Fisiología Del Sistema Endocrino
Fisiología Del Sistema Endocrino
Fisiología Del Sistema Endocrino
Sistema endocrino
El sistema endocrino (SE) comprende el
conjunto de rganos y tejidos que forman hormonas. Glndula endocrina es todo rgano o tejido con cierta individualidad anatmica, que secreta una o varias hormonas. El trmino hormona proviene tambin del griego y significa excitar o estimular.
Hormonas
Las hormonas son sustancia orgnicas producidas por las glndulas y tejidos endocrinos
que, por lo general, pasan a la circulacin general y ejercen su accin en otros tejidos distantes del lugar de secrecin. Las hormonas son autnticos mensajeros qumicos. Hoy da sabemos que muchos otros tejidos no glandulares segregan hormonas; as, el tejido adiposo, el estmago, el intestino y el rin, entre otros, son capaces de segregar hormonas de forma ordenada.
Hormonas
Tejidos normales, no endocrinos, como el
son los dos mayores reguladores del flujo de informacin entre las diferentes clulas y tejidos del organismo. El trmino endocrino denota secrecin interna de sustancias biolgicamente activas. En contraste con exocrino, el cual denota secrecin hacia el exterior del cuerpo; Ej: glndulas salivales o conductos que desembocan en el tracto gastrointestinal.
clulas objetivo, los cuales expresan receptores especficos y regulan el funcionamiento tisular. Este sistema de secrecin interna de hormonas esta sujeto a mecanismos regulatorios complejos que gobiernan la actividad de los receptores y la sntesis, liberacin, transporte, metabolismo y entrada de las hormonas hacia el interior de las clulas.
Nerviosa
Endocrina
Las hormonas pasan a la sangre y llegan a las clulas Diana que se encuentran distantes
Sistema Nervioso e Inmune, y ejerce efectos determinantes en el desarrollo, crecimiento y metabolismo del organismo. Los receptores tienen dos funciones:
Reconocimiento
Activacin de la Seal.
membrana celular: Insulina, GH, PRL, Leptina, Catecolaminas. Intracelulares, que actan en el Ncleo: Esteroides, Hormonas Tiroideas.
DOS MECANISMOS GENERALES DE ACCION HORMONAL: LAS HORMONAS PEPTIDICAS Y LAS AMINADAS ACTAN MS RPIDAMENTE QUE LAS HORMONAS ESTEROIDEAS Y TIROIDEAS
Alostrico que altera la Conformacin del Receptor , lo cual promueve la transmisin de la informacin a nivel post receptor, regulando la funcin celular. Los Receptores son PROTEINAS GLICOPROTEINAS, de elevado peso molecular. Las H se unen de forma NOCOVALENTE con ALTA AFINIDAD con sus receptores.
Hormonas
Tambin se sabe que no todas las hormonas son transportadas a distancia, que algunas son
segregadas para regular las clulas vecinas (secrecin paracrina), e incluso sobre las propias clulas o tejido productor (autocrina), sobre glndulas exocrinas (exocrina), o sobre organismos ajenos, a travs del medio ambiente y las feromonas (ferocrina). Un ejemplo de paracrina es la accin de la insulina secretada por las clulas de los islotes sobre la secrecin de glucagn de las clulas del propio islote, y viceversa.
Rc expresados en clulas que se encuentran cercanas al lugar de la liberacin. Cuando las H actan en cls vecinas no productoras de hormonas, la accin se denomina PARACRINO. Ej: Acciones de los esteroides en el ovario, Angiotensina II en riones y el Factor de Crecimiento Derivado de las Plaquetas (FCDP PDGF) en la pared vascular.
Paracrina
membrana celular e interacta con el Rc de la clula yuxtapuesta. Ej: Factores de Crecimiento Hematopoytico. Regulacin YUXTACRINA. Cuando la H es liberada y acta sobre Rc localizados en la misma clula, la accin se refiere como AUTOCRINA. Ej: Promocin del Crecimiento No controlado de Clulas Cancerosas.
Autocrina
clula que las produce, sin liberarse al exterior se denominan INTRACRINO. Ej: La insulina puede inhibir su propia liberacin de las clulas beta pancreticas y la Somatostatina puede inhibir su propia liberacin de las clulas D pancreticas.
Hormonas
Una muestra de autocrina es la autoestimulacin de las clulas neoplsicas por sus propios
factores de crecimiento, o la autoconversin de levotiroxina en triyodotironina en las clulas trirotrofas. Ejemplo de exocrina es la accin de la somatostatina de los islotes sobre los acinos glandulares pancreticos. Las feromonas abundan y tienen gran importancia en el mundo de las aves y diversos mamferos, tambin existen en el hombre aunque es menos cuanta.
Hormona - Receptor
Tras su secrecin y su ulterior circulacin las
hormonas tienen que unirse selectivamente a sus receptores localizados en las clulas diana. Estos receptores son protenas de membrana para las hormonas peptdicas o nucleares para las esteroideas. Lo que hace especfico el mensaje es el hecho de que la clula que lo reciba tenga los receptores adecuados. Esto hace que una membrana celular dada responda exclusivamente al mensaje para el cual ha sido diseada con su dotacin de receptores e indica tambin que, una vez emitido el mensaje, la localizacin de la glndula secretora es indiferente.
Hormona - Receptor
La unin de la hormona al receptor debe ser
altamente especfica y de gran afinidad para mantener la eficacia del sistema. Tras la unin de la hormona al receptor, este experimenta un cambio conformacional y activa una cadena de seales intracelulares (hormonas proteicas) o el genoma (hormonas esteroideas) para desencadenar la accin biolgica.
Hormona - Receptor
Para que tenga lugar una accin hormonal se deben mantener en correcto funcionamiento 4
pasos: A) La secrecin de la hormona. B) Su circulacin sin alteracin estructural y sin aclaramiento. C) Su unin al receptor especfico molecularmente intacto. D) El estado intacto del sistema de sealamiento intracelular o de activacin genmica.
contrario si con excesivas. Este mecanismo recibe el nombre de feedback negativo o retroalimentacin negativa. Cuando la glndula en consideracin segrega una hormona que libera a su vez otra hormona distinta en un tejido perifrico, esta hormona final es la encargada de la regulacin mediante el mecanismo de retroalimentacin.
SISTEMA DE RETROALIMENTACION
Biosntesis hormonal
Todas las H estn reguladas genticamente.
Las H polipeptdicas se forman a partir de precursores de peso molecular (Pm) mayor, con un nmero ms elevado de aa, que son transformados por enzimas en otras molculas de menos Pm, hasta llegar al tamao de la propia hormona, as suele formarse una pre-prohormona que se transforma en prohormona y luego esta en la hormona activa.
Biosntesis hormonal
Pre prohormona
prohormona
Hormona activa
Biosntesis hormonal
En el curso de esas particiones se forman fragmentos
polipeptdicos que a veces tienen consideracin hormonal, por lo general un gen codifica el proceso de biosntesis del polipptido de Pm mayor, pero luego el control enzimtico posterior corre a cargo de genes diferentes; de ah que la especificidad celular sea compleja al contener una serie de genes que deben actuar coordinadamente. A veces un gen puede dar origen a varias hormonas a partir de un precursor comn, como la proopiomelanocortina, de la que se generan la ACTH, la hormona estimuladora de melanocitos (MSH), la lipocortina y las endorfinas.
Biosntesis hormonal
Las hormonas esteroideas poseen el ncleo
del colestano con 27 carbonos (C-27) como el colesterol, a partir del cual, por la accin de diversas enzimas se van sintetizando todas las hormonas esteroideas de 21, 19 y 18 carbonos con sus grupos qumicos especficos. En estos casos la gentica controla a travs de diferentes genes especficos las enzimas que intervienen en esa cascada de sntesis esteroidea.
forma continua y uniforme, sino pulstil, con periodos de secrecin (pulsos) y otros de reposo. En los pulsos se distinguen un pico, un nadir, una amplitud y una frecuencia. Las caractersticas de los pulsos pueden variar a lo largo del da, o en diversas circunstancias fisiolgicas o patolgicas.
FRECUENCIA PICO
AMPLITUD
NADIR
MINUTOS
rango de estos ritmos van de minutos a meses. Son importantes para la funcin endocrina normal. Los cambios en los ritmos endocrinos son el mayor factor en los problemas asociados con el Jet Lag. Estos ritmos frecuentemente estan ausentes en estados de enfermedad.
120 minutos) frecuentemente estan superpuestas en esos ciclos circadianos, y estos ritmos pulstiles tienen una significancia funcional. Los ritmos con una periocidad de menos de 24 horas son denominados RITMOS ULTRADIANOS.
liposolubles, necesitan protenas transportadores que faciliten su circulacin en el medio acuoso que es el plasma sanguneo. Algunas H peptdicas utilizan protenas transportadores; la GH se une a la protena transportadora de GH, que precisamente coincide con el dominio extracelular de su receptor.
el cortisol transportado por la globulina transportadora de cortisol (CBG o cortisol binding globuline) o las hormonas sexuales testosterona y estradiol (E2) cuya protena transportadora es comn y se denomina globulina transportadora de H sexuales (SHBG); las H tiroideas poseen varias protenas transportadores, la ms tpica es la globulina transportadora de tiroxina (TBG).
renal de forma que para actuar en las clulas o tejidos diana hace falta que vuelvan a quedar libres, para poder unirse a los receptores de membrana (H polipeptdicas) del citosol o del ncleo (H esteroideas). Generalmente una pequea fraccin hormonal (2-5%) circula libre y aumenta en circunstancias patolgicas de hiperproduccin; esa fraccin libre es la autntica hormona funcionalmente activa y existe un equilibrio fisiolgico entre la faccin libre y la ligada.
Estas protenas transportadores son sintetizadas en el hgado
y pueden ser influenciadas positiva o negativamente por factores nutricionales y especialmente por medicamentos.
Prehormonas y Prohormonas
Algunas H, especialmente las esteroideas y las amnicas no solo actan como tales sino que
tambin pueden transformarse en otras con actividad hormonal diferente. Las primeras son prehormonas de las segundas. As sucede con la testosterona y la dihidrotestosterona (DHT), la levotiroxina (T4) y la triyodotironina (T3), la dehidroepiandrosterona (DHEA) y la estrona, etc. Esto es distinto de los precursores de mayor Pm que mencionamos en la biosntesis de las hormonas poliperptdicas.
Almacenamiento hormonal
La mayora de las H son sintetizadas y secretadas segn la
demanda de cada momento. Pocas glndulas poseen reserva hormonal como para no necesitar aumentar la produccin ante una necesidad. Una excepcin es el tiroides, en cuyos folculos tiroideos puede almacenarse T4 como para afrontar las necesidades del organismo durante 2 semanas. Tambin la ADH se almacena en la neurohipofisis y la DHEA suprarrenal puede almacenarse como forma sulfato (DHEAS), aunque no sea un almacenamiento extenso, pero sirven incluso de prehormonas, al ser liberadas segn las necesidades del momento. Lo general es una reserva muy limitada o casi nula. As en el testculo se dispone de unos 25 microgr de testosterona que equivale solamente al 0,3-0,5% de su produccin diaria.
Dinmica hormonal
Una determinada glndula endocrina produce y segrega
una o varias H que circulan por la sangre antes de ejercer sus acciones en los tejidos diana, mientras que en otros tejidos se metabolizan a productos inactivos, que son catabolizados y en ocasiones eliminados por la orina.
El conjunto de secrecin diaria de una H se denomina tasa
de secrecin (Secretion Rate o SR) y en la mayora de los casos coincide con la tasa de produccin (Production Rate o PR). Sin embargo, cuando una H es sintetizada en varias glndulas o tejidos la PR ser la suma de varias SR. As mientras coinciden para el C (CRS = CPR), es diferente para testosterona en la mujer, cuya produccin diaria ser la suma de las SR de adrenales, ovarios y tejidos perifricos.
Dinmica hormonal
La vida media de una H viene dada por el
tiempo en que su concentracin baja a la mitad; se estudia inyectndola en vena y marcndola con un isotopo para su medicin. Ser ms corta cuanto ms rpidamente sea metabolizada, y ms prolongada si su metabolismo es lento, lo que la relaciona con su tasa de aclaramiento metablico.
Dinmica hormonal
En la accin biolgica de las H intervienen 3
conjuntos de factores: 1) La sntesis y secrecin de la H en sus clulas productoras y el conjunto de su produccin (SR o PR). 2) El metabolismo hormonal: transporte, vida media, aclaramiento, catabolismo e influencias de otros factores. 3) La respuesta de las clulas sensibles o tejidos diana con sus receptores especficos, su transporte intracelular o intranuclear y la respuesta de la maquinaria celular especializada en unas funciones determinadas.
como:
ESTEROIDES, PROTEINAS (incluye Glicoprotenas) /PEPTIDOS ,
AMINAS; o, LIPIDOS .
Testculos y Placenta. Incluyen Metabolitos Activos de la Vit D. Derivados del Colesterol y tienen el Anillo Ciclopentano perhidrofenantreno (o su derivado) como ncleo. Son Liposolubles y atraviesan las membranas celulares con relativa facilidad. Tienen Rc Intracelulares.
solubles en sangre y requieren ser transportadas unidas a protenas. Almacen glandular de esteroides es mnimo debido a que difunden rpidamente fuera de las clulas. Son absorbidos rpidamente en el tracto GI, por lo que pueden ser administrados oralmente.
secretadas fuera de la clula, son sintetizados y procesados diferentemente que las protenas destinadas a permanecer dentro de la clula. Sintetizadas en los Polirribosomas como extensas Preprohormonas o Prehormonas. Los peptidos nacientes tienen en su N-terminal un gpo de 15 a 30 aa denominados Pptido de seal.
unidos a membrana y liberados por EXOCITOSIS (la cual requiere energa, Ca2+ y un citoesqueleto intacto). Son Hidrosolubles, con la EXCEPCION de las IGFs (Factores de crecimiento similares a la insulina) y la GH, las cuales circulan en el plasma predominantemente en una FORMA LIBRE y tienden a tener una V1/2 corta. Muchas de estas protenas son pequeas y pueden aparecer en orina en una forma activa (Ej la FSH y LH estn presentes en orina; las pruebas de embarazo utilizando orina, se basan en la presencia de la Gonadotropina Corinica Humana placentaria)
Deben ser administrados Va Parenteral (inyectable); o en el caso de pptidos pequeos, a travs de membranas mucosas (SL Intranasal). Debido a que no cruzan las membranas celulares con rapidez, tienden a interactuar con Rc de membrana.
ambos derivados de la TIROSINA. Las HT atraviezan la membrana celular por Difusin y por Sistemas de transporte. Almacenados extracelularmente en la Tiroides como parte integral de la Glicoprotena llamada Tiroglobulina. Son poco solubles y son transportadas en plasma (>99%) unida a protenas sricas.
TRIIODOTIRONINA (T3) 24 horas. Atraviesan rpidamente la membrana celular y sus Rc son intracelulares. Pueden ser administrados VO. Las CATECOLAMINAS no atraviezan rpidamente las memb celulares y producen sus acciones a travs de Rc de membrana. Son solubles en plasma y circulan libres o escasamente unida a la Albmina. V1/2 Corta. Almacenadas intracelularmente en grnulos secretores.
formados por AG Poliinsaturados con 18, 20 y 22 carbonos. El cido araquidnico es el precursor ms importante de este gpo de compuestos. Este gpo incluye: Prostaglandinas, Leucotrienos, Tromboxanos y Prostaciclina. No son consideradas hormonas de una forma tpica y tradicional. Sintetizadas a travs de todo el cuerpo y su accin primaria es Autocrina o Paracrina. Las H usualmente regulan su sntesis. La mayor parte acta sobre Rc de Superficie.
1. 2. 3. 4.
1.
ESPECIFICIDAD
2.
AMPLIFICACION
CASCADA DE LA ADRENALINA
Adrenalina: Desencadena una serie de reacciones en hepatocitos en las que los catalizadores activan catalizadores una gran amplificacin de la seal. La unin de un pequeo numero de molculas de adrenalina a los receptores especficos adrenrgicos en la superficie celular activa la adenil ciclasa.
CASCADA DE LA ADRENALINA
Para ilustrar la amplificacin, se muestra 20 molculas de AMPc producidas por cada molcula de adenil ciclasa, las 20 molculas de AMPc que activan 10 molculas de PKA, cada molcula de PKA que activa 10 molculas de la siguiente enzima (un total de 100), y as sucesivamente.
3.
DESENSIBILIZACION/ADAPTACION
4.
INTEGRACION
hecho de que las seales endocrinas son liberadas sistmicamente, mientras que el SN est directamente conectado directamente a los tejidos. (Ej placa neuromuscular). Las H estn ampliamente distribudas y su dependencia del Rc distingue la hormona de otras molculas, generando rptas en clulas especficas.
los cuerpos neuronales y viaja a travs del axon, donde es almacenado en vesculas sinpticas, liberadas a travs de la despolarizacin, y se unen a receptores especficos de la neurona postsinptica. La especificidad de la rpta es dependiente de la liberacin local de molculas.
Las acciones de los NT involucran interacciones LIGANDO-RECEPTOR que asemejan aquellas del SE. La misma molcula puede actuar como NT y H. Las catecolaminas son NT cuando son liberadas por las terminaciones nerviosas y son H cuando son liberadas por la Mdula adrenal. Asimismo,
utilizan los mismos tipos de Rc adrenrgicos y las mismas vas de seales intracelulares postreceptor en el SNC y Tejido perifrico.
hipotlamo, pero tiene diversas acciones NT en el SNC. La Dopamina, CRH, Somatostatina, GnRH, VIP, Gastrina, Secretina, Colecistoquinina y Esteroides (Neuroesteroides) y sus Receptores son tambin encontrados en varias partes del SNC.
y el SN. Por ejemplo, el hipotlamo contiene neuronas especializadas que secretan hormonas dentro de la circulacin.
Neuroendocrina
requieren en pequeas cantidades en la dieta. Son utilizadas por el cuerpo como cofactores y reguladores de la funcin celular. Aunque esta definicin es aceptable, el cuerpo produce molculas que han sido descritas como vitaminas y vitaminas que tienen acciones que recuerdan a las H.
luz solar, y su suplemento es requerida slo si hay una inadecuada exposicin solar. Las V tambin pueden actuar por mecanismos que recuerdan las H. Por ejemplo, la Vit D y los Retinoides (Acido retinoico, 9-cis-acido retinoico y otros) actan a travs de receptores nucleares de la misma familia de la de los Esteroides y Horm Tiroideas.
que codifican hormonas, receptores de hormonas, y factores post receptor. Tipicamente, el O codifica una versin mutada de su contraparte celular normal que no esta sujeta a las controles regulatorios usuales. As, el v-erbA no se une a la hormona tiroidea y acta constitutivamente como un represor transcripcional.
reconocimiento de un Ag y los mecanismos que inhiben el reconocimiento de Auto Ag involucran interacciones ligando-Rc similares a aquellas utilizadas por las H. Las cls inmunocompetentes liberan pptidos de seal que asemejan H y sus acciones. Estos incluyen Citoquinas (IL, IF, FNT y Activador del Plasmingeno) que se unen a Rc de las cls blanco y estimulan el crecimiento, median citotoxicidad o suprimen la produccin de Ac por las cls B, y Linfoquinas que atraen macrfagos y neutrfilos al rea de infeccin.
que son consideradas tradicionalmente como H (ACTH,PRL,GnRH), cuyo rol no esta an bien establecido. Existe una extensa interrelacin entre el SE e inmune. Las sustancias liberadas por las cls inmunes pueden afectar la funcin del SE. Por ej, el FNT puede influir en la liberacin y metabolismo de las H tiroideas. Asimismo, las H regulan las acciones del sistema inmune.
Los desrdenes inducidos por auto inmunidad de las glndulas endocrinas, comprende la mayor patologa en la prctica clnica en endocrinologa. Estos incluyen la Destruccin autoinmune de Glndulas (la DM tipo1 y el Addison autoinmune) y la Estimulacin autoinmune (Hipertiroidismo).
Los Eicosanoides (E) : incluyen prostaglandinas, prostaciclinas, leucotrienos y tromboxanos; son derivados de los AG Poliinsaturados con esqueletos de 18, 20 o 22 carbonos. El cido araquidnico es el ms abundante precursor E en humanos.
Los E son producidas por muchas clulas, depuradas rpidamente de la circulacin y se piensa que actan de una forma paracrina o autocrina. Tienen mecanismpos de accin similar a las H y actan a travs de receptores de superficie y nucleares.
regulan la liberacin y accin de H. Por ejemplo, la PGE inhibe la liberacin de la GH y de la PRL de la hipfisis. La sntesis de E es tambin frecuentemente estimulada por H y en estas instancias los E actan como mediadores post receptor de la accin hormonal.
crecimiento epidermal), Pptido Natriurtico Atrial (ANP) y Factor Transformante del Crecimiento Beta (TGF Beta). Contienen una superficie amino terminal expuesta al dominio de union al ligando, un dom simple transmembrana y un dom cataltico carboxiterminal. En los Fact de Crecim la unin del ligando resulta en dimerizacin, activacin de la tirosina kinasa y autofosforilacin. Estos eventos inician el reclutamiento de fact adicionales que activan la cascada del segundo mensajero como la Va de la Fosforilacin MAP quinasa y la activacin del Sist de la pI3 quinasa-proteinquinasa B-Akt. Los Rc ANP son monmeros con ligandos que regulan la actividad Guanilil Ciclasa, el cual genera el segundo mensajero cGMP. El Rc TGFB forma heterodmeros con la unin del ligando y contiene ligandos dependientes de actividad serina-treonina quinasa.
molculas. Actan como Factores de transcripcin, unindose a los Elementos de Respuesta Hormonal en el Promotor y as regular la transcripcin.
unin a la H; cambia la conformacin del Dominio de unin al ADN e incrementa su afinidad) 2. Dominio de Unin al ADN (contiene dos dedos de Zinc). 3. Porcin N-Terminal.
de hormonas trficas para la adenohipofisis transmitidas a travs del sistema porta. Por el contrario , la neurohipofisis, que deriva embriolgicamente del tejido cerebral, como el hipotlamo, recibe las terminaciones nerviosas de las neuronas de los ncleos supra ptico y paraventricular y almacena sus productos vasopresina y oxitocina.
cerebro, esta delimitado en la parte anterior por el quiasma ptico, lateralmente por los surcos del lbulo temporal, posteriormente por los cuerpos mamilares, dorsalmente por el tlamo y el surco hipotalmico, su parte inferior forma el tuber cinereum, cuya parte central se conoce como eminencia media que se continua con el tallo pituitario y la adenohipfisis.
serie de H que ejercen sus acciones perifricas de manera difusa sobre varios tejidos o focalmente sobre otra glndula. El resultado de la accin hormonal hipofisaria puede ser la gnesis de una accin biolgica, la liberacin de una nueva H, que a su vez originar una accin biolgica, o ambas cosas.
retroalimentacin negativa, inhibiendo la liberacin hipofisaria de la H que inici el proceso. Las neurohormonas hipotalmicas o releasing hormones, tienen como misin eliminar la estabilidad del sistema descrito, o sea, provocar una descarga hormonal o una inhibicin de la misma ante una tarea especfica del SNC, como generar un ritmo o modificar la tasa de secrecin al cambiar la etapa vital del individuo.
adenohipfisis a travs de los vasos portahipofisarios, tienen accin trfica sobre las clulas hipofisarias, sitan el nivel de operacin o de equilibrio (set point) del sistema y son reguladas por la H o por la accin biolgica perifrica, que enva informacin comparativa al hipotlamo y a los centros superiores