasmática. Receptores para hormonas  Son de naturaleza proteica y específicos, lo que quiere decir que reconocen a una hormona o un número muy limitado de ellas (siempre que estén relacionadas estructuralmente).  La localización celular depende de la hidrosolubilidad de la hormona. Por ejemplo, las hormonas peptídicas van a actuar sobre receptores de membrana y las hormonas lipofílicas o derivadas de colesterol van a tener efectos sobre receptores intracelulares o intranucleares.  El complejo hormona-receptor debe acoplarse a un mecanismo de transducción de señales intracelulares. Estos segundos mensajeros cambia la conducta de la célula blanco, alterando la actividad de una enzima o de otra proteína intracelular funcional.
  • 3. La figura muestra los distintos tipos de receptores y de segundos mensajeros. Por ejemplo:  Los receptores de membrana para insulina tienen actividad tirosina-quinasa intrínseca.  Otras hormonas como las catecolaminas acoplan a su vía de señalización proteínas G, las que a su vez producen cambios en segundos mensajeros intracelulares, como cambios en los niveles de Ca2+ , de AMPc y de GMPc, los que a su vez van a producir el aumento de la actividad de alguna enzima o los cambios en la [c] de algunas proteínas.  También pueden actuar sobre la transcripción génica, alterando la conducta de la célula blanco.  Por otra parte, las hormonas esteroidales y tiroideas (hormonas lipofílicas) tienen la capacidad de atravesar la membrana plasmática para formar un complejo hormona-receptor en el interior de las células, y así actuar como factores de transcripción y producir cambios en la transcripción de genes de las células blanco. Los niveles plasmáticos son estrechamente regulados por retroalimentación negativa  Una característica común de las vías de control es un loop de retroalimentación que conecta la respuesta de la célula blanco al estímulo inicial.  En la figura superior se observa la célula endocrina que secreta la hormona 1, la cual tiene un efecto biológico en la célula blanco, esta a su vez secreta una hormona 2, la cual va a inhibir la célula endocrina inicial, y la secreción de hormona 1.  El feedback negativo regula muchas vías hormonales implicadas en la homeostasis.  Los más característicos son los regulados por el eje hipotálamo- hipófisis-glándula.  En la figura inferior se observa la secreción de la hormona CRH desde el hipotálamo estimula a la glándula hipófisis para producir la hormona ACTH, la cual sale a la circulación y estimula a la glándula adrenal para producir la secreción de cortisol. A su vez, el cortisol produce sus efectos fisiológicos, pero además, los niveles elevados de cortisol producen inhibición de la secreción de ACTH a nivel de la glándula hipófisis e inhibición de la secreción de la hormona hipotalámica CRH. Control neuronal, secreción episódica y control cronotrópico  Las hormonas también tienen un control neuronal. Las aferencias neuronales al hipotálamo controlan la síntesis y secreción de factores liberadores hipotalámicos, que regulan la actividad de la hipófisis.  Las hormonas se caracterizan por tener una secreción pulsátil o episódica, es decir, pulsos cada 5 a 60 min. Estos pulsos permiten que la acción endocrina sea más efectiva. En los procesos fisiológicos, tanto la frecuencia como la amplitud de la señal entregan información a la célula blanco.  El control cronotrópico se refiere a la ritmicidad endógena/exógena de secreción. Por ejemplo, algunas hormonas se secretan mucho más en la noche en comparación al día. Entre ellas se encuentra la hormona del crecimiento (GH), el cortisol y la melatonina. En este ejemplo se puede ver el control circadiano de la hormona del crecimiento. Se aprecia que se produce una secreción pulsátil. Al final del día, durante la noche, se produce la mayor liberación de GH, lo que se relaciona con los efectos de esta hormona durante la niñez, por lo que es importante que los niños duerman. CÁPSULA 2: HIPOTÁLAMO-HIPÓFISIS Integración neuro-endocrina  El hipotálamo actúa como un centro integrador de los sistemas nervioso y endocrino.  Se encuentra anatómica y funcionalmente conectado con la hipófisis.
  • 4.  El hipotálamo conecta vías aferentes y eferentes con diferentes regiones del cerebro, para coordinar mensajes del entorno, ritmos, patrones de desarrollo endógeno, emocionales y señales corporales, para producir de una respuesta integrada, respuestas autónomas tempranas (nerviosas) y respuestas endocrinas de larga duración. Eje-hipotálamo-hipófisis  El hipotálamo se localiza por encima del tallo hipofisiario y se extiende por las paredes laterales del tercer ventrículo.  Está compuesto por un conjunto de núcleos y tractos neuronales.  Los axones de las neuronas neurosecretoras se sitúan sobre el tallo hipofisiario llamado eminencia media y liberan hormonas que, a partir de aquí continuarán el viaje a la adenohipófisis por vía sanguínea (sistema porta hipofisiario).  El hipotálamo contribuye a la regulación de la hipófisis secretando a la circulación portahipofisiaria diversas hormonas tróficas (como factores liberadoraes e inhibitorios): (1) Hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH o LHRH): Produce la secreción de FSH y LH. Es liberada por las áreas preóptica y basal del hipotálamo. (2) Hormona liberadora de hormona de crecimiento (GNRH): Estimula la liberación de la GH. Es sintetizada en el núcleo arcuato. (3) Somatostatina (SST): También es conocida como la hormona inhibidora de la hormona del crecimiento (GHIH). También inhibe la secreción de TSH. Se sintetiza en los núcleos periventricular y paraventricular. (4) Hormona liberadora de tirotropina (TRH): Libera TSH (tirotropina) y PRL (prolactina). Se sintetiza en las neuronas parvocelulares del núcleo paraventricular. (5) Dopamina: Es un inhibidor potente de PRL (conocido como factor inhibidor de prolactina (PIF)) y débil de TSH. Se sintetiza en el núcleo arcuato. (6) Hormona liberadora de corticotropina (CRH): Estimula la secreción de ACTH y 8-lipotrofina. Se sintetiza en el núcleo paraventricular. Hipófisis  La glándula hipófisis está localizada por debajo del hipotálamo, en una cavidad ósea llamada silla turca.  9 de las principales hormonas son producidas en esta glándula endocrina. Estas hormonas actúan primariamente influenciando otras glándulas endocrinas.  De la hipófisis se distinguen 2 lóbulos importantes: → Lóbulo anterior (adenohipófisis): Posee células epiteliales secretoras. → Lóbulo posterior (neurohipófisis): Son prolongaciones axonales de neuronas de los núcleos supraóptico y paraventricular del hipotálamo. También tiene la capacidad de almacenar hormonas y liberarlas a la circulación. Neurohipófisis  Las hormonas son sintetizadas en el soma de neuronas ubicadas en los núcleos supraóptico y paraventricular del hipotálamo.  Los axones y terminales axonales de las neuronas forman la neurohipófisis, la cual almacena hormonas, las que frente a estímulos específicos son secretadas directamente a la circulación general. →Hormonas de la neurohipófisis  Las principales hormonas que son producidas en la neurohipófisis son la hormona antidiurética (ADH) o vasopresina y la oxitocina (OXT).  La ADH es producida en el núcleo paraventricular y la OXT es producida en el núcleo supraóptico.  Tienen estímulos de secreción específicos para cada una (ADH y OXT) y acciones fisiológicas diferentes: → Receptores para vasopresina: V1 (a/b) (Gq) y V2 (Gs). → Receptores para oxitocina: OXTR (Gq).
  • 5.  Ambas neuronas de la neurohipófisis son nonapéptidos que difieren sólo por dos AA. Estas hormonas están acopladas a neurofisinas (proteínas), que son co-secretadas con ADH u oxitocina, pero sin acciones hormonales conocidas. ADH/Vasopresina  Actúa sobre distintos tipos de receptores de vasopresina: V1a, V1b y V2. Estos receptores tienen distintas afinidades por ADH.  El mecanismo de acción para los receptores V1a es la activación de una proteína G de tipo Q que produce la formación de diacilglicerol e IP3. IP3 a su vez produce el aumento de la secreción de Ca2+ intracelular.  Los receptores V2 están acoplados a una proteína G de tipo estimulatorio, lo que produce aumentos de AMPc.  Las acciones principales de la ADH son: → Contracción del músculo liso arteriolar (efecto vasoconstrictor) sobre receptores V1a. Sin embargo, los receptores V1a son de baja afinidad, lo que quiere decir que se requiere mucha mayor cantidad de la hormona para activar este tipo de receptor. → Los receptores V2 son de alta afinidad y son los encargados de la retención de agua en el riñón. → La reabsorción de agua en el riñón incrementa el volumen de sangre, lo que genera un incremento de la presión arterial, acompañado de vasoconstricción. Caso: Cambios en la osmolaridad plasmática (1) Estos son detectados por osmorreceptores hipotalámicos que activan la secreción de ADH hacia la circulación, produciéndose la retención de agua. Caso: Cambios en la presión sanguínea  Por otro lado, cuando hay cambios en la presión sanguínea (en el volumen sanguíneo) se activan barorreceptores carotideos y tiroideos principalmente, los cuales detectan cambios de volumen y se produce la secreción masiva de ADH para producir vasoconstricción periférica. Oxitocina  Otra hormona importante de la neurohipófisis es la oxitocina, cuyos receptores están ubicados en la glándula mamaria y en el músculo liso uterino.  El mecanismo de acción es a través de la activación de un receptor de membrana (acoplado a una proteína Gq) que produce aumentos del Ca2+ intracelular mediados por IP3.  La oxitocina es secretada principalmente en los núcleos paraventriculares y supraóptico del hipotálamo. Se almacena y se libera desde la neurohipófisis.  La secreción de esta hormona está condicionada por diversos factores, tales como: → Factores neurológicos/psicológicos (condiciones de estrés o amamantamiento). → Factores hormonales como estrógenos y progesterona. → Factores mecánicos (reflejo de succión del pezón y distensión de la musculatura vaginal y uterina).  Acciones de la oxitocina: → Las principales funciones de la oxitocina están relacionadas con la eyección de leche y con el aumento de la contracción del musculo uterino. → En la glándula mamaria, se produce la contracción de las células mioepiteliales por efecto de la succión del pezón del bebé y, con ello, aumenta la eyección de leche. → En el útero, la oxitocina produce la contracción de las fibras musculares, por lo que contribuye a la expulsión del feto. El efecto de la oxitocina en el parto no está completamente aclarada, aunque parece ser que no interviene en el inicio de la misma. →Retroalimentación positiva
  • 6. La figura muestra el mecanismo de control de la secreción de oxitocina en dos condiciones:  Durante la succión del pezón: En la succión del pezón, la secreción de oxitocina genera contracción de las células mioepiteliales de la glándula mamaria para producir la eyección de leche materna. A esto se suma que el reflejo de succión del pezón provoca diferentes estímulos, los cuales son procesados a nivel del hipotálamo para producir mayor cantidad de oxitocina, y por tanto, mayor secreción. El mismo reflejo aumenta la secreción de oxitocina, y por lo tanto, se produce un evento de retroalimentación positiva.  Contracciones uterinas durante el trabajo de parto: cuando aumenta el número de contracciones uterinas, se genera un aumento de los estímulos sobre receptores de estiramiento, los cuales estimulan al SNC (hipotálamo) a producir mayor secreción de oxitocina. En ambos casos, el aumento de los estímulos produce mayor secreción de la hormona. Si bien el aumento en la eyección de leche y el aumento de la contractilidad uterina son los eventos más estudiados de la oxitocina, se ha determinado que esta hormona puede:  Regular la contractilidad de las fibras musculares del tracto genital en machos.  Disminuir la síntesis de testosterona.  Estimular la liberación de prolactina.  Controlar la regresión del cuerpo lúteo.  Alterar patrones de conducta (principalmente el apego materno). Adenohipófisis  La parte anterior y más voluminosa de la hipófisis se denomina adenohipófisis y está constituida por células epiteliales secretoras que producen y secretan hormonas de naturaleza proteica, la mayoría de las cuales son hormonas tróficas, ya que se encargan de estimular la función de una serie de órganos endocrinos periféricos.  La adenohipófisis está compuesta por diferentes poblaciones especializadas en la síntesis de distintas hormonas.  Produce seis hormonas peptídicas principales: prolactina (PRL), hormona del crecimiento (GH), hormona tirotropina (TSH), adrenocorticotropina (ACTH), hormona luteinizante (LH) y hormona folículo estimulante (FSH).  Las hormonas peptídicas principales estimulan otras glándulas endocrinas periféricas, las que producen distintos tipos de hormonas. Así también, tienen efectos sobre células blanco no endocrinas. → La TSH actúa sobre la tiroides → la ACTH actúa sobre la corteza adrenal → la FSH y LH actúan sobre las gónadas masculinas y femeninas → la GH actúa sobre todo el organismo (pero principalmente sobre músculo y hueso) → la PRL actúa sobre la glándula mamaria para la producción de leche materna. Tipos celulares que conforman la adenohipófisis Este esquema ilustra los diferentes tipos celulares que conforman a la adenohipófisis.  Células somatotropas (40%): Producen hormona del crecimiento (GH).  Células corticotropas (20%): Producen hormona adrenocorticotropina (ACTH).  Células tirotropas: Producen tirotropina (TSH).  Células gonadotropas: Produce FSH y LH.  Células lactotropas: Producen prolactina.
  • 7. Regulación funcional del eje hipotálamo-hipófisis  La irrigación de la hipófisis proviene de la arteria hipofisiaria superior e inferior, las cuales van a forman un plexo portal hipotalámico o también llamado sistema porta, el cual es la fuente principal de aporte sanguíneo a la adenohipófisis.  El sistema porta permite la transmisión segura de las pulsaciones de los péptidos hipotalámicos sin que estos se diluyan significativamente en la circulación general, es decir, en el sistema porta se tiene una [c] elevada de los diferentes factores u hormonas hipotalámicas (CRH, TRH, GnRH y GHRH), los cuales a su vez estimulan a las células de la adenohipófisis para generar pulsos de secreción de las hormonas tróficas de la adenohipófisis.  Hormonas hipotalámicas: CRH, TRH, GnRH y GHRH.  Hormonas de la adenohipófisis: ACTH, TSH, FSH/LH y GH. → La liberación del péptido CRH → ACTH. La ACTH es liberada a la circulación y actúa sobre la glándula suprarrenal para producir esteroides suprarrenales, principalmente cortisol, el cual regula la homeostasis y el control del metabolismo celular. → TRH → TSH. La TRH es liberada hacia el sistema venoso porta para estimular en el quilotropo la producción de TSH, la cual estimula la producción de hormonas tiroideas en la tiroides, que tienen que ver con el metabolismo y la termogénesis. → GnRH → FSH/LH. Estas hormonas actúan sobre las gónadas masculinas produciendo testosterona (sobre la espermatogénesis y las características secundarias del varón). En la mujer, actúan produciendo estradiol y progesterona, que tienen que ver con la ovulación y las características secundarias de la mujer. → GHRH → GH. La GH actúa sobre el hígado para producir IGF-1 y actúa como un agente anabólico en todo el cuerpo, especialmente en el músculo y hueso (condrocitos), produciendo el crecimiento lineal de órganos. A su vez, el aumento de las [c] plasmáticas de las hormonas producidas en estos órganos efectores periféricos, van a producir la inhibición de la secreción de las hormonas de la adenohipófisis, así como también la inhibición de la secreción de los neuropéptidos hipotalámicos, conservando un sistema de control integrado de retroalimentación negativa en la función endocrina. La prolactina (PRL) producida en la adenohipófisis es tónicamente inhibida por dopamina (DP) hipotalámica. CÁPSULA 3: TIROIDES I Glándula tiroides  Anatómicamente, la glándula tiroides se localiza por delante de la tráquea, bajo el cartílago tiroideo.  Está formada por un lóbulo derecho e izquierdo, unido por un istmo tiroideo (parte más estrecha de la glándula).  Tiene un peso aproximado de 10 a 15 g, un ancho de 6 cm, un alto de 2 cm y un espesor de 2 cm.  Es una glándula altamente irrigada, ya que el producto de su secreción debe llegar rápidamente a la circulación general. La parte superior de la glándula tiroides es alimentada por la arteria tiroides superior, la cual es una rama de la arteria carótida externa, mientras que la parte inferior de la glándula tiroides es irrigada por la arteria tiroides inferior, proveniente de la subclavia y de los troncos braquiocefálicos.  Esta glándula tiene la particularidad de que sus lóbulos se extienden hacia la parte trasera, “abrazando” a la vía aérea. En la parte posterior de la glándula tiroides existe una relación anatomo funcional, ya que allí se ubican 4 glándulas endocrinas
  • 8. llamadas glándulas paratiroides, las que tienen como función producir y secretar la hormona parathormona, la cual regula la calcemia.  Esta glándula está regulada por el eje hipotálamo – hipófisis. Folículo tiroideo: Unidad funcional  La glándula tiroides está conformada por un epitelio cúbico simple, organizado en forma de circunferencias. Estas células se denominan células foliculares y la parte del centro que forma especies de lagunas, se conoce como coloide.  La unidad funcional de la glándula tiroides es la formación de coloides con las células foliculares, que se conoce como el folículo tiroideo.  Este folículo tiene la particularidad de concentrar yodo y la proteína tiroglobulina, que son indispensables para la producción de hormonas tiroideas. Yodotironinas: Productos de la tiroides  Los productos secretados por la tiroides se conocen como yodotironinas.  La figura muestra las principales hormonas tiroideas: T4 (tiroxina) y T3 (triyodotironina). Ambas hormonas provienen desde el AA tirosina, el cual es yodado en posición 3 o 5. T4 recibe este nombre porque está yodada en 4 sitios de la tirosina, mientras que T3 está yodada en 3 sitios.  También es posible la producción de una T3 reversa, que se produce principalmente para inactivar el efecto de la hormona T3, que es la más potente.  Las hormonas tiroideas (HT) son las únicas moléculas biológicas yodadas.  El yodo es un elemento escaso en la dieta, excepto en los alimentos del mar.  En Chile la sal es yodada. Es una medida preventiva por la escasez de yodo en algunos alimentos. El yodo se obtiene principalmente de la dieta y se absorbe a nivel intestinal como yoduro. Se transporta en la sangre como yoduro y al llegar a la célula folicular se produce un cambio y se oxida a yodo, que es la forma requerida para la producción de hormonas tiroideas. El yodo no se puede almacenar porque es tóxico.  Las hormonas tiroideas (HT) son de naturaleza hidrofóbica, por lo que no se pueden almacenar como tales, es decir, se producen en forma constante y en la medida que se necesitan se produce y se sintetiza mayor cantidad de hormonas tiroideas. Síntesis de hormonas tiroideas  Las hormonas tiroideas son sintetizadas formando parte integral de la proteína tiroglobulina (TG), la cual se almacena en grandes cantidades en el lumen de los folículos tiroideos (en el coloide).  Los residuos de tirosina de la tiroglobulina son yodados y luego acoplados entre sí para formar las hormonas tiroideas T3 y T4.  Durante la síntesis de las hormonas tiroideas se pueden identificar diferentes fases: (1) Incorporación de Yodo hacia el folículo tiroideo: → Captación a través de NIS (Na+ /I simporte): El Yodo ingresa hacia la célula folicular gracias a una proteína llamada NIS. Esta proteína permite el ingreso tanto de Na+ como de Yodo a la célula folicular. → Luego, el yodo sale de la célula y se concentra en el folículo tiroideo (coloide) por acción de un transportador de aniones (pendrin). (2) Oxidación e incorporación del yodo al anillo fenol de la tirosina: → La enzima maestra a cargo del proceso de síntesis de hormonas tiroideas es la tiroperoxidasa (TPO). Esta enzima sintetiza a las hormonas tiroideas en 3 pasos: 1) Oxidación del yoduro a yodo (I2). 2) Organificación del yodo: El yodo se une a los residuos de tirosina de la tiroglobulina (una proteína de gran tamaño ubicada en el coloide) para formar 2 elementos: monoyodotironina (MIT) y diyodotironina (DIT).
  • 9. 3) Acoplamiento de 2 moléculas de tirosina yodadas (MIT y DIT) por la enzima tiroperoxidasa para formar T3 o T4 activas. Resumen (1) El yoduro que viaja en la circulación es incorporado a la célula folicular a través de un simporte Na+ /I, llamado NIS. (2) Este yoduro, una vez dentro de la célula folicular, tiene que ser lisado hacia el coloide. Esto lo hace a través de un transportador de aniones llamado pendrin, incorporando Cl hacia la célula folicular y entregando el yoduro hacia el coloide del folículo tiroideo. (3) Una vez que el yoduro está en el coloide este se debe oxidar, y para ello, requiere la acción de la peroxidasa tiroidea, la cual transforma el yoduro en yodo 0 o +2. (4) Una vez que se tiene el yodo 0, este se incorpora en los residuos de tirosinas de la proteína tiroglobulina. (5) Por otra parte, la tiroglobulina pasa por el RER, luego por el Golgi y es exocitada. Por esto, el coloide tiene una gran cantidad de la proteína tiroglobulina, que expone los sitios del AA tirosina. (6) La peroxidasa tiroidea incorpora el yodo en la posición 5 o 3 del anillo fenólico de la tirosina para producir monoyodotironina y/o diyodotironina. (7) Luego, en un proceso de conjugación, se incorpora ya sea un MIT y un DIT para producir triyodotironina o 2 DIT para forma tetrayodotirosina. (8) Luego, la proteína es endocitada nuevamente en la célula folicular y a través de proteólisis lisosomal es liberada hacia la circulación, donde ejercerá los efectos fisiológicos. Esta figura ayuda a entender el paso a paso de la síntesis de hormonas tiroideas  Paso 1: La célula folicular sintetiza a la proteína tiroglobulina y a la tiroperoxidasa/peroxidasa tiroidea.  Paso 2: Entrada de yoduro a través de NIS hacia la célula folicular y la salida hacia el coloide a través de pendrin.  Paso 3: El yoduro concentrado en el coloide es oxidado por la tiroperoxidasa para formar los compuestos monoyodados, conocidos como MIT o DIT. La conjugación de un MIT con un DIT forma T3 y la conjugación de un DIT con un DIT forma T4.  Paso 4: Las proteínas con residuos de yodotironinas son endocitadas en vesículas.  Paso 5: Por acción de proteínas intracelulares se desprenden las hormonas T3 y T4 de la proteína tiroglobulina.  Paso 6: T3 y T4 son liberadas hacia la circulación. Características de las hormonas tiroideas en la circulación Las hormonas tiroideas son de naturaleza hidrofóbica, por lo tanto, un 99% de las hormonas tiroideas circulan unidas a proteínas plasmáticas: → El 70% de las hormonas tiroideas se une a la globulina fijadora de tirosina (TBG). → Un 10 a 15% de las hormonas tiroideas viajan unidas a transtiretina o “prealbúmina fijadora de tiroxina” (TTR). → Un 10 a 15% de las hormonas tiroideas viajan unidas a albúmina. → Las hormonas libres son un porcentaje ínfimo de las hormonas totales, y estas hormonas libres son las que tienen actividad fisiológica. ✓ T4 libre (T4L): 0,03%. ✓ T3 libre (T3L): 0,3%. Un 80% de la T3 circulante proviene de la desyodación periférica de T4 en los tejidos blancos.
  • 10. →La glándula tiroides produce principalmente T4, en una proporción de 10:1. Vida media de las hormonas tiroideas La vida media hace referencia a la duración de la hormona en la circulación.  En la figura se muestra que la vida media de T3 es de aproximadamente 1 día. Esto es una vida media corta comparada con la vida media de T4, que se mantiene en la sangre por 6 a 7 días.  Considerando la duración de la hormona en la sangre y que la glándula tiroides produce mayor cantidad de T4, siendo la formativa la T3, esto nos indica que la T4 actúa como un reservorio de hormonas tiroideas en la sangre, la cual puede convertirse a la forma activa en el lugar y en el tejido que lo requieran.  Una vez que las hormonas tiroideas llegan a los tejidos, T3 puede unirse directamente a su receptor y ejercer sus efectos fisiológicos, mientras que T4 debe transformarse a T3 para tener efecto. Para esto, existen diversas desyodasas en los tejidos: →Desyodasas tipo 1: Se encuentran distribuidas por todo el cuerpo, principalmente en el hígado, riñón y tiroides (activante). →Desyodasas tipo 2: Se encuentran en el cerebro y en la hipófisis (músculo, hipófisis, tiroides y glía). Es activante e inactivante. →Desyodasas tipo 3: Se encuentran distribuidas en músculo, hígado y neuronas. Producen una T3 reversa o inactiva. Esto se produce en condiciones patológicas o de inanición, donde se requiere una disminución del metabolismo basal. Es inactivante. CÁPSULA 4: TIROIDES II Eje hipotálamo-hipófisis-tiroides (1) En el hipotálamo se produce la hormona TRH u hormona liberadora de tirotropina, la cual es liberada en el sistema porta para estimular a la tirotropina (TSH) en la adenohipófisis. (2) Esto induce la liberación de TSH a la circulación, la cual actúa sobre la célula folicular de la glándula tiroides para producir T3 y T4. (3) Una vez que se alcanzan niveles adecuados para las acciones fisiológicas de las hormonas tiroideas, estas inhiben la producción de TRH a nivel del hipotálamo y la producción de TSH en la hipófisis, produciendo una respuesta de feedback negativo. →Receptores para TRH, TSH y segundos mensajeros  En el hipotálamo existen receptores para hormonas tiroideas (principalmente de tipo beta), los que son muy sensibles a los cambios de [c] de T3 plasmática. Cuando se produce una disminución de T3 se activan neuronas que producen la liberación de TRH. TRH es liberada hacia el sistema porta y allí alcanza al quilotropo.  En el tirotropo, TRH actúa sobre un receptor acoplado a proteína G, el cual se asocia a fosfolipasa C y esta produce un segundo mensajero llamado IP3. IP3 se une a canales de Ca2+ intracelulares para producir aumentos de Ca2+ en el quilotropo, lo que provoca a su vez la liberación de TSH.  La TSH actúa sobre una proteína G en la célula folicular de la tiroides, pero esta vez produce aumentos de AMPc, activando las cascadas que producen tanto la tiroglobulina como los demás componentes necesarios para la producción de hormonas tiroideas.
  • 11.  Cuando se alcanzan los niveles estables y fisiológicos de T3 y T4, estas hormonas actúan sobre los receptores de hormonas tiroideas de tipo beta para inhibir la producción en el hipotálamo de TRH y en la hipófisis de TSH. Efecto de TSH sobre la célula folicular tiroidea La figura ilustra los efectos de la TSH sobre la célula folicular de la glándula tiroides. La unión de TSH a su receptor en la célula folicular, tiene 2 efectos fisiológicos importantes:  Aumento de la síntesis de las hormonas tiroideas T3 y T4 debido a la estimulación de los procesos que llevan a su síntesis, como lo son la captación de Yodo, la yodación de las tirosinas, el acoplamiento entre las yodotironinas y la proteólisis de la tiroglobulina.  Efecto trófico sobre la glándula: Aumenta el volumen y mantiene el tamaño, debido a que estimula el número de células y la formación de nuevos folículos. La sobreestimulación de esta vía produce la hipertrofia de la glándula tiroides, lo que se conoce como bocio. Mecanismo de acción y efectos fisiológicos de las hormonas tiroideas Existen 2 subtipos de receptores:  tipo alfa (se encuentran en la mayoría de los tejidos)  tipo beta (se localizan en la hipófisis y cercanos al hipotálamo). Los receptores de tipo beta son los responsables de censar los niveles de hormonas tiroideas circulantes, principalmente T3. Cuando los niveles de T3 son bajos, estimulan la secreción de hormonas del eje hipotálamohipófisis (TRH y TSH) y cuando los niveles de T3 son elevados en la sangre, estos participan en los procesos de retroalimentación negativa. RHT-Alfa: Cerebro, riñón, gónadas, corazón y músculo. RHT-Beta: Hipófisis e hígado. ¿Cómo actúan las hormonas en sus células blanco? (1) Por su naturaleza hidrofóbica, las hormonas tiroideas pueden atravesar las membranas celulares y unirse a receptores intracelulares (principalmente receptores nucleares) para formar un complejo hormona tiroidea- receptor. (2) Este complejo actúa como un factor de transcripción uniéndose al DNA y regulando la transcripción y la expresión de numerosas proteínas que participan en variados efectos fisiológicos, tales como el crecimiento, el desarrollo del SNC, efectos cardiovasculares y principalmente efectos metabólicos.
  • 12. Efecto de las hormonas tiroideas Los niveles fisiológicos de las hormonas tiroideas son necesarios en la infancia temprana:  Es necesaria para el desarrollo óseo.  Es necesaria para el desarrollo del SNC: Son responsables de la mielinización de los axones neuronales, lo que lleva a que una deficiencia de hormonas tiroideas en esta etapa genere daños irreversibles a nivel del SNC y del crecimiento de los niños. Durante toda la vida, las hormonas tiroideas:  Regulan el metabolismo, disminuyendo el consumo de oxígeno a nivel celular.  Regulan los efectos beta-adrenérgicos de las catecolaminas a nivel de la expresión de los receptores para las hormonas. La deficiencia de hormonas en el adulto puede ser corregida por tratamientos hormonales. Una de las principales funciones de las hormonas tiroideas es la estimulación del metabolismo, lo que tiene una serie de efectos asociados:  Las hormonas tiroideas son calorigénicas, lo que quiere decir que aumentan la producción de calor en el metabolismo oxidativo.  Aumentan el consumo de reservas energéticas (glucosa y lípidos).  Aumento de la ingesta de alimentos.  Aumenta la tasa metabólica, porque aumenta la FR y el consumo de O2. La modulación positiva beta-adrenérgica se manifiesta principalmente por los efectos cardiovasculares, que se manifiestan como:  Aumento de la contractibilidad y frecuencia cardíaca.  Disminución de la resistencia periférica total.  Aumento del gasto cardíaco, lo que asegura un aporte de O2 a los tejidos (aumenta el volumen sistólico y con ello la fuerza de contracción). Alteraciones en el eje hipotálamo-hipófisis-tiroides Las alteraciones se ven manifestadas en la producción de hormonas tiroideas:  Una mayor producción de hormonas tiroideas se conoce como hipertiroidismo  una baja en la producción de hormonas tiroideas se conoce como hipotiroidismo. Hipotiroidismo → Es la deficiencia de hormonas tiroideas. → Su origen (dónde se produce la falla de la producción de la hormona en el eje hipotálamo-hipófisis-tiroides) se clasifica en:  Primario: Defecto en la glándula tiroides. En este caso, las células foliculares están impedidas de producir hormonas tiroideas.  Secundario: De origen hipofisiario. En este caso, hay una alteración en la secreción de TSH que no estimula adecuadamente a la glándula tiroides para producir hormonas tiroideas.  Terciario: De origen hipotalámico. Es la incapacidad de producir TRH y de estimular a la tirotropina para que estimule la liberación de las hormonas tiroideas. → Hipotiroidismo por deficiencia de yodo: En la actualidad son escasos, ya que la sal es yodada. → El tratamiento tardío del hipotiroidismo en niños recupera el crecimiento corporal, pero no el daño generado en el SNC. Esto se denomina cretinismo (deficiencia mental). Valores normales Los valores normales de las hormonas tiroideas en sangre son:  En una condición patológica donde existe hipofunción de la glándula (hipotiroidismo), de ser primario (a nivel de la glándula tiroides), los niveles de T4 y T3 serían bajos. En cambio, los de TSH
  • 13. serían elevados (producto del feedback que se produciría), ya que a nivel del hipotálamo e hipófisis se censaría un bajo nivel de hormonas tiroideas.  Si la hipofunción ocurre a nivel de la hipófisis, los niveles de T3 y T4 serían bajos, al igual que los niveles de TSH. Los niveles de TRH estarían elevados, sin embargo, estos son difíciles de medir en la circulación porque son liberados en alta cantidad en el sistema porta, pero se diluyen en la circulación general.  Por el contrario, si hubiera una hiperfunción de la glándula (hipertiroidismo), T3 y T4 estarían elevadas y por tanto, haciendo feedback negativo con el hipotálamo y con la hipófisis. Si el hipertiroidismo ocurriera en la glándula, los niveles de TSH y TRH serían bajos. CÁPSULA 5: GLáNDULA ADRENAL-CORTEZA I→ CORTEZA ADRENAL Y ESTEROIDES ADRENALES (CORTISOL Y ALDOSTERONA)  Las glándulas suprarrenales son 2 y se ubican sobre los riñones.  El riñón tiene una estructura llamada “cápsula de Gerota”, que es una cápsula de fijación que entrega localización a las glándulas suprarrenales.  Las glándulas suprarrenales son pequeñas en dimensión.  Tienen una altura de 1 cm, 3 cm de largo y 1 cm de espesor. Pesan entre 4 a 5 gramos.  La glándula adrenal está compuesta por la corteza (80% de la glándula adrenal) y la médula, que tiene una ubicación central y representa el 20% del volumen de la glándula. La corteza y la médula tienen distinto origen embrionario:  La corteza proviene del mesodermo.  La médula proviene del neuroectodermo. La corteza y la médula producen hormonas distintas y el control de su secreción es independiente. Al hacer un corte en la corteza suprarrenal, se encuentran 3 zonas:  Zona glomerulosa: Es la zona más externa. Representa el 15% de la corteza. Está compuesta por células que tienen forma similar al glomérulo renal.  Zona fascicular: Es la zona del medio. Está compuesta por células cilíndricas que producen fascículos. Representa el 75% de la corteza, ya que la mayor producción de hormonas glucocorticoides se produce en esta zona.  Zona reticular: Es la zona más cercana a la médula. Representa el 10% de la corteza. Esta zona produce principalmente andrógenos adrenales. Zonas de la corteza suprarrenal y sus hormonas Esta figura muestra las distintas zonas de la corteza suprarrenal y las hormonas esteroidales que produce: →En la zona glomerular se producen mineralocorticoides. El principal representante es la aldosterona. →En la zona fascicular se produce cortisol, que tiene efectos metabólicos y sobre el sistema inmunológico. Es una hormona proteolítica. →En la zona reticular se producen andrógenos con menos potencia androgénica que la testosterona. También se produce dehidroepiandrosterona y androstendiona, las cuales inducen el crecimiento y ayudan a desencadenar la pubertad (principalmente en hombres).
  • 14. Síntesis de hormonas esteroidales Todas las hormonas esteroidales provienen del colesterol, el cual se puede producir en un % pequeño en la célula a partir de Acetil CoA, por lo que la mayor parte del colesterol debe ser ingresado a la célula. →Las células de la corteza suprarrenal tienen receptores para LDL (lipoproteína de baja densidad), la cual contiene colesterol en su interior. Una vez que la LDL circulante se une al receptor, es endocitada y transportada hacia la mitocondria, donde ocurren diversas reacciones enzimáticas que transforman el colesterol en pregnenolona, la cual es el precursor para todas las hormonas esteroidales conocidas: aldosterona, cortisol, estradiol y testosterona. →Las hormonas esteroidales no se almacenan, sino que se secretan bajo demanda. Principales vías de biosíntesis de esteroides suprarrenales  La figura muestra las principales vías de biosíntesis de esteroides suprarrenales.  La misma glándula produce hormonas diferentes a partir de un precursor común.  Una vez que el colesterol entra a la célula, este es modificado por la enzima 20-22 desmolasa, la cual transforma colesterol a pregnenolona.  El colesterol puede provenir desde la circulación ingerido a través de la dieta o puede formarse de novo en la misma célula de la corteza adrenal.  En pasos sucesivos de acción de las enzimas tanto en la mitocondria como en el citosol, las células de la glomerulosa adrenal pueden fabricar aldosterona, gracias a la enzima llamada aldosterona sintetasa.  En la zona fasciculada existen las enzimas necesarias para la producción de cortisol a partir de los primeros precursores derivados de colesterol.  En la zona reticular se pueden producir los andrógenos adrenales a través de otros citocromos, que pueden ser también producto o sustrato para la generación de otros andrógenos, como la testosterona o estradiol en otros tejidos. Estructuras esteroidales En las distintas zonas de la corteza suprarrenal actúan diferentes enzimas, las que producen la hormona activa. En la zona glomerulosa, fascicular y reticular existe la enzima 20-22 desmolasa, la que permite convertir colesterol en pregnenolona. También, una enzima común de las 3 zonas transforma la pregnenolona en progesterona. A partir de este punto, se producen diferentes reacciones con enzimas distintas que sólo están presentes en las células de las zonas determinadas. (1) Zona glomerulosa: Los intermediarios se transforman por diversas enzimas hasta mineralocorticoides. El mineralocorticoide principal es la aldosterona. La aldosterona se sintetiza exclusivamente en la zona glomerulosa de la corteza. Tiene como función regular el Na+ y el K+ .
  • 15. (2) Zona fascicular: Se producen glucocorticoides. Los principales son cortisol y cortisona. Existe una relación importante en la conversión de estos dos glucocorticoides, ya que cuando hay un exceso de cortisol, este puede convertirse en cortisona, la que tiene menos potencia (a nivel renal). A nivel hepático, la cortisona puede convertirse en cortisol, siendo esta hormona la más potente. Por lo tanto, la cortisona funciona como un reservorio para el cortisol. Los glucocorticoides, principalmente el cortisol, regulan el metabolismo de la glucosa y de otros metabolitos. (3) Zona reticular: Se producen esteroides sexuales. Los andrógenos adrenales son principalmente androstenediona y dehidroepiandrosterona, los cuales se convierten en estradiol y testosterona en los tejidos extraglandulares. Zona glomerulosa Zona fasciculada Zona reticular Aldosterona: regula Na+ y K+ Cortisol: regulación del metabolismo de la glucosa y de otros metabolitos Androstenediona y dehidroepiandrosterona: se convierte en estradiol y testosterona en los tejidos extraglandulares Cortisol  Es una hormona esteroidal de 21 átomos de carbono (corticoesteroides).  Es secretada por células fasciculadas de la glándula suprarrenal y las células blanco son la mayoría de las células del cuerpo. Funciones:  Adaptación al estrés.  Regulación del metabolismo de los hidratos de carbono.  Función inmunosupresora. Los niveles circulantes de cortisol están bajo control del eje hipotálamo-hipófisis-glándula. (1) Cuando llegan estímulos al hipotálamo, tales como estímulos de estrés, infección, trauma, anestesia o hipoglicemia, se estimula en el hipotálamo la secreción de CRH (hormona liberadora de corticotropina). (2) La CRH actúa sobre la tirotropina (TSH) en la adenohipófisis para estimular la secreción de ACTH. (3) La ACTH se sintetiza en los corticotropos y estimula el crecimiento de la glándula adrenal y la secreción de sus hormonas esteroidales. La ACTH es un polipéptido de 39 AA con una vida media de 10 a 15 minutos. El efecto de la ACTH sobre las células de las zonas fasciculadas es aumentar la secreción de cortisol. Sin embargo, también tiene un efecto trófico, sobre todo en la glándula adrenal para mantener el volumen y la adecuada funcionalidad. (4) Cuando los niveles de cortisol son elevados, esto es censado por el hipotálamo y la hipófisis, por lo que se inhibe la secreción de CRH y ACTH, lo que genera que los niveles de cortisol vuelvan a su estado normal. Por otra parte, la ACTH también es estimulada por ADH a través del péptido natriurético atrial o los opioides, que estimulan al hipotálamo para inducir la secreción de ADH. La ADH, a su vez, estimula la secreción de ACTH, que en conjunto con ADH tienen un efecto sobre la regulación de la volemia. Mecanismo de acción de la CRH El mecanismo de acción de la CRH hipotalámica sobre el corticotropo hipofisiario involucra la unión de la CRH a un receptor acoplado a una proteína G de tipo estimulatorio, que estimula a la adenil ciclasa y produce aumentos de AMPc. Este aumento produce la activación de la proteína quinasa A, la cual va a activar canales de Ca2+, lo que provocará la entrada de Ca2+ hacia el interior de la célula. El aumento de Ca2+ induce la secreción de vesículas que contienen ACTH.
  • 16. ACTH El mecanismo de acción de la ACTH en las células de la zona fascicular y reticular involucra: (1) su unión a un receptor de membrana acoplado a una proteína G de tipo excitatorio (2) lo cual produce la activación de la adenil ciclasa, un aumento de AMPc y la activación de la PKA. (3) Este efecto produce el aumento de la expresión de genes y de enzimas requeridas para la esteroidogénesis, para llegar a la producción de glucocorticoides en la zona fascicular y de andrógenos en la zona reticular. Mecanismo de acción de la ACTH El efecto de la ACTH sobre las células de la zona fasciculada: Es la unión a un receptor de melanocortina tipo 2, lo que aumenta el AMPc, se activa la PKA y tiene efectos rápidos como:  Aumentar la captación de colesterol LDL.  Aumentar la hidrólisis de ésteres de colesterol.  Aumentar el transporte de colesterol a la mitocondria a través de la acción de la proteína STAR. También, genera efectos más lentos o crónicos que son mediados por diferentes factores de transcripción e involucran la síntesis de las enzimas requeridas para la producción de cortisol en las células. CÁPSULA 6: GLÁNDULA ADRENAL-CORTEZA II Mecanismos de acción de los glucocorticoides El mecanismo de acción de los glucocorticoides y en particular de cortisol, es general para todas las hormonas esteroidales.  Por su naturaleza lipofílica pueden atravesar la membrana plasmática, unirse a un receptor intracelular y formar un complejo hormona-receptor, el cual actúa como un factor de transcripción que se une a secuencias específicas en el ADN llamadas “elementos de respuesta a glucocorticoides”. Allí producen la expresión de genes y la transcripción de proteínas para sus efectos fisiológicos.  También se han descrito efectos más rápidos, porque la síntesis de proteínas es un proceso lento que requiere de algunas horas o días para lograr el efecto. Sin embargo, se han descrito efectos rápidos que involucran receptores de membrana. Control de la secreción de cortisol Un aspecto importante en la regulación de las acciones del cortisol es que el eje endocrino responde a los ritmos biológicos, como el ritmo circadiano. Así también, responde a condiciones de peligro y estrés. Estos estímulos son procesados en los centros nerviosos superiores y desencadenan la liberación de CRH hipotalámica, la que a su vez estimula la secreción de ACTH, produciendo aumentos de cortisol en la sangre. El cortisol tiene diversos efectos:  Efecto inmunosupresor.  A nivel hepático estimula la gluconeogénesis (producción de glucosa).  A nivel del músculo (esquelético principalmente) estimula el catabolismo de proteínas (agente proteolítico).  En el tejido adiposo estimula la lipólisis.
  • 17. Todos los eventos metabólicos preparan al organismo para enfrentar una condición de estrés, como por ejemplo un ayuno o hacer frente a una amenaza inminente. Esta figura muestra las concentraciones plasmáticas de ACTH y de cortisol en función de las horas del día. Se observa que la secreción de cortisol está gobernada por el ritmo circadiano de la secreción de ACTH. Esta aumenta significativamente alrededor de las 6 o 7 de la mañana y luego disminuye a lo largo del día. Se produce un nuevo peak alrededor de las 7/8 de la noche, para luego disminuir. Esto se debe a la necesidad de generar fuerzas y energía poco antes de despertar. Estos patrones circadianos de la secreción se ven alterados en condiciones de estrés y cuando se pierde el control del eje hipotálamo-hipófisis-glándula adrenal. Acciones del cortisol Las acciones del cortisol son variadas:  Tiene efectos fisiológicos, farmacológicos y patológicos, los que actúan a distinto nivel.  En lo que respecta a los efectos fisiológicos: hay efectos metabólicos, dérmicos, cardiovasculares, musculares, renales, neurológicos, gastrointestinales, hepáticos, hematopoyéticos, inflamatorios, inmunológicos, misceláneos y endocrinos.  Efectos metabólicos: → Incremento de la gluconeogénesis. → Incremento del catabolismo proteico. → Antagoniza las acciones de la insulina. → Moviliza ácidos grasos libres. → Redistribuye el tejido adiposo (principalmente de las extremidades).  Efectos dérmicos: → Disminuye el grosor o atrofia la piel. → Atrofia de los folículos pilosos.  Efectos cardiovasculares y musculares: → Optimiza el número de receptores de catecolaminas. → Efectos ionotrópicos positivos. → Vasoconstricción. → Debilidad muscular (por catabolismo de las proteínas)  Efectos neurológicos: → Cambios de ánimo y del comportamiento (euforia). → Incrementa la sensibilidad de los receptores adrenérgicos. → Atrofia muscular.  Efectos inflamatorios e inmunológicos: → Disminuyen la síntesis de prostaglandinas y la formación de leucotrienos (actúan como antiinflamatorios).  Efectos endocrinos: → Disminuye la secreción de ACTH (por feedback negativo). → Suprime la hormona estimulante de la tiroides y las [c] de T3 y T4. Los efectos del cortisol son relevantes a nivel de: → Metabolismo intermediario: Aumenta la gluconeogénesis y la glucosa sanguínea. → Sistema cardiovascular: Ayuda a mantener la presión sanguínea. → Sistema nervioso: Aumenta la excitabilidad. → Respuesta inflamatoria e inmune: Produce la inhibición de la respuesta inmunitaria.
  • 18. Metabolismo intermediario En la zona izquierda de la imagen se observa que el cortisol tiene efectos catabólicos sobre el músculo, el tejido linfoide y el tejido conectivo por inducción de proteólisis para aumentar la cantidad de AA sanguíneos. Estos AA van a la formación de glucosa a través del proceso de gluconeogénesis. En el tejido adiposo, el cortisol estimula la lipólisis y la producción de glicerol y ácidos grasos. El glicerol también es un sustrato para la gluconeogénesis, mientras que los ácidos grasos se utilizan directamente para formar energía. La gluconeogénesis aumentada estimula la liberación de glucosa a la sangre, por lo que el efecto global del cortisol es la hiperglicemia. También estimula el almacenaje de glucosa a través de la producción de glucógeno. Transporte plasmático de cortisol Debido a su naturaleza lipofílica, el cortisol viaja unido a proteínas plasmáticas.  La transcortina es la principal proteína de transporte de cortisol. Esta transporta aproximadamente un 80% del cortisol.  Un 15% lo hace unido a albúmina  Sólo un 5% se encuentra libre. La forma libre de cortisol es la forma activa. Hiper/Hipo función del cortisol La hiperfunción de la glándula o la mayor secreción de ACTH por parte de la hipófisis provoca una condición de hipercortisolismo de origen primario si es en la glándula o secundario si es a nivel de la hipófisis. →El hipercortisolismo es el aumento de la concentración de cortisol en la sangre. →Es característico del síndrome de Cushing.  Las personas que sufren este síndrome tienen un desarrollo muscular escaso, una piel delgada, mala cicatrización de heridas, cara de luna llena y redistribución de grasas (principalmente en las extremidades), dorso de búfalo y estrías abdominales. La hipofunción produce disminución de los niveles de cortisol en una patología conocida como síndrome de Addison. Aldosterona  Hormona esteroidal de 21 carbonos (perteneciente al grupo de los mineralocorticoides).  Es secretada por las células glomerulosas de la corteza adrenal.  Aumenta la presión sanguínea y la volemia, induce la recaptación renal de Na+ , Cl- y HCO3- y la eliminación de K+ .  Los estímulos para la secreción de aldosterona por parte de las células de la glomerulosa adrenal son la angiotensina II y los cambios del K+ plasmático. El aumento del K+ plasmático despolariza las membranas en las células de la glomerulosa y produce la secreción de aldosterona.
  • 19. Sistema renina-angiotensina Cuando disminuye la presión o el volumen, se estimula la secreción de renina, que transforma al angiotensinógeno en angiotensina I y a través de la enzima convertidora de angiotensina produce angiotensina II. La angiotensina II actúa sobre las células de la glomerulosa adrenal para producir la secreción de aldosterona. La aldosterona actúa en el túbulo distal y colector del riñón, disminuyendo la excreción de Na+ y aumentando la secreción de K+ . De esta forma, se regula el volumen y participa de la regulación de la presión sanguínea. Kalemia La kalemia son los cambios del K+ plasmático, donde pequeños cambios de la [c] de K+ plasmático desencadenan la liberación de aldosterona por las células de la glomerulosa. Acciones renales de la aldosterona La figura muestra el mecanismo de acción de la aldosterona (principalmente en los túbulos renales).  La aldosterona, por ser de naturaleza esteroidal, difunde a través de la membrana plasmática y se une a receptores intracelulares para aldosterona.  Este complejo hormona-receptor estimula la transcripción génica y la síntesis de proteínas encargadas del intercambio de Na+ y K+ , tales como canales de Na+ y K+ , así como también transportadores o la bomba Na+ /K+ ATPasa. Receptor de mineralocorticoides y 11B-HSD  Químicamente, cortisol y aldosterona son muy similares, sin embargo, tienen efectos muy distintos.  La 11-beta-hidroxiesteroide deshidrogenasa puede convertir cortisol a cortisona, una hormona que es menos potente y que tiene menos posibilidades de unirse al receptor de mineralocorticoides y tener efectos de tipo aldosterona.  Esto es muy útil cuando se eleva mucho la [c] de cortisol o en el síndrome de Cushing.  Esto evita que el aumento del cortisol tenga efectos a nivel renal. CÁPSULA 7: GLÁNDULA ADRENAL-CORTEZA III Médula suprarrenal  Ocupa un 20% del volumen de la glándula suprarrenal.  Produce la hormona adrenalina y noradrenalina. Control de la secreción La figura muestra los diferentes estímulos para la secreción de las hormonas de la glándula adrenal. →En la corteza, angiotensina II y cambios en la kalemia son estímulos para la secreción de aldosterona por parte de las células de la glomerulosa. La ACTH no es un estímulo para la secreción de aldosterona, pero sí tiene un efecto trófico sobre la glándula adrenal, permitiendo su funcionalidad y la mantención de su volumen.
  • 20. La ACTH también estimula a las células de la zona fascicular para producir cortisol y de la zona reticular para producir los andrógenos adrenales. →La liberación de catecolaminas por parte de la médula adrenal es debida a estimulación simpática, mediada por el sistema nervioso autónomo. Médula adrenal  La médula adrenal es un ganglio simpático modificado que funciona como una glándula endocrina.  Está inervada por el sistema nervioso autónomo.  La médula adrenal está conformada por las células cromafines (reciben este nombre porque puede ser visualizada con tinciones derivadas de cromo).  Las células cromafines se caracterizan por la presencia de una gran cantidad de vesículas en su interior, las que contienen a las catecolaminas (en mayor proporción adrenalina que noradrenalina).  La estimulación simpática libera acetilcolina desde terminales simpáticos, la cual activa receptores colinérgicos nicotínicos en las células cromafines. Las células se despolarizan y producen la liberación masiva de catecolaminas al torrente sanguíneo. En ocasiones se alcanza 300 veces la [c] normal en el plasma.  En situaciones de miedo, agobio o estrés, una oleada de adrenalina dispone al organismo para una respuesta física inmediata y de máxima intensidad.  La glándula adrenal está altamente irrigada y la dirección de entrada de la arteria desde la corteza hacia la médula tiene una consecuencia funcional importante, ya que para la producción de catecolaminas se requiere la presencia de altas [c] de cortisol. Entonces, a medida que la sangre circula por la corteza, se van elevando las [c] de cortisol producido por las células de la zona fasciculada.  Las catecolaminas se sintetizan a partir del AA tirosina.  La actividad simpática estimula a la enzima tirosina hidroxilasa para la producción de dopa mediante la enzima amino acido carboxilasa, la cual a su vez se convierte en dopamina (intermediario en la producción de catecolaminas). La dopamina es transformada a noradrenalina por la dopamina beta hidroxilasa, y gracias a la presencia de cortisol se estimula la producción de adrenalina a través de la enzima fenil etanol amina N-metil transferasa. Receptores adrenérgicos  Las catecolaminas activan receptores de membrana conocidos como receptores adrenérgicos, los que tienen 7 segmentos transmembrana y sitios de unión de proteína G, las cuales pueden ser de tipo S excitatorio (aumentando el AMPc), de tipo G inhibitorio (que inhibe la producción de AMPc) y de tipo Q, que activan a fosfolipasas y a la degradación de fosfolípidos de membrana para producir IP3 y aumentos de Ca2+ intracelular. →Tipos de receptores adrenérgicos  Los receptores adrenérgicos se pueden clasificar como receptores de tipo alfa o beta. A su vez, estos se clasifican en subtipos de receptores: alfa 1, alfa 2, beta 1, beta 2 o beta 3. Cada uno de ellos tienen diferentes funcionalidades.
  • 21. Mecanismos de acción de las catecolaminas  Cuando las catecolaminas activan receptores de tipo beta 1 o beta 2, acoplan una proteína G de tipo excitatorio que activa a adenil ciclasa y produce un aumento de AMPc.  En cambio, cuando activan receptores de tipo alfa 2, estos producen inhibición de la adenil ciclasa y disminución de los niveles de AMPc.  Los receptores de tipo alfa 1 se acoplan a la fosfolipasa C para producir la degradación de los fosfolípidos de membrana y la producción de diacilglicerol e IP3. Este último activa canales intracelulares de Ca2+ para producir el aumento del Ca2+ intracelular. Acciones de las hormonas catecolamínicas  Las acciones de las catecolaminas son rápidas y potentes.  Tienen efectos metabólicos, cardiovasculares, viscerales y otros relacionados con la actividad simpática.  Efectos metabólicos: → Aumento de la glucogenólisis (degradación de glicógeno). → Utilización de glucosa. → Lipólisis y cetosis. → Calorigénesis. → Aumenta la secreción de insulina (por efecto de beta 2) e inhibe la secreción por efecto de alfa 2 (debido a los niveles de glicemia). → Aumenta la secreción de glucagón (por efecto de beta 2). → Aumenta la captación muscular de K+ (por efecto de beta 2).  Efectos cardiovasculares: → Aumento de la contractilidad cardíaca. → Aumento de la frecuencia cardíaca. → Aumento de la velocidad de conducción. → Aumento de la dilatación arteriolar en el músculo, lo que disminuye la presión arterial.  Otros efectos: → Sudoración (efecto alfa adrenérgico). → Dilatación pupilar. → Agregación plaquetaria. Regulación de la secreción de catecolaminas  La regulación de la secreción de catecolaminas está controlada por el sistema nervioso simpático.  Algunos estresores como ansiedad, dolor, trauma, hipovolemia, hipoglicemia e hipotermia, producen señales a nivel del SNC para inducir una respuesta simpática a través de los ganglios simpáticos, con liberación de acetilcolina y posterior liberación de norepinefrina (principalmente a nivel de los ganglios).  Desde el punto de vista endocrino, la estimulación simpática activa a la médula adrenal produciendo liberación de acetilcolina, la que estimula la secreción masiva de catecolaminas (principalmente de epinefrina), que van a actuar sobre las diferentes células que tienen receptores adrenérgicos para estas hormonas.
  • 22. Efectos del sistema nervioso simpático en la activación de la Médula adrenal Los efectos del sistema nervioso simpático, la activación de la médula adrenal y la liberación de catecolaminas se ven integrados en la respuesta de pelea o fuga (frente a un estrés). Es una reacción de alarma que prepara al organismo para una gran demanda energética ocasionada por el escape o enfrentamiento al agente agresor. Los efectos son:  Movilización de reservas de glucógeno: Aumento de la glucosa circulante.  Cambios en la circulación: La circulación sanguínea va hacia los tejidos que más lo requieren en estas condiciones de estrés.  Incrementa la velocidad y la frecuencia respiratoria para aumentar el gasto cardíaco.  Aumenta la energía usada por las células (principalmente las musculares y cardíacas, que requieren mayor energía en esta fase de respuesta al estrés). Respuesta de enfrentamiento o escape  La figura muestra una respuesta al estrés en presencia de un agente estresor. La respuesta se denomina de “pelea o fuga”, es decir, enfrentar al agresor o escapar.  Hay un efecto de la liberación de catecolaminas en forma integrada con la respuesta de la glándula adrenal, principalmente con la liberación de cortisol.  Midriasis: Apertura del campo visual. P  alidez y sudoración (producto de la redistribución del flujo sanguíneo).  Aumenta la frecuencia respiratoria y hay broncodilatación.  Aumenta el flujo sanguíneo muscular.  Se produce taquicardia.  Disminuye el flujo urinario.  Disminuye la motilidad gástrica, hay menor secreción ácida y disminuye el flujo sanguíneo esplácnico.  Hay cierre de los esfínteres internos.  Aumenta la glucogenólisis y la lipólisis. Liberación de catecolaminas La liberación de catecolaminas (principalmente adrenalina) al torrente sanguíneo activa receptores adrenérgicos en diversos órganos, aumentando la frecuencia cardiaca, elevando la presión sanguínea y liberando desde el hígado cantidades suplementarias de glucosa, que apoyan el trabajo muscular. En conjunto, estos efectos constituyen una respuesta de lucha u huida que preparan para el combate o la fuga ante el peligro. Sin embargo, si el estímulo estresante persiste, se produce una respuesta global del organismo que involucra la participación de otras hormonas que producen la adaptación a esta condición (fase de resistencia). →Fase de resistencia Ya que el efecto metabólico de la adrenalina es de corta duración, otras hormonas metabólicas entran en juego en esta etapa, como la hormona del crecimiento y el glucagón. Sin embargo, el efecto metabólico a largo plazo se debe a la acciones de cortisol, que en condiciones de estrés permanente sobrepasa el mecanismo de feedback negativo y permanece elevado.
  • 23. Esto es de ayuda durante un tiempo, pero luego se torna peligroso, porque el cortisol tiene un potente efecto proteolítico que puede dañar severamente la estructura muscular. En la figura se muestra la respuesta global de las hormonas metabólicas que tienen mayor o menor impacto sobre las reservas energéticas para mantener los sustratos metabólicos disponibles.  La hormona del crecimiento y el glucagón: Activan y movilizan las reservas energéticas, principalmente lípidos.  El cortisol: moviliza principalmente glucosa y aminoácidos.  el efecto de la aldosterona: mantiene la volemia y los electrolitos durante condiciones de estrés permanente. Estas respuestas de estrés también se manifiestan clínicamente y se conocen como el síndrome de adaptación general al estrés. Por ello, la sobrevida del ser humano en condiciones de peligro son el resultado del proceso secretor de las glándulas suprarrenales, catecolaminas en la médula y cortisol en la corteza suprarrenal. CÁPSULA 8: HORMONA DEL CRECIMIENTO Es una hormona peptídica también conocida como somatotropina, la cual es producida por el somatotrofo en la adenohipófisis. Sus efectos fisiológicos principales son:  Estimular el crecimiento y desarrollo somático postnatal.  Modular el metabolismo, la composición corporal y las capacidades funcionales de los adultos. Importancia relativa de diferentes hormonas en el crecimiento a diferentes edades La siguiente figura ilustra la importancia relativa de las hormonas tiroideas, del crecimiento y sexuales en el proceso de crecimiento del individuo en distintas edades. →Las hormonas tiroideas son importantes durante la gestación y la infancia temprana, ya que participan en el metabolismo y desarrollo del sistema nervioso central; la deficiencia de hormonas tiroideas en esta etapa produce daños severos sobre la contextura física y es acompañado de retraso mental. →La hormona del crecimiento es importante desde el nacimiento, ya que es la encargada del crecimiento lineal de los huesos y la estructura muscular. En la niñez las concentraciones de la hormona del crecimiento son elevadas, lo que garantiza un crecimiento constante, y estas alcanzan un máximo previo a la pubertad. En este periodo también se produce estirón prepuberal alrededor de los 14-16 años. En esa etapa también empiezan a adquirir importancia las hormonas sexuales femeninas (estrógenos) y en el caso de los varones los andrógenos. Niveles relativos de secreción de GH durante la vida Como veíamos en la figura anterior, la hormona del crecimiento tiene su peak en la pubertad, y aquí se muestran las diferentes concentraciones que se van alcanzando durante distintas etapas de la vida. (1) Al nacer empieza a aumentar los niveles de la GH (2) En la niñez se mantiene constante permitiendo el crecimiento constante durante la niñez (3) En la pubertad se produce un peak y luego disminuye, es decir, en la pubertad se alcanza la talla adulta (4) Posteriormente GH adquiere otro tipo de funcionalidades, principalmente es una hormona que regula el metabolismo en la vida adulta (5) Luego decae en la vejez. Estímulos para la secreción de GH (1) Hormonas hipotalámicas como GHRH (hormona liberadora de la hormona de crecimiento). (2) Estado nutricional: ayuno prolongado, hipoglicemia, ejercicio físico, sueño (hay que tener en cuenta lo que un niño tiene que hacer en su infancia, es decir, comer, jugar y dormir).
  • 24. (3) GH actúa también a través de mediadores peptídicos de origen periférico, principalmente hepáticos. En este caso es el factor de crecimiento tipo insulínico-1 (IGF-1). Regulación de la secreción de GH En la figura, las flechas rojas indican estimulación y las flechas azules inhibición, entonces:  diversos estímulos y también neurotransmisores como serotonina, dopamina o sueño y también estímulos metabólicos como disminución de la glucosa o de los ácidos grasos, van a estimular al hipotálamo para producir la secreción de la hormona liberadora de la hormona del crecimiento (GHRH)  la cual va a actuar sobre el somatotrofo en la adenohipófisis para inducir la secreción de la GH al torrente sanguíneo.  La GH actúa en muchos tejidos porque es una hormona anabólica y también tiene efectos metabólicos como lipólisis y aumenta la glicemia.  Pero además la GH para lograr sus efectos anabólicos más potentes produce a nivel hepático a las somatomedinas (otro grupo de hormonas) siendo la principal el IGF-1.  El IGF-1 tiene potentes efectos anabólicos, capta aminoácidos y también ayuda al desarrollo muscular. Los altos niveles de IGF-1 van a inhibir directamente a la secreción de GH a nivel de la hipófisis, mientras que las concentraciones altas de GH y de IGF-1 van a estimular en el hipotálamo la secreción de una hormona inhibidora de la secreción de la GH que se llama somatostatina.  Entonces, se produce un pulso de secreción de hormona liberadora y otro pulso de secreción de hormona inhibidora y así se controla la secreción de la hormona del crecimiento (GH). Pulsatilidad y ritmo circadiano de la secreción de GH  Entonces, como lo veíamos en la regulación del eje endocrino, se produce una liberación de hormona inhibitoria que es la somatostatina y también la liberación de una hormona estimuladora de la GH. Entonces, se puede ver en el gráfico de la izquierda que cuando se produce el máximo peak de la liberación de somatostatina se inhibe la secreción de la GH y, por el contrario, cuando se produce una mayor liberación de la GH se produce inhibición de la somatostatina, lo que hace que hayan picos en la secreción de la hormona del crecimiento.  Como se ve en el gráfico de la derecha, muestra los pulsos durante el día, lo que es importante porque los pulsos dan información esencial para su funcionamiento, pero además muestra que durante la noche se produce la mayor secreción de la hormona GH, esto es porque tiene un ritmo circadiano. Regulación de la síntesis y secreción de GH Entonces, ¿cuál es el mecanismo para lograr la secreción pulsátil de la GH? →En el somatotrofo existen receptores para la GHRH que une a receptor de membrana unido a proteína G de tipo excitatorio y también existen receptores de membrana para somatostatina (o inhibidora de GH), pero estos están acoplados a proteína G inhibitoria. →Entonces, la unión de la GHRH va a producir la secreción de la GH y cuando se une somatostatina a su receptor se va a producir la inhibición de la secreción de GH. Este juego de la unión del receptor a ambas hormonas va a producir la secreción pulsátil de la hormona del crecimiento. Acciones de la GH Aquí se muestran los diferentes y múltiples efectos de la GH, principalmente son metabólicos y anabólicos: →Regulación de la síntesis y secreción de GH  Esta es una hormona que produce el crecimiento lineal del hueso.  Tiene acción anabólica porque permite la captación de aminoácidos.
  • 25.  Tiene acciones sobre el metabolismo de la glucosa, es hiperglicémica y también del metabolismo de lípidos (potente acción lipolítica), es una hormona anti-insulina y diabetogénica. →En cuanto al metabolismo:  Aumenta la glucosa plasmática.  Aumentan los ácidos grasos plasmáticos.  Disminuyen los aminoácidos plasmáticos porque los incorpora dentro de las células musculares principalmente y también en los condrocitos de los huesos. Acción endocrina de IGF-1 Entre los efectos más notables de IGF-I es el efecto en los huesos largos provocando el crecimiento lineal de ellos. El crecimiento es un proceso complejo que parte desde la secreción de la hormona GH, un péptido de 191 aminoácidos desde el somatotrofo, el cual va a actuar a nivel del hígado para producir IGF-1 que recibe este nombre o factor de crecimiento similar a la insulina porque tiene dos cadenas, una cadena alfa y otra beta, unidas por puentes disulfuros y un péptido conector que es similar a la pro-insulina. Este IGF-1 va a actuar sobre la placa epifisiaria o cartílago de crecimiento. Acciones paracrinas de IGF-1 El IGF-1 también tiene acciones paracrinas en el hueso y aquí se muestra un ejemplo de cómo dos hormonas actúan en conjunto para producir un efecto fisiológico. Se puede ver que el precondrocito en la placa epifisiaria tiene receptores para la hormona GH que se van a unir a su receptor y va a provocar la diferenciación de este precondrocito a un condrocito temprano que es capaz de secretar IGF-1, el que además de las propiedades anabólicas también tiene propiedades proliferativas, por lo tanto, va a estimular la proliferación de estas células haciendo una expansión clonal de las células, aumentando su número y también el tamaño del hueso de forma lineal. Mecanismo de acción del IGF-1 (1) Implica su unión a un receptor de membrana que tiene actividad tirosina quinasa intrínseca, esto es que puede fosforilar a muchas proteínas. (2) En este caso, la primera fosforilación ocurre sobre una proteína llamada sustrato para el receptor de insulina tipo I (3) se activan una serie de proteínas, entre ellas PI3 que es la PI3 quinasa y también AKT (otra quinasa importante). Toda esta vía en conjunto con TOR y otros factores de transcripción es una vía anabólica por excelencia. (4) Hacia la derecha se ve que se activan una serie de otras proteínas quinasas, entre las que está RAF, MEK y ERK que son vías proliferativas. →Por eso es que IGF-1 puede tener este efecto anabólico y proliferativo. Efectos metabólicos de la GH La GH va a tener tres tejidos blancos principales:  Tejido adiposo: va a estimular la lipólisis y, por lo tanto, va a producir aumento de los ácidos grasos libres.  Hígado: va a producir gluconeogénesis y, por lo tanto, la liberación de la glucosa desde el hígado, también va a producir IGF-1 y la proteína de transporte de IGF1.  Músculo: va a producir aumento de la captación de aminoácidos y aumento de la síntesis de proteínas, por lo tanto, va a aumentar la masa muscular.
  • 26. Por otro lado, IGF-1:  Va a estimular a las células para producir el crecimiento somático de las células y también de los órganos y de algún tejido.  Estimula la función de los condrocitos que llevan al crecimiento lineal de los huesos. →El aumento de la glucosa por una parte y también de IGF-1 circulante van a inhibir la secreción de GH. Anomalías en la secreción de GH Algunas anomalías se producen por el aumento o disminución de la secreción de GH. Recordemos que la talla adulta se alcanza después de la pubertad a la edad de 18-20 años.  Gigantismo: si la hipersecreción de GH ocurre previo a la pubertad, entonces los huesos largos seguirán creciendo por efecto de la GH y estas personas adquieren una altura mayor que el promedio alcanzando 2 mts o más.  Acromegalia: por el contrario, si el aumento de secreción de la hormona del crecimiento ocurre en el adulto cuando la placa epifisiaria está cerrada,se produce esta alteración que está caracterizado por el aumento del tamaño de los huesos cortos incluyendo manos, pies, piel e incluyendo rasgos faciales característicos debido a la hipertrofia de la mandíbula. Esta enfermedad es de larga data y puede tardar incluso más de 10 años en manifestarse, y generalmente se deben a tumores hipofisiarios.  Enanismo: cuando hay hipofunción o menor secreción de GH durante etapas tempranas de la vida, se va a producir una disminución de la talla de las personas y se caracterizan porque mantienen la estructura corporal proporcional, entonces son personas de tamaño pequeño pero proporcionadas. CÁPSULA 9: PROLACTINA La prolactina se sintetiza en los lactotropos de la adenohipófisis y es una proteína constituida por 199 aminoácidos y puentes disulfuro que tienen semejanza estructural con la GH. Sus principales acciones son:  Estimular el desarrollo mamario durante el embarazo y la lactancia.  Es la principal hormona lactogénica (participa en la producción de la leche materna).  Antes y después de la pubertad la prolactina junto con la progesterona, el cortisol y la GH estimulan la proliferación de los conductos de la leche en la glándula mamaria, aumentando el volumen de esta, por lo tanto, aporta en el desarrollo de las características sexuales secundarias en la mujer.  Inhibe la lívido en la mujer y estimula la conducta maternal protectora hacia el recién nacido.  En el hombre tiene menor impacto, pero también se relaciona con el desarrollo de las características secundarias del hombre. Regulación de la secreción de Prolactina La prolactina tiene mecanismos que estimulan y otros que inhiben la secreción. Principalmente predominan los que inhiben la secreción de prolactina a través de dopamina, que va a inhibir tónicamente la secreción de esta hormona. Existe una secreción basal y a pulsos que está dada principalmente por estímulos nerviosos, pero también por la participación de la TRH hipotalámica que es la hormona liberadora de la tirotropina y que tiene que ver con la secreción de hormonas tiroideas, pero en este caso no tiene esa función y también por el PIV(péptido vasoactivo inhibidor) que va a estimular la secreción de prolactina desde la adenohipófisis. También los estrógenos son potentes estimuladores de la secreción de prolactina, una vez secretada la prolactina va hacia la glándula mamaria donde estimula a las células para la producción de la leche materna. Otro estímulo para la secreción de prolactina y muy importante es el reflejo de succión del bebé durante la alimentación, este reflejo produce impulsos nerviosos que llegan al hipotálamo e inhibe la secreción de dopamina, por lo tanto, aumenta la secreción de la
  • 27. hormona prolactina, la que a su vez también puede producir un feedback negativo sobre el hipotálamo. Prolactina durante la lactancia La siguiente figura muestra el principal mecanismo de regulación de la secreción de prolactina durante la lactancia. Entonces, la secreción de prolactina está tónicamente inhibida por la dopamina hipotalámica que es secretada hacia el sistema porta y al llegar a la adenohipófisis estimula al lactotrofo, la dopamina se une a receptores dopaminérgicos de tipo D2 los cuales activan a una proteína G de tipo inhibitorio produciendo disminución de la estimulación de la adenil ciclasa y, por lo tanto, disminución del AMPc. La prolactina va a estar encargada de la producción de leche materna. Esta hormona actúa en conjunto con la oxitocina que se produce en la neurohipófisis, o sea a través de la estimulación de los núcleos supraópticos y paraventriculares del hipotálamo, se va a producir la oxitocina que se va a liberar desde la neurohipófisis y esta va a estar encargada de estimular la contracción de las células mioepiteliales de la mama y, por lo tanto, aumentar la eyección de leche. Entonces, estas dos hormonas durante la lactancia actúan en conjunto, una para producir leche y la otra para estimular la secreción de la leche. Mientras el bebé siga alimentándose va a aumentar la succión y, por lo tanto, se van a activar mecanorreceptores que van a estimular al hipotálamo a disminuir la secreción de dopamina y, por lo tanto, esto crea un eje de regulación positiva sobre la secreción de estas dos hormonas en este periodo especial de la vida. Algunas consideraciones respecto a la secreción de prolactina:  Alcanza concentraciones de 10-20 ng/ml durante la vida y aumenta de 50-100 veces durante la lactancia y el embarazo.  Tiene una vida media corta de aprox. 30 minutos.  La secreción de prolactina ocurre en pulsos (desde 4 a 14 hrs) y lo particular es que se concentra esta secreción en la noche, por lo tanto, tiene un ritmo circadiano en su secreción.  La concentración plasmática disminuye con la edad (mujeres y hombres).  En mujeres post-menopáusicas tanto los niveles como la frecuencia de pulsos disminuyen, lo que se asocia a un efecto inhibidor, ya que los estrógenos actúan como estimuladores de la secreción de prolactina. Algo similar ocurre en el embarazo, ya que la prolactina puede inhibir la secreción de la hormona liberadora de gonadotrofinas a nivel del hipotálamo, produciendo la inhibición de LH y FSH que son las hormonas responsables de la ovulación en la mujer. Entonces, en el embarazo como se mantienen altas las concentraciones de prolactina, esto ayuda a controlar la ovulación durante este periodo.  En los hombres tiene algunos efectos sobre las características secundarias del varón, pero principalmente los estudios están enfocados en la participación de la prolactina en la conducta humana. CÁPSULA 10: REGULACIÓN DE LA GLICEMIA I Se habla de balance energético cuando la energía de entrada es igual a la de salida. La energía de entrada está en una estrecha relación con el aporte de nutrientes de la dieta, así los alimentos son modificados en forma más simple que sirven como sustrato energético para la producción de energía requerida para todos los procesos biológicos. Estos sustratos de energía corresponden a los aminoácidos que son proveniente de la degradación de proteínas, de los ácidos grasos que provienen del consumo de grasa o lipólisis de grasas almacenadas y los carbohidratos que son los sustratos energéticos más simples donde la glucosa tiene un papel principal modulando los diferentes procesos endocrinos que regulan las diferentes fuentes de energía endógena para la producción de ATP. Reservas energéticas En el caso de los triglicéridos:  Son la reserva energética cuantitativamente más importante en el organismo.
  • 28.  Prácticamente todos los tejidos pueden usar ácidos grasos como fuente de energía (las neuronas son una excepción). Aquí viene el punto de por qué se debe mantener la glicemia estable.  El glicerol sirve para la síntesis de glucosa en el hígado. En el caso de los carbohidratos:  Fuente de energía que cuantitativamente es mucho menor que los triglicéridos, por la cantidad de ATP que aportan. o Son de rápida disponibilidad y utilización.  El glicógeno hepático sirve para aportar glucosa a la sangre.  Sin embargo, el glicógeno muscular sólo es usado por el propio músculo, esto es importante porque cuando veamos la regulación de la glicemia el músculo y el hígado son dos tejidos importantes.  Todos los tejidos pueden usar glucosa como fuente de energía. En el caso de las proteínas:  Normalmente no son utilizadas como fuente de energía.  En condiciones de necesidad pueden aportar aminoácidos no ramificados para la síntesis de glucosa en el hígado (fuente mucho mayor que el glicerol). La glucosa plasmática  No es una reserva energética cuantitativamente relevante, ya que si no hay un aporte constante de glucosa o carbohidratos en la dieta, la reserva de glucógeno se degradan rápidamente en un par de días o de horas dependiendo de la actividad física de la persona.  La implicancia cualitativa de la glucosa radica en el hecho de que el metabolismo oxidativo de las neuronas depende casi exclusivamente de ella, es decir, las neuronas sólo consumen glucosa.  El aporte adecuado al sistema nervioso se garantiza manteniendo los niveles de glicemia dentro de un rango estrecho, este rango se mantiene siempre, incluso en ayuno prolongado.  La mantención de la glicemia se logra gracias a la regulación hormonal de su metabolismo.  Las hormonas involucradas son: →Principales: insulina y glucagón (hormonas pancreáticas). →Accesorias: GH, cortisol y adrenalina que tienen importancia relativa dependiendo del periodo de ayuno o de condiciones de estrés. Glicemia Esta figura tiene una escala con las concentraciones de glucosa y los efectos que puede experimentar un individuo cuando las concentraciones de glucosa disminuyen. El funcionamiento normal del sistema nervioso central requiere de un aporte constante de glucosa que va en un rango entre 60-100 mg/dL en condiciones de ayuno, si el ayuno es prolongado por días e incluso por semanas este rango se va a mantener a expensas de las acciones de diversas hormonas que van a producir degradación de las reservas de glucosa, así como también de lípidos y proteínas. Cuando la glicemia disminuye por debajo de 40 ml/dL se denomina hipoglicemia y es una condición patológica, la persona se siente mal y experimenta confusión mental. Si la glicemia disminuye aun más lleva a estados de convulsión, shock hipoglicémico y en casos extremos, la muerte. Células de los Islotes de Langerhans Las células de los Islotes de Langerhans constituyen la unidad funcional del páncreas endocrino y es de donde provienen las principales hormonas que regulan la glicemia. En el corte histológico se puede apreciar distintos tipos celulares que componen estos islotes y cada una de estas células va a producir una hormona que tiene que ver con la regulación de la glicemia: →Células alfa pancreáticas: producen glucagón.
  • 29. →Células beta pancreáticas: producen insulina. →Células delta: producen somatostatina y tienen alguna relación con los procesos de control con la secreción de glucagón e insulina. Homeostasis de la glucosa La homeostasis de la glucosa plasmática se mantiene por la acción de insulina y del glucagón. La secreción de insulina está regulada por una retroalimentación con los aportes de nutrientes de la dieta, si el aporte es abundante se estimula la secreción de insulina y la utilización de nutrientes en el metabolismo, al mismo tiempo que se inhibe la movilización de sustratos endógenos. Si el aporte es bajo la secreción de insulina desciende y se estimula la movilización de sustratos endógenos. Viendo la figura, cuando aumenta la glicemia esta va a ser sensada a nivel de las células pancreáticas, se va a inhibir la secreción de glucagón, se va a estimular la secreción de insulina a partir de las células beta, va a aumentar la concentración de insulina plasmática, la cual a su vez va a estimular la captación de glucosa y la utilización de glucosa por los tejidos, permitiendo que disminuya la glucosa y, por lo tanto, se estabiliza. En cambio, cuando existe disminución de la glucosa plasmática esto también es sensado por las células de los islotes pancreáticos, en estos casos se va a inhibir la secreción de insulina, se va a inhibir la captación de glucosa por los tejidos y, por otro lado, se va a estimular la secreción de glucagón desde las células alfa, el glucagón va a tener efectos sobre la glucogenólisis, va a romper glucógeno y también va a producir nueva glucosa a partir de gluconeogénesis. Esto produce el aumento de la glicemia y, por lo tanto, el equilibrio normal de la glicemia se reestablece. El siguiente gráfico muestra la secreción de glucosa en función de la concentración de glucosa en el plasma. La molécula reguladora fundamental de la secreción de insulina es la glucosa. Con niveles plasmáticos menores a 50 mg/dL no hay secreción de insulina; por el contrario, con niveles plasmáticos superiores a 250 mg/dL la secreción de insulina es máxima. Síntesis de insulina La insulina se sintetiza en los ribosomas del retículo endoplasmático rugoso de las células beta pancreáticas como preproinsulina (109 aminoácidos) y luego esta es convertida a proinsulina de 83 aminoácidos, que a esta parte de su síntesis corresponde a una cadena única en espiral. La proinsulina se transforma en insulina en el aparato de Golgi de las células beta en un proceso enzimático dando lugar a insulina y a un péptido conector o péptido C de 32 aminoácidos que se acumula en los gránulos secretores desligados al Golgi, los gránulos contienen cantidades equimolares de insulina y de péptido C. El péptido C también se utiliza a veces en clínica para la determinación de la producción de insulina endógena. La insulina final va a tener una cadena alfa y beta unida por dos puentes disulfuro.
  • 30. Secreción de insulina desde las células beta pancreáticas Los cambios en la glicemia van a inducir secreción de insulina desde las células beta pancreáticas, y ¿cómo ocurre esto? (seguir la figura de izquierda a derecha). →Cuando aumenta la glicemia va a: (1) aumentar la cantidad de glucosa que entra en la célula beta pancreática, esta glucosa es metabolizada y oxidada por glicólisis y por la entrada al ciclo de Krebs, esto va a producir ATP, entonces mientras más glucosa entra más ATP se va a producir. (2) Cuando se produce más ATP, este va a unirse a un canal de potasio ubicado en la membrana plasmática de las células beta y va a producir el cierre del canal y aumento de la concentración de potasio intracelular (3) el cual va a desencadenar la despolarización de la membrana de la célula beta pancreática y va a activar canales de calcio dependiente de voltaje. (4) La entrada de calcio al interior de la célula beta va a producir la secreción de las vesículas que contienen la insulina a la circulación sanguínea. Mecanismo de acción de la insulina en sus células blanco La insulina tiene diversos efectos sobre sus células blancos y esta figura muestra un esquema general de la acción de la insulina en su actividad metabólica. (1) Primero la insulina se une a un receptor de membrana con actividad tirosina quinasa intrínseca, esta puede fosforilar diversas proteínas. (2) El segundo paso es la fosforilación del sustrato del receptor de insulina o IRS y este a su vez puede inducir la activación de diversas cascadas de segundos mensajeros, los cuales pueden ir a la transcripción de genes que están implicados en el metabolismo activando o inhibiendo a enzimas para hacer cambios metabólicos en la célula, pero una de las actividades metabólicas más notables tiene que ver con la translocación de transportadores GLUT-4 hacia la membrana de las células. Estos GLUT-4 que son dependientes de insulina van a transportar o gastar insulina desde el extracelular hacia el interior de las células; mientras mayor cantidad de GLUT-4 estén presentes en la superficie de las células mayor cantidad de glucosa se incorpora en estas. En el siguiente esquema se muestra el mecanismo de acción de la insulina en tres tejidos que son importantes para la regulación de la glicemia. Por ejemplo, en el tejido adiposo y en el músculo la insulina va a activar los mecanismos de translocación de los transportadores de glucosa GLUT-4 hacia la membrana de las células adiposas y musculares, produciendo mayor captación o mayor entrada de glucosa hacia el interior de las células. En el hepatocito la insulina va a activar una serie de cascadas de segundos mensajeros que lleva a la activación de la fosforilación de la glucosa. Cuando la glucosa está fosforilada, no puede salir desde la célula, entonces a mayor fosforilación de glucosa más acumulación en forma de glicógeno. Cuando no hay insulina presente, el transporte de glucosa que se hizo a través de GLUT-2 ahora es
  • 31. retrógrado y, por lo tanto, esta glucosa que está dentro del hepatocito va a salir hacia la circulación. Este es un mecanismo muy importante para mantener la glicemia en los rangos normales. Comportamiento de la glucosa, glucagón e insulina Entonces, se ve que en la mañana en el desayuno se va a producir el consumo de sustratos energéticos, la concentración de glucagón prácticamente no cambia porque esta cambia sólo si hay hipoglicemia, pero sí aumenta la secreción de insulina, entonces cada vez que comemos se va a producir secreción de insulina a la sangre y, por lo tanto, con ello se mantiene la glicemia en rangos normales. Entonces recordemos:  después de cada comida se va a producir aumento de la glucosa plasmática  esto va a provocar que se inhiba la secreción de glucagón desde las células alfa pancreáticas y se estimula la secreción de insulina desde la célula beta pancreática.  El aumento de la insulina va a tener efectos a nivel hepático importantes, también en el músculo y en el tejido adiposo; en estos dos últimos va a aumentar el transporte de glucosa hacia el interior de estas células, se va a inducir también la glicólisis porque a mayor cantidad de sustrato mayor energía se utiliza, también se va a estimular la glicogénesis (producción de glicógeno) para almacenar esta glucosa y se estimula además la lipogénesis (formación de grasa) principalmente visceral producto de la acumulación de la mayor cantidad de glucosa. También aumenta el transporte hacia los tejidos para almacenamiento o uso de esta glucosa, lo que permite la disminución de la glicemia y, por lo tanto, un mecanismo de retroalimentación para inhibir la secreción de insulina desde las células beta pancreáticas. Funciones de la insulina en distintos tejidos  Tejido muscular Entonces, cuando hay un aumento de la glicemia, la insulina va a estimular la captación de glucosa por parte de la célula muscular, esta glucosa se va a almacenar en forma de glicógeno, recordemos que el glicógeno muscular es utilizado por la propia célula muscular y no sale a la circulación y la glucosa es también utilizada como fuente de energía por la célula muscular. La insulina también tiene un potente efecto anabólico, esto implica que aumenta la captación de aminoácidos que van a ser utilizados para la síntesis de proteínas.  Tejido adiposo En el adipocito la insulina va a estimular la captación de glucosa, por una parte, que va a ir a la formación de ácidos grasos y que van a dar lugar al almacenamiento de estos ácidos grasos como triglicéridos, es decir, como grasas. Y a nivel de la circulación también puede estimular a la lipoproteína lipasa produciendo degradación de triglicéridos circulantes, aumentando la cantidad de ácidos grasos libres, los que también entran y se almacenan en forma de triglicéridos dentro del adipocito, esto produce la grasa.  Tejido Hepático En el hígado la insulina estimula la captación de glucosa, esta glucosa es fosforilada a glucosa6-fosfato para ser almacenada como glicógeno, esta es la principal reserva energética de glucosa que tiene el organismo, ya que cuando se está en condiciones de ayuno o cuando se requiere glucosa se echa en mano a este glicógeno hepático, el cual puede salir a la circulación. También
  • 32. la glucosa puede ser degradada a piruvato y también producir ácidos grasos hepáticos por la conversión de piruvato a Acetil CoA. CÁPSULA 11: REGULACIÓN DE LA GLICEMIA II El siguiente cuadro muestra los principales estímulos para la secreción de insulina:  El aumento de la glicemia es el estímulo más potente para la secreción de insulina.  El incremento de los aminoácidos libres o los aminoácidos plasmáticos producen aumento de la secreción de insulina, pero de menor cuantía.  Algunas hormonas gastrointestinales como gastrina y colecistokinina también estimulan la secreción.  El cortisol, la GH y el glucagón lo hacen como un efecto indirecto, ya que son hormonas hiperglicemiantes, entonces, después de ejercer su efecto la hiperglicemia es sensada y, por lo tanto, se secreta insulina.  La estimulación beta-adrenérgica aumenta la secreción.  La obesidad va a producir a aumento de la secreción de insulina producto del aumento de la resistencia insulínica que lleva consigo la obesidad, esto es que se requieren cada vez mayores cantidades de insulina para producir el mismo efecto en la célula blanco, por ejemplo, para la captación de glucosa por parte del músculo se va a requerir cada vez más insulina. Esto se conoce como resistencia a la insulina y lleva a problemas de diabetes, la sobreestimulación de insulina desgasta a los islotes pancreáticos y, por lo tanto, también se desgasta la producción de insulina por la célula beta.  Algunas drogas como sulfonilurea también van a producir aumentos de la secreción de insulina. Por otro lado, la disminución de la secreción es debida a:  Disminución de la glucosa en la sangre.  Ayuno.  Somatostatina.  Alguna actividad alfa-adrenérgica.  Hormona leptina. Como se vio en el cuadro anterior, la secreción de insulina puede verse potenciada por la presencia de hormonas o ciertas condiciones particulares. En este ejemplo se muestra en A un sujeto recibiendo glucosa oral (principal estímulo para la secreción de insulina) y en B un sujeto recibiendo glucosa, pero esta vez en forma endovenosa. Entonces, se puede ver en la figura A que el consumo de glucosa va a producir un incremento de la glucosa sanguínea y que va a volver a sus niveles basales. Inmediatamente también se ve que la secreción de insulina alcanza un máximo y luego disminuye en conjunto con la disminución de la glucosa sanguínea. Por el contrario, en la figura B se observa que al ir infundiendo glucosa por la vía endovenosa esto también es un estímulo para la secreción de insulina, la cual produce un peak inicial y luego un peak que sigue la concentración de glucosa y que disminuye cuando se alcanzan los niveles de glucosa basales. Aquí se puede apreciar que el peak de insulina en A es distinto al peak de insulina en B, lo cual se debe principalmente a la fase cefálica de la digestión, donde el organismo se prepara para recibir alimento y, por lo tanto, hay liberación de ciertas hormonas gastrointestinales que se preparan para este evento.