2. Sistema endocrino - qwertyuiopasdfghjklñzxcvbnm PDF

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2.1 Integración Neuroendocrina El Sistema Endocrino recoge múltiples funciones como crecimiento, desarrollo, maduración, metabolismo, homeostasia, reproducción, envejecimiento y conducta. Como ya sabemos, los principales mecanismos químicos de regulación son la regulación nerviosa, a través de neurotransmisores; y la regulación endocrina, a través de hormonas.

Soporte físico Receptor Efecto

SISTEMA NERVIOSO

SISTEMA ENDOCRINO

neuronas

vasos sanguíneos

cerca del origen de liberación rápido y fugaz

lejos del origen de liberación lento y duradero

Las estructuras endocrinas están integradas por 2 tipos de células: o

Neurosecretoras: neuronas modificadas para la secreción de hormonas, pero que conservan la conexión con el SN. En estas llamamos órgano neurohemal al complejo formado por un terminal axónico y los capilares que lo rodean (donde se liberan las hormonas).

o

Endocrinas: no presentan conductos excretores pero sí una gran vascularización.

1

En los mamíferos, las diferentes glándulas endocrinas tienen diferentes orígenes.

GLÁNDULA Tiroides, Adenohipófisis Paratiroides Páncreas Gónadas, Corteza adrenal

ORÍGEN Epitelio bucal Epitelio faríngeo Epitelio intestinal Región genital

Médula adrenal, céls neurosecretoras hipotalámicas

Tejido nervioso

Hay órganos que aunque NO se consideran endocrinos pueden producir hormonas como son: o o o o

Tubo digestivo: hormonas gastrointestinales. Riñón: eritropoyetina, para la formación de eritrocitos. Corazón: péptido natriurético auricular. Timo: hormonas que regulan la producción y maduración de linfocitos T.

Según la naturaleza química las hormonas se pueden dividir en 2 grandes grupos: o

N. Hidrofílica: se transportan con facilidad por la sangre, pero presentan dificultad para atravesar las membranas celulares por lo que utilizan transportadores u otros mecanismos, interaccionando con receptores de membrana o mediando por segundos mensajeros intracelulaes (como Calcio, AMPc, prot G, fosfatidilinositol). Son aminas derivadas de amác como adrenalina o noradrenalina, y péptidos y proteínas, como la TRH, prolactina o insulina. Actúan fosforilando proteínas drectamente relacionadas con el efecto biológico, lo que puede tanto activarlas como inhibirlas.

o

N. Lipofílica: pueden atravesar con facilidad las membranas celulares, por lo que interaccionan directamente con receptores intracelulares, a menudo nucleares, regulando la transcripción de genes específicos y la síntesis de proteínas directamente relacionadas con el efecto biológico; sin embargo, se transportan difícilmente en sangre, por lo que necesitan ir unidas a transportadores (proteínas generalmente) que además las protegen de la filtración renal y degradación enzimática. Son esteroides como testosterona, estrógenos… y hormonas tiroideas (T3 y T4).

El SISTEMA HIPOTÁLAMO – HIPÓFISIS, descrito en el siguiente tema, presenta 2 tipos de céls neurosecretoras en el hipotálamo: o

Magnocelulares: presentan largos axones que se extienden desde los núcleos supraóptico (libera ADH) y paraventricular (libera oxitocina) hasta la neurohipófisis

o

Parvocelulares: estas tienen axones cortos que liberan hormonas de bajo PM a nivel del tronco que serán transportadas vía sanguínea portal hasta la adenohipófisis, donde se estimula o inhibe la liberación de hormonas adenohipofisarias. 2

En el caso del segundo tipo de células, las parvocelulares, la relación que establecen estas entre el hipotálamo y la adenohipófisis depende de una conexión vascular. Así, el hipotálamo recibe sangre de la circulación general (carótida)  dentro de este las céls neurosecretoras liberan las hormonas en los vasos del sistema portal hipotálamo–hipófisis  a continuación la sangre viaja a la adenohipófisis, donde las hormonas del hipotálamo inducirán la liberación de otras hormonas por parte de la adenohipófisis  estas segundas hormonas se liberan a la circulación general de nuevo. La neurohipofisis recibe aporte sanguíneo directo de la carótida.

La Adenohipofisis se divide en 3 partes: o o

Pars tuberalis: está en el tronco que une hipotálamo con adenohipófisis. Pars distalis y pars intermedia: liberan las hormonas indicadas en la tabla del tema siguiente

La Neurohipofisis se divide en 3 partes: o o o

Eminencia media: forma parte del tronco que une hipotálamo e hipófisis, conecta con el primero y el resto del encéfalo. Tallo infundbular: en el tronco, conecta hipotálamo con la pars nerviosa. Pars nerviosa: contiene los órganos neurohemales de las céls neuroendocrinas magnocelulares.

Cuando se recibe un estímulo sensorial este viaja al SNC, incluido el hipotálamo y se liberan hormonas hipotálamohipofisarias que modulan a su vez gran pate de la secreción hormonal endocrina.

Las hormonas neurohipofisarias son 7, y poseen una estructura común constituida por 9 amác formando un anillo y una cadena lateral, aunque se diferencian entre ellas por la diferencia de amác localizados en las posiciones 3, 4 y 8. En la especie humana las hormonas producidas son 2:

TIPO DE HORMONA

Por el órgano neurohemal pero se forma inactiva, unidas a una neurofifina

NOMBRE DE LA HORMONA

LÓBULO QUE LA SECRETA

DIANA

EFECTO

ADH (antidiurética)

Neurohipófisis

Riñones

Estimula reabsorción de agua (homeostasis hídrica)

Oxitocina

Neurohipófisis

Sist. reproductor femenino

Activación de contracciones en el parto, estimulación de la eyección láctea y en el cerebro, desarrollo del instinto maternal

3

REGULACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE LECHE Frente al estímulo que se recibe con la lactancia se activan tanto la vía adenohipofisaria como la neurohipofisaria que se coordinan para obtener las respuestas fisiológicas deseadas

REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN DE ADH La pérdida de agua incrementa la osmoralidad, activando los osmorreceptores hipotalámicos, que comunican con las neuronas magnocelulares del núcleo supraóptico

4

2.2 Adenohipófisis El SISTEMA HIPOTÁLAMO – HIPÓFISIS es un sistema que une la vía neural (hipotálamo) con la vía endocrina (hipófisis), es decir, relaciona los estímulos sensoriales con el funcionamiento de las glándulas endocrinas; está constituido pues por estructuras nerviosas y endocrinas que controlan todo el sistema endocrino de vertebrados, siendo este sistema hipotálamo – hipófisis la porción más compleja y dominante del sistema endocrino reguladora de múltiples funciones.

El hipotálamo tiene céls neurosecretoras que proporcionan hormonas necesarias para la regulación de la síntesis de hormonas por parte de la hipófisis  serían como hormonas reguladoras de otras hormonas. Está formado por 2 lóbulos: o o

Adenohipófisis: lóbulo anterior Neurohipófisis: lóbulo posterior

Ambos lóbulos del hipotálamo pueden liberar una gran cantidad y variedad de hormonas que actuarán de diferentes maneras según si son tróficas o efectoras.

TIPO DE HORMONA

HORMONAS TRÓPICAS

HORMONAS EFECTORAS

NOMBRE DE LA HORMONA

LÓBULO QUE LA SECRETA

DIANA

EFECTO

Producción de Aldosterona, Cortisol y Adrenalina

ACTH (adrenocorticotropa)

Adenohipófisis

Glándula renal

TSH (tirotropina)

Adenohipófisis

Tiroides

FSH / LH (gonadotropinas foliculoestimulante y luteinizante)

Adenohipófisis

Gónadas

GH (h. del crecimiento)

Adenohipófisis

Tejidos diversos (como el hueso)

Crecimiento y otros

(PRL) Prolactina

Adenohipófisis

Mamas

Producción de leche

MSH (estimulante de melanocitos)

Pars intermedia adenohipófisis

Céls epiteliales*

Regula la pigmentación de la piel*

LPH (lipotropina)

Adenohipófisis

Tejido adiposo

Movilización de lípidos

-

5

Producción de hormonas tiroideas y calcitonina

Producción de hormonas sexuales y gametos

La biosíntesis de estas hormonas adenohiposifarias se lleva a cabo a través de 3 vías: 1. Péptidos: POMC (ProOpioMelanoCortina), para la síntesis de ACTH, MSH y LPH. 2. Glucoproteinas: presentan una subunidad α similar a las 3 hormonas y na β con una unión covalente, para la síntesis de TSH, FSH y LH. 3. Proteinas globulares: para la síntesis de GH y PRL.

Los efectos fisiológicos de la ACTH están descritos en el Tema 2.5 El efecto fisiológico de la LPH es la estimulación de la lipólisis, esta hormona peptídica de 91 aminoácidos se libera en condiciones de estrés, siguiendo la misma vía que la síntesis de ACTH, y es degradada a endorfinas y encefalinas. Los efectos fisiológicos de la TSH son la síntesis y secreción de hormonas tiroideas T3 y T4 y otros efectos relacionados con la captación de yodo, esencial para la síntesis de las mismas. Esta hormona glucoproteica de 211 amác se libera en respuesta al frío tras la liberación de la TRH, que es su precursora. Un exceso de TSH provoca la hipertrofia de la tiroides o “bocio”. El efecto fisiológico de las gonodotropinas (FSH / LH) es el desarrollo de los órganos sexuales secundarios, actuando sobre las gónadas estimulan la producción de gametos y la síntesis y secreción de estrógenos y andrógenos. La FSH posee 210 amác, la LH 213 amác, y ambas se liberan a partir de la pubertad:

SEXO FEMENINO

SEXO MASCULINO

FSH: crecimiento de folículos ováricos y secreción de estrógenos por los mismos.

FSH: estimula la espermatogénesis.. LH: estimula la secreción de testosterona por as células de Leydig

LH: estimula la ovulación, desarrollo del cuerpo lúteo y secreción de progesterona y estrógenos por parte del mismo.

Los efectos fisiológicos de la PRL están relacionados con la reproducción y son la estimulación del desarrollo de la glándula mamaria y la síntesis de leche (esta última inhibida por estrógenos y progesterona en el embarazo), e inhibir la secreción de gonadotropinas. Esta hormona proteica de 199 amác en exceso provoca la ausencia de menstruación en la mujer y la impotencia e infertilidad en los hombres. Presenta:: o o o

Función inmunitaria: por la secreción de Ig con la leche materna Función osmorreguladora: ya que favorece la retención de sales y agua para el control del balance hídrico. Función sutil de crecimiento: por su similitud estructural con la GH, estimulando la producción de factores del crecimiento en el hígado.

Además tiene efectos comportamentales como la incubación o la coloración en el cortejo sexual.

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Los efectos fisiológicos de la GH o STH son favorecer el depósito de iones en el hueso y el anabolismo proteico; en el primer caso estimula la actividad de los osteoblastos (hueso) y condrocitos (cartílago) para el crecimiento del esqueleto, y en el segundo caso favorece el crecimiento de los tejidos. Tanto el exceso como la ausencia de esta hormona proteica de 191 amác provocan malformaciones. Esta hormona hiperglucemiante está a su vez regulada por… o o

Hormonas hipotalámicas estimuladoras: GHRH / SRH Hormonas hipotalámicas inhibidoras: GHIH / SIH

… y por factores metabólicos como la hipoglucemia, que estimula su liberación.

7

2.3 Tiroides y Paratiroides La glándula tiroides se desarrolla a partir del endodermo del tubo digestivo, es esponjosa y la forman un par de lóbulos a los lados de la tráquea unidos por tejido tiroideo. Las células tiroideas forman la unidad anatómica y funcional, los folículos tiroideos, donde se acumulan las hormonas sintetizadas y entre los cuales discurren los vasos y nervios parasimpaticos. Además, estos folículos están rodeados por células C sintetizadoras de calcitonina.

El yodo es IMPRESCINDIBLE en la formación de hormonas tiroideas; se adquiere a través de la dieta y se absorbe de + manera activa dependiente de Na en el intestino, pasa a yodo circulante en plasma en su forma inactiva (yoduro), entra en el folículo tiroideo, es oxidado por una peroxidasa, se activa y se incorpora a las tirosinas de la tiroglobulina (glucoproteína que es el principal componente de la secreción coloidal de las céls foliculares  tiroglobulina = 115 tirosinas) tirosina

R

Adición del 1r yodo en posición 3 monoyodotirosina

o o

Monoyodotirosina + Diyodotirosina = Triyodotirosina (T3) Diyodotirosina + Diyodotirosina = Tetrayodotirosina (T4)

Aunque nuestro organismo sintetiza más T4, la T3 es fisiológicamente más estable, por lo que la primera viaja unida a proteínas plasmáticas por la sangre hasta que ya en el órgano diana se convierte en T3. De esta manera la tiroglobulina actúa como depósito de hormonas tiroideas. En cuanto a efectos fisiológicos, estas hormonas promueven el consumo de O2 y la producción de calor al ser activadas por estimulación simpática y frio (importantes para el despertar de mamíferos hibernantes). Estimulan el metabolismo de carbohidratos y lípidos.

Adición del 1r yodo en posición 5 diyodotirosina

Además, intervienen en la maduración y desarrollo del SN favoreciendo la mielinización en el periodo perinatal. Son importantes para el crecimiento siempre en presencia de la hormona del crecimiento y hormonas sexuales, y para el desarrollo tanto muscular (anabolismo proteico) como óseo (Ca2+).

Las glándulas paratiroides son 4 (2 en cada glándula tiroidea) e intervienen en la homeostasis del Calcio (Ca2+) y el Fosforo (PO43-) junto con las céls C que rodean los folículos, pues las primeras liberan PTH con efecto hipercalcemiante, y las segundas Calcitonina con efecto hipocalcemiante; de esta manera se regulan mutuamente. Sus órganos diana son: intestino delgado, huesos y riñón.

o

2+

En el intestino delgado: la PTH NO tiene como función la absorción de Ca sino que favorece la activación de la Vitamina D3, primero por una hidroxilación en el hígado y después por otra en el riñón, que SÍ actuará 2+ favoreciendo la absorción del Ca de manera activa, que a su vez favorecerá la absorción de Fósforo por gradiente eléctrico;.El déficit de esta vitamina produce raquitismo.

o

En el esqueleto: es donde se almacena el 99% del Calcio y Fósforo del organismo, por lo que ejercerán el control endocrino de estos elementos gracias a los procesos de mineralización (osteoblastos) y/o destrucción ósea (osteoclastos).

o

En los riñones: se regula mediante la reabsorción o no reabsorción de Ca y Fósforo en los túbulos renales

2+

2+

2+

El efecto HIPERCALCEMIANTE (en respuesta a la ausencia de Ca ) estimula la movilización de Ca óseo, su reabsorción tubular renal y la activación de la Vitamina D3: por contra, el efecto HIPOCALCEMIANTE (en respuesta al 2+ exceso de Ca ) favorece los depósitos de Ca2+ en los huesos y reduce la reabsorción tubular renal.

Esta homeostasis es relevante porque tanto el Calcio como el Fosforo son muy importantes por sus muchas funciones sobre el organismo (contracción muscular, transmisión nerviosa, formación de ATP, AMPc…). Ambos se ingieren con la dieta, sus niveles en sangre están muy ajustados y se pierden muy poco por la orina (reabsorción renal).

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2.4 Funciones endocrinas del Páncreas El Páncreas es una glándula con función exocrina, por las secreciones intestinales, y endocrina, por la liberación de hormonas relacionadas con la homeostasis de la glucosa. Como glándula endocrina su unidad funcional son unos agregados esféricos celulares muy vascularizados llamados Islotes de Langerhans compuestos de 5 tipos celulares diferentes, aunque destacamos 3: o

Céls β: distribuidas por todo el islote suponen ~70% del total celular y se encargan de producir insulina, la ÚNICA hormona hipoglucemiante de la que disponemos.

o

Céls α: localizadas por la periferia del islote suponen ~30% del total celular y sintetizan glucagón, una de las VARIAS hormonas hiperglucemiantes de las que disponemos.

o

Céls δ: distribuidas de manera dispersa, suponen ~10% del total celular y son las encargadas de la síntesis de somatostatina, un hormona (péptido de 14 amác) con función inhibitoria sobre las dos anteriores, que también enlentece la liberación de hormonas digestivas para reducir la velocidad de digestión y absorción y evitar grandes oscilaciones en los niveles de glucosa. Su liberación la estimula el nervio vago.

En condiciones de homeostasis de la glucosa los valores plasmáticos de esta rondan los 80 – 120 mg/100ml. En condiciones de hiperglucemia (aumento de glucosa en sangre) aumenta la liberación de insulina y así la absorción de glucosa por parte de: hígado y músculo esquelético, que llevaran a cabo procesos de glocogenogénesis y anabolismo proteico; tejido adiposo, que realizará lipogénesis; y túbulos renales, ya que la glucosa es demasiado importante como para excretarla (glucosa en orina = TODOS los mecanismos se saturan = patología (diabetes). Esta hormona realiza una “doble actuación” activando estos procesos e inhibiendo los mecanismos hiperglucemiantes. La insulina es un polipeptido constituido por una cadena α de 21 amác unida a una cadena β de 30 amác mediante 2 puentes disulfuro. Su precursor es la proinsulina que se liberará del péptido C para dar la forma activa de la hormona; la identificación y cuantificación de la insulina en sangre en función de la cantidad de péptido C liberado fue merecedora de un premio Nobel.

Cuando digerimos los alimentos y la glucosa aumenta en sangre, esta empieza a entrar en TODAS las células del organismo, incluidas las céls β, que también se portarán como glucostato (consumidoras de glucosa); al entrar en ellas la glucosa, esta se metaboliza y se libera ATP que se unirá + 2+ a canales de K  despolarización  entrada de Ca  liberación de vesículas que contienen insulina por exocitosis. 10

La liberación de insulina también es estimulada por el SN parasimpático y la presencia en plasma de amác, ácidos grasos de cadena larga y hormonas gastrointestinales como la gastrina, secretina o CCK; estas últimas tienen un efecto anticipatorio o previsor frente al exceso de nutrientes que tendrá lugar una vez se hayan absorbido en el intestino. Asimismo es inhibida por catecolaminas adrenales (adrenalina y noradrenalina), somatostatina y el SN simpático. Los trastornos más comunes y conocidos relacionados con la homeostasis de la glucosa son la diabetes tipo I o dependiente de insulina, provocada por la disfunción de las céls β; y la diabetes tipo II, provocada por una incapacidad de la céls diana de responder a la insulina ya que sus receptores son disfuncionales, en este caso se debe controlar la dieta, realizar ejercicio y tomar fármacos hipoglucemiantes.

En condiciones de hipoglucemia (descenso de glucosa en sangre) aumenta la liberación de glucagón y así la liberación de glucosa por parte de: hígado, que llevará a cabo procesos de glocogenolisis y glucogénesis; y tejido adiposo, que realizará lipólisis. Esta hormona es muy importante durante el ejercicio El glucagón es una hormona hiperglucemiante con acciones antagónicas a la insulina, actúa junto con otras hormonas hiperglucemiantes como la hormona del crecimiento o STH (moviliza lípidos conservando la glucosa y el glucógeno), hormonas tiroideas, catecolaminas (estimulan la liberación de glucagón), glucocorticoides (convie...