FISIOLOGIAENDOCRINA

(1)

Principios Generales de

Endocrinología

Instituto Nacional de Ciencias Médicas y

Instituto Nacional de Ciencias Médicas y NutriciónNutrición “Salvador “Salvador Zubirán”

Zubirán”

Departamento de Endocrinología y Metabolismo

Departamento de Endocrinología y Metabolismo _INCMNSZ_INCMNSZ

(2)

Objetivos

1. Contrastar los conceptos de endocrino, paracrino, autocrino, 1. Contrastar los conceptos de endocrino, paracrino, autocrino,

intracrino. intracrino.

2. Definir el termino de hormona, célula blanco y receptor. 2. Definir el termino de hormona, célula blanco y receptor.

3. Entender las diferencias principales en los mecanismos de acción 3. Entender las diferencias principales en los mecanismos de acción

de los péptidos, esteroides y hormonas tiroideas. de los péptidos, esteroides y hormonas tiroideas.

4. Comparar y contrastar las acciones de las hormonas ejercidas por 4. Comparar y contrastar las acciones de las hormonas ejercidas por

los receptores de membrana plasmática con aquellos mediados los receptores de membrana plasmática con aquellos mediados por receptores intracelulares.

por receptores intracelulares.

5. Entender el papel de las proteínas fijadoras de hormonas. 5. Entender el papel de las proteínas fijadoras de hormonas. 6. Entender los mecanismos de retroalimentación negativa. 6. Entender los mecanismos de retroalimentación negativa.

7. Explicar los efectos de secreción, degradación y excreción en las 7. Explicar los efectos de secreción, degradación y excreción en las

concentraciones plasmáticas de hormonas. concentraciones plasmáticas de hormonas.

(3)

Introducción

Función del sistema endocrino Función del sistema endocrino

Coordinar e integrar la actividad celular Coordinar e integrar la actividad celular

Regulación de la función orgánica Regulación de la función orgánica

Mantener la

Mantener la homeostasishomeostasis

Ambiente interno constante o en Ambiente interno constante o en equilibrio

equilibrio

Crucial para la adecuada función celular Crucial para la adecuada función celular

De lo contrario, se presentan las De lo contrario, se presentan las enfermedades

enfermedades

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El Sistema Endocrino

Funciones fisiológicas y sus componentes

Funciones fisiológicas y sus componentes 1. Regulación del sodio y balance de agua

1. Regulación del sodio y balance de agua

- Control del volumen sanguíneo y presión arterial

2. Regulación del calcio y fósforo

3. Regulación del balance de energía.

4. Aporte del combustible para las demandas metabólicas celulares.

5. Respuesta al estrés.

6. Reproducción, desarrollo, crecimiento y envejecimiento.

(5)

El Sistema Endocrino

Descripción clásica

1. El mensajero químico u

1. El mensajero químico u hormona hormona producido por un órgano es producido por un órgano es liberado

liberado

2. Actúa en un órgano a distancia.

Descripción actual

1. Red de múltiples órganos que liberan hormonas, desde péptidos

muy pequeños hasta glicoproteínas.

2. El efecto lo ejercen en regiones vecinas o en órganos a distancia.

3. Está coordinado con el sistema nervioso central y periférico, así

como con el sistema inmune.

4. Esto ha llevado a los términos de “Neuroendocrinología” e

“Inmunidad Neuroendocrina”, describiendo su interacción.

(6)

El Sistema Endocrino

Tres componentes básicos Tres componentes básicos

1. Glándulas endocrinas 1. Glándulas endocrinas

2. Hormonas 2. Hormonas

3. Órgano blanco 3. Órgano blanco

(7)

El Sistema Endocrino

INCMNSZ INCMNSZ

EL SISTEMA ENDOCRINO EL SISTEMA ENDOCRINO

Órganos endocrinos Órganos endocrinos

localizados en el organismo. localizados en el organismo. Su función esta controlada Su función esta controlada por hormonas liberadas a la por hormonas liberadas a la

circulación o producidas circulación o producidas localmente. La producción localmente. La producción hormonal está controlada hormonal está controlada

por el por el

(8)

Hormonas

Tres grupos principales de hormonas Tres grupos principales de hormonas

1. Hormonas

1. Hormonas peptídicaspeptídicas o proteínas o proteínas

2. Hormonas

2. Hormonas esteroideasesteroideas

3. Hormonas derivadas de aminoácidos (

3. Hormonas derivadas de aminoácidos (aminasaminas))

(9)

Hormonas

Tres grupos principales de hormonas Tres grupos principales de hormonas

1. La estructura de la hormona dicta la localización del receptor 1. La estructura de la hormona dicta la localización del receptor

a) Péptidos y aminas en superficie celular a) Péptidos y aminas en superficie celular

b) Esteroides, receptores intracelulares b) Esteroides, receptores intracelulares

2. La estructura de la hormona dicta la vida media 2. La estructura de la hormona dicta la vida media

a) Aminas, la más corta (2-3 minutos) a) Aminas, la más corta (2-3 minutos)

b) Polipéptidos, 4 a 40 minutos b) Polipéptidos, 4 a 40 minutos

c) Esteroides y proteínas, 4-170 minutos, c) Esteroides y proteínas, 4-170 minutos,

d) Hormonas tiroideas, 1 a 7 días d) Hormonas tiroideas, 1 a 7 días

(10)

Hormonas

Hormonas peptídicas o proteínas Hormonas peptídicas o proteínas

1. La mayoría de las hormonas son peptídicas.

2. Moléculas de 3 a 200 aminoácidos,

3. Sintetizadas como

Pre-pro-hormonas

Pre-pro-hormonas, con procesamiento a , con procesamiento a

Pro-hormonas

Pro-hormonas y finalmente a y finalmente a

Hormonas

4. Almacenadas en vesículas para su exocitosis.

(11)

Hormonas

INCMNSZ INCMNSZ SINTESIS HORMONAS SINTESIS HORMONAS PEPTÍDICAS PEPTÍDICAS

Las hormonas peptídicas son Las hormonas peptídicas son

sintetizadas como

sintetizadas como pre-pro- pre-pro-hormonas

hormonas en los en los

ribosomas

ribosomas y procesadas a y procesadas a

pro-hormonas

pro-hormonas en el en el

retículo endoplásmico

retículo endoplásmico. En . En el

el aparato de Golgiaparato de Golgi, la , la

hormona

hormona o pro-hormona es o pro-hormona es empacada en vesículas empacada en vesículas secretoras, las cuales, son secretoras, las cuales, son liberadas desde la célula en liberadas desde la célula en

respuesta a la entrada respuesta a la entrada

calcio

calcio. El calcio es . El calcio es

indispensable para el anclaje indispensable para el anclaje

de las vesículas a la de las vesículas a la

(12)

Hormonas

EJEMPLO DE SINTESIS EJEMPLO DE SINTESIS

HORMONAL HORMONAL

La proinsulina puede La proinsulina puede considerarse como la considerarse como la pro-hormona y la insulina como hormona y la insulina como la hormona. Después de un la hormona. Después de un procesamiento enzimático, procesamiento enzimático,

la proinsulina pierde la la proinsulina pierde la cadena de aminoácidos cadena de aminoácidos denominada péptido C para denominada péptido C para

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Hormonas

Hormonas peptídicas o proteínas

1. Ejemplos de hormonas peptídicas:

- Insulina, Glucagon

- Corticotropina (ACTH)

2. Un subgrupo son las proteínas unidas a un grupo de

carbohidratos, llamadas,

carbohidratos, llamadas, glicoproteínasglicoproteínas. Ejemplos de . Ejemplos de glicoproteínas son:

glicoproteínas son:

- Gonadotropinas (Luteinizante -LH- y Folículo-estimulante -FSH-)

- Hormona estimulante de tiroides (TSH)

3. El carbohidrato es fundamental para determinar la

3. El carbohidrato es fundamental para determinar la actividad actividad biológica

biológica y la destrucción de la hormona (y la destrucción de la hormona (vida mediavida media).).

(14)

Hormonas

Hormonas esteroideas Hormonas esteroideas

1. Derivadas del colesterol. 1. Derivadas del colesterol.

2. Síntesis en la corteza adrenal, gónadas y placenta. 2. Síntesis en la corteza adrenal, gónadas y placenta.

3. La vitamina D y sus metabolitos son consideradas hormonas 3. La vitamina D y sus metabolitos son consideradas hormonas

esteroideas. esteroideas.

4. Se revisarán por separado. 4. Se revisarán por separado.

(15)

Hormonas

Hormonas derivadas de aminoácidos Hormonas derivadas de aminoácidos

1. Sintetizadas desde

1. Sintetizadas desde tirosinatirosina, son las catecolaminas, , son las catecolaminas,

norepinefrina, epinefrina, dopamina y hormonas tiroideas. norepinefrina, epinefrina, dopamina y hormonas tiroideas.

2. Se revisarán por separado. 2. Se revisarán por separado.

(16)

Mecanismo de acción

Efectos de las hormonas Efectos de las hormonas

1. Dependiendo del sitio donde la hormona es liberada y hacia 1. Dependiendo del sitio donde la hormona es liberada y hacia

donde ejerce su efecto biológico. donde ejerce su efecto biológico.

2. Se clasifican en efecto 2. Se clasifican en efecto

Endocrino

Paracrino

Autocrino

Intracrino

(17)

Mecanismo de acción

MECANISMO DE ACCIÓN MECANISMO DE ACCIÓN

DE LAS HORMONAS DE LAS HORMONAS

Las hormonas que entran a Las hormonas que entran a la circulación y se unen en la circulación y se unen en

un receptor en la célula un receptor en la célula

blanco a distancia es blanco a distancia es

endocrino

endocrino. Las hormonas . Las hormonas que se unen en células que se unen en células cercanas a la célula que las cercanas a la célula que las

liberó, ejercen un efecto liberó, ejercen un efecto

paracrino

paracrino. Las hormonas . Las hormonas que ejercen su efecto en que ejercen su efecto en receptores de la misma receptores de la misma

célula que las liberó, célula que las liberó, producen un efecto producen un efecto

autocrino

autocrino. Cuando la . Cuando la hormona actúa intracelular hormona actúa intracelular en la misma célula que la en la misma célula que la

sintetizó, se denomina sintetizó, se denomina

intracrino

(18)

Transporte hormonal

Transporte de las hormonas en la circulación Transporte de las hormonas en la circulación

1. Las hormonas en la circulación pueden circular

1. Las hormonas en la circulación pueden circular libres o unidaslibres o unidas

a las proteínas transportadoras.

2. Utilidad de viajar unidas a proteínas:

- Aumenta la

- Aumenta la vida mediavida media -

- Regula la Regula la actividadactividad de la hormona al determinar que cantidad de la hormona al determinar que cantidad de

de hormona es la fracción libre que se unirá al receptor.hormona es la fracción libre que se unirá al receptor.

3. Muchas proteínas transportadoras son globulinas sintetizadas

en el hígado. Las enfermedades hepáticas afectan la acción

hormonal.

(19)

Depuración hormonal

Eliminar las hormonas de la circulación Eliminar las hormonas de la circulación

1.

1. Tasa de depuración metabólicaTasa de depuración metabólica. .

- Cantidad de hormona que se depuró del plasma por unidad de

tiempo.

2. Las hormonas se pueden

2. Las hormonas se pueden depurardepurar por dos mecanismos: por dos mecanismos: - Fase 1: hidroxilación u oxidación

- Fase 1: hidroxilación u oxidación

- Fase 2: Glucuronidación, sulfación, reducción con glutation.

3. Después se

3. Después se eliminaneliminan por el hígado o por el riñón. por el hígado o por el riñón. 4. También por

4. También por internalizacióninternalización del complejo hormona-receptor del complejo hormona-receptor seguido de degradación lisosomal.

seguido de degradación lisosomal.

5. Una pequeña fracción hormonal se elimina

5. Una pequeña fracción hormonal se elimina sin cambiosin cambio..

(20)

Depuración hormonal

TASA DE DEPURACIÓN TASA DE DEPURACIÓN

METABÓLICA (MCR) METABÓLICA (MCR)

MCR = La suma de la MCR = La suma de la eliminación hormonal del eliminación hormonal del

organismo. organismo.

Este proceso incluye Este proceso incluye

degradación (hepática, renal) degradación (hepática, renal) por los procesos enzimáticos por los procesos enzimáticos

señalados en la figura. señalados en la figura.

En algunas enfermedades, se En algunas enfermedades, se

miden las hormonas o sus miden las hormonas o sus metabolitos en la orina, para metabolitos en la orina, para

evaluar la función de un evaluar la función de un

órgano endocrino en órgano endocrino en

(21)

Efectos de las hormonas

Efectos de las hormonas en las células Efectos de las hormonas en las células

1.

1. Afinidad:Afinidad: determina la facilidad con la que se separa y se determina la facilidad con la que se separa y se une una hormona de su receptor.

une una hormona de su receptor.

2.

2. Especificidad:Especificidad: habilidad del receptor para distinguir el tipo habilidad del receptor para distinguir el tipo de hormona con la cual debe interaccionar.

de hormona con la cual debe interaccionar.

3. Las enfermedades endocrinas ocurren cuando: 3. Las enfermedades endocrinas ocurren cuando:

a) La hormona está elevada o baja, fuera de lo normal a) La hormona está elevada o baja, fuera de lo normal

b) Cuando el receptor: b) Cuando el receptor:

No esta presente No esta presente

Sí esta presente pero: Sí esta presente pero:

El número de receptores es menor o El número de receptores es menor o

Su función está alterada. Su función está alterada.

(22)

Efectos de las hormonas

1.

1. Agonista:Agonista: un agonista del receptor tiene un efecto similar al un agonista del receptor tiene un efecto similar al de la hormona al unirse a su receptor.

de la hormona al unirse a su receptor.

2.

2. Antagonista:Antagonista: un antagonista bloquea el efecto de la un antagonista bloquea el efecto de la hormona en el receptor.

hormona en el receptor.

(23)

Receptores hormonales

Efectos de las hormonas en sus receptores Efectos de las hormonas en sus receptores

1.

1. Receptores de membrana:Receptores de membrana: localizados en la membrana localizados en la membrana celular del órgano blanco de la hormona.

celular del órgano blanco de la hormona. a) Ligados a canales iónicos

a) Ligados a canales iónicos

b) Reguladores de la actividad de proteínas intracelulares b) Reguladores de la actividad de proteínas intracelulares

- Receptores acoplados a proteínas G - Receptores acoplados a proteínas G - Receptores tirosina kinasa

- Receptores tirosina kinasa c) Receptores ligados a kinasas

c) Receptores ligados a kinasas - Hormona de crecimiento - Hormona de crecimiento

(24)

Receptores hormonales

1.

1. Receptores intracelulares:Receptores intracelulares: superfamilia de receptores superfamilia de receptores esteroideos.

esteroideos.

- Son receptores nucleares. - Son receptores nucleares.

- Regulan la trascripción genética, - Regulan la trascripción genética, - Regulan la síntesis de proteínas, - Regulan la síntesis de proteínas,

- Ejemplos: - Ejemplos:

a)

a) Hormonas tiroideasHormonas tiroideas, , b)

b) Vitamina DVitamina D, , c)

c) EsteroidesEsteroides..

(25)

Receptores Nucleares

INCMNSZ INCMNSZ RECEPTORES RECEPTORES INTRACELULARES INTRACELULARES

Existen dos tipos de Existen dos tipos de receptores intracelulares. receptores intracelulares. 1. 1.

Los receptores no ocupados Los receptores no ocupados

de hormonas tiroideas de hormonas tiroideas reprimen la transcripción del reprimen la transcripción del

DNA. Al unirse la hormona DNA. Al unirse la hormona tiroidea inicia la transcripción tiroidea inicia la transcripción del gen. Por ello, el receptor del gen. Por ello, el receptor

hormonas tiroideas actúa hormonas tiroideas actúa

como un represor de la como un represor de la transcripción en ausencia de transcripción en ausencia de la hormona y la unión de la la hormona y la unión de la

misma lo convierte en un misma lo convierte en un activador que estimula la activador que estimula la

(26)

Receptores Nucleares

RECEPTORES RECEPTORES INTRACELULARES INTRACELULARES

2.

2. Los receptores de Los receptores de hormonas esteroideas, los hormonas esteroideas, los cuales, no se unen al DNA al cuales, no se unen al DNA al menos que esté presente la menos que esté presente la

hormona. El complejo hormona. El complejo esteroide-receptor activa la esteroide-receptor activa la

(27)

Regulación de los receptores

hormonales

Mecanismos de regulación de los receptores hormonales Mecanismos de regulación de los receptores hormonales

1.

1. Desensibilización:Desensibilización: la exposición prolongada a la hormona la exposición prolongada a la hormona disminuye la respuesta a esa hormona en las células.

disminuye la respuesta a esa hormona en las células.

-

- Mecanismo lentoMecanismo lento: :

- El receptor se puede introducir a las células para

- El receptor se puede introducir a las células para disminuir disminuir la respuesta (

la respuesta (EndocitosisEndocitosis))

- El receptor es destruido dentro de la célula.

- Ello produce “

- Ello produce “regulación a la bajaregulación a la baja” de los receptores” de los receptores -

- Mecanismo rápidoMecanismo rápido:: - Desfosforilación

- Desfosforilación

2.

2. Regulación a la altaRegulación a la alta: cuando la hormona es poca o efecto : cuando la hormona es poca o efecto inducido por otra hormona en células distintas a su órgano blanco

inducido por otra hormona en células distintas a su órgano blanco

(tiroides en corazón)

(28)

Control liberación hormonal

Mecanismos de regulación de la concentración hormonal Mecanismos de regulación de la concentración hormonal

1. Los niveles de las hormonas oscilan durante el día.

2. Ello se debe a la interacción con otros sistemas del organismo:

a) Hormonal

b) Neural

c) Nutricional

d) Medio ambiente

(29)

Control liberación hormonal

PATRÓN DE LIBERACIÓN PATRÓN DE LIBERACIÓN

1.

1. Las concentraciones Las concentraciones hormonales en plasma hormonales en plasma fluctúan durante el día. Las fluctúan durante el día. Las mediciones al azar no sirven, mediciones al azar no sirven,

no reflejan

no reflejan el estado el estado endocrino de ese individuo. endocrino de ese individuo.

PATRÓN DE LIBERACIÓN PATRÓN DE LIBERACIÓN

2.

2. Los niveles hormonales Los niveles hormonales cambian con insomnio, luz, cambian con insomnio, luz, estrés, enfermedad, función estrés, enfermedad, función

hepática y renal, patrón hepática y renal, patrón

(30)

Control liberación hormonal

CONTROL NEURAL CONTROL NEURAL

La control hormonal está bajo La control hormonal está bajo

estricta regulación del estricta regulación del sistema nervioso. Por ello se sistema nervioso. Por ello se

utiliza el término de utiliza el término de

“neuroendocrino”. El sistema “neuroendocrino”. El sistema

simpático y parasimpático simpático y parasimpático

utilizando acetilcolina y utilizando acetilcolina y

norepinefrina norepinefrina (post-ganglionares) o sólo ganglionares) o sólo

acetilcolina acetilcolina

(pre-ganglionares). El ejemplo ganglionares). El ejemplo típico es el de glándulas típico es el de glándulas

(31)

Control liberación hormonal

CONTROL HORMONAL CONTROL HORMONAL

1.

1. Regulación NegativaRegulación Negativa: : Figura Figura A.

A.

2.

2. Regulación Positiva:Regulación Positiva: Figura B.Figura B.

3.

3. Regulación por el producto:Regulación por el producto:

(32)

Control liberación hormonal

CONTROL HORMONAL CONTROL HORMONAL

1.

1. Regulación Regulación Negativa

(33)

Control liberación hormonal

Mecanismos de regulación de la concentración hormonal Mecanismos de regulación de la concentración hormonal

CONTROL NUTRICIONAL CONTROL NUTRICIONAL

1. Ejemplos son la ingesta de glucosa y liberación de insulina, o

2. El nivel de calcio y la regulación de PTH.

Pueden ser múltiples factores nutricionales lo que regulen la misma hormona:

La liberación de insulina es regulada también por aminoácidos

(34)

Conceptos clave

1.

1. Basándose en la química de las hormonas se clasifican en proteínas, Basándose en la química de las hormonas se clasifican en proteínas, derivados de aminoácidos y esteroides.

derivados de aminoácidos y esteroides.

2.

2. La disponibilidad de las hormonas y su efecto fisiológico depende de la La disponibilidad de las hormonas y su efecto fisiológico depende de la concentración de las proteínas transportadoras.

concentración de las proteínas transportadoras.

3.

3. Los efectos biológicos de las hormonas requieren su interacción con Los efectos biológicos de las hormonas requieren su interacción con receptores en los órganos blanco.

receptores en los órganos blanco.

4.

4. La liberación hormonal está bajo control hormonal, neural, y regulación del La liberación hormonal está bajo control hormonal, neural, y regulación del producto.

producto.

5.

5. Las hormonas controlan su propia liberación mediante mecanismos de Las hormonas controlan su propia liberación mediante mecanismos de retro-alimentación.

retro-alimentación.