SISTEMA ENDOCRINO

Arnold A Berthold (1803-1861)

Primeros experimentos endócrinos ABLACIÓN - TRANSPLANTE

Claude Bernard (1813-1878)

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

HOMEOSTASIS

Ernest Henry Starling (1866-1927)

• • • Estudió la funcionalidad de proteínas séricas. En 1902 demostró con Bayliss que la secretina estimula la secreción pancreática Fue el primero en usar el término

hormona

Mediador químico secretado por glándulas endocrinas

El sistema endocrino mantiene la homeostasis

El concepto de Hormonas (que actuan sobre células blanco distantes) para mantener la estabilidad del medio interno fue uno de los mayores avances en el conocimiento fisiológico.

Un cambio en el medio interno provoca la secreción de hormona y la acción resultante de la misma sobre sus células blanco restaura la condición normal. El retorno al status quo resulta en el mantenimiento de la homeostasis

Detección y señalización

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

Sistema Endócrino vs. Nervioso • • • • Sistemas de comunicación principales.

Integran estímulos y respuestas frente a cambios en el ambiente externo e interno. Coordinan funciones de células, tejidos y órganos altamente diferenciados.

Sistema endócrino es anatómicamente discontinuo.

El sistema nervioso

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

El sistema endócrino

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

Receptores específicos La mayoría de las hormonas se liberan a la sangre en muy bajas concentraciones (10 -10 M) interactúan con todas las células del cuerpo. Sin embargo, una hormona determinada ejerce

su efecto sólo en un número limitado de células blanco , que posee receptores específicos para esa hormona.

Control por retroalimentación

Funciones principales del sistema endócrino

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

del ambiente Integración y regulación del crecimiento y del desarrollo.

Control de la reproducción sexual (gametogénesis, apareamiento, fertilización, desarrollo fetal, parto, nutrición neonatal).

Tipos de señalización hormonal • Hormonas endócrinas via circulación sanguínea a células blanco. • Neurohormonas liberadas via sinapsis química a la circulación. • Hormonas parácrinas entre células adyacentes. • Hormonas autócrinas.

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

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

1, 2 esteroides 3 prostaglandinas aminas, péptidos

Acciones generales • • Homonas liposolubles: – Activación directa de genes.

– Promueve síntesis de proteinas: • Incremento y regulación de actividad enzimática.

• Crecimiento y reparación tisular.

Hormonas no liposolubles: • Via segundos mensajeros.

• Cambios en la permeabilidad de la membrana.

• Inducción de síntesis de proteinas.

• Cambios en el metabolismo celular.

• Estimulación de actividad secretoria.

Clasificación por estructura química de las hormonas Derivados de aminoácidos Derivados de ácidos grasos Eicosanoides Esteroides Péptidos

Tipos de hormonas • Esteroides: – Liposolubles – Difunden a través de la membrana celular – Órganos endócrinos • Corteza adrenal • Ovarios • Testículos • Placenta

Tipos de hormonas • Hormonas no esteroideas (aminas, péptidos): – Insolubles en lípidos ( excepto tiroideas ).

– Receptores en la membrana celular.

– Órganos endócrinos: • • Glándula tiroides.

Glándula paratiroides.

• Médula adrenal.

• Hipófisis.

• Páncreas.

• Tracto gastrointestinal

Hormonas peptídicas

 Entre 3-100 aminoácidos de tamaño.

 En general producidas como precursores clivados proteolíticamente.

 Solubles en agua.

 El mayor número de hormonas.

Síntesis y liberación de hormonas peptídicas • RNAm específico traducido precursor proteico, preprohormona a • Glicosilación postraduccional en RE • Péptido señal hidrofóbico removido en aparato de Golgi, prohormona • Empaquetamiento, almacenamiento en vesículas, y translocación a la membrana.

Aminas

Dos tipos, derivados del aminoácido tirosina.

Hormonas tiroideas y Catecolaminas

Hormonas Tiroideas

 Sintetizadas en la tiroides a partir modificación de residuo de tirosina en tiroglobulina, incorporación post-traduccional de iodo, clivaje en lisosomas.

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



Catecolaminas

Son tanto hormonas como neurotransmisores.  Epinefrina y norepinefrina.

 Producidas por la médula adrenal, hidrofílicas  Secretadas como hormonas peptídicas.

Hormonas esteroideas

 Todas derivan de colesterol, varían en las cadenas laterales.

 Todas son liposolubles.

 Liposolubles, por lo que no se almacenan y se liberan una vez sintetizados.

 Las enzimas de la biosíntesis localizadas en mitocondrias y REL.

Colesterol

Tipos de esteroides

• • • • • Glucocorticoides: cortisol en humanos y mayoría de mamíferos.

Mineralocorticoides: p. ej., aldosterona Andrógenos:testosterone Estrógeos: estradiol y estrona Progestógenos (o progestinas): p. ej., progesterona

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

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

(StAR)

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

acetate

Extracellular lipoprotein

LH Cholesterol pool cholesterol PKA+ ATP cAMP Pregnenolone 3

b

HSD Progesterone Androstenedione P450c17 17

b

HSD TESTOSTERONE

Pueden transormarse en esteroides activos en células blanco

Derivados de ácidos grasos Eicosanoides

• • •

El acido araquidónico es el precursor más

abundante. Depósitos en lípidos de membrana, liberados por acción de distintas lipasas. Los eicosanoides específicos sintetizados por una célula son determinados por la batería de enzimas presente en la misma.

Rápidamente inactivadas, activas sólo por segundos.

Derivados de ácidos grasos Eicosanoides

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

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

 Componentes:  Recepción del estímulo.

 Síntesis y secreción hormonal.

 Transporte al tejido blanco.

 Inducción de la respuesta.

 Degradación de la hormona.

Regulación de la actividad hormonal •El efecto fisiológico dependerá de la concentración en sangre y líquido extracelular:

1) Tasa de síntesis: retroalimentación (-) o (+) 2) Tasa de transporte al tejido blanco (flujo sanguíneo).

3) Tasa de degradación (vida media), eliminación metabólica y excreción.

Control de la síntesis hormonal

• Control neuronal Aferencias neuronales al hipotálamo controlan la síntesis y secreción de factores liberadores hipotalámicos, que regulan la actividad de la hipófisis. Secreción episódica (pulsátil) • Pulsos cada 5-60 min. P. ej., hormona de crecimiento (GH). Acción endócrina más efectiva.

Control cronotrópico • Ritmicidad endógena/exógena de secreción (24 h, 12 meses). P. ej., GH, cortisol, melatonina.

Control circadiano (cronotrópico) pico de 24 hs de período secreción pulsátil

Control por retroalimentación

Control hormona-efector

• Glucosa - insulina