Hormonas Citocinas Neurohormonas

Transcripción

1 HORMONAS La palabra hormona proviene del año 1905, a partir del verbo griego excitar. La definición tradicional de hormona es la de una sustancia química secretada por un órgano hacia la sangre que la transporta a un objetivo lejano, donde ejerce su acción en concentraciones muy bajas. Tradicionalmente se consideraba que las hormonas eran exclusivamente secretadas por glándulas endócrinas. Hoy sabemos que las sustancias que actúan como hormonas no solo se secretan en las glándulas endócrinas clásicas sino que también lo hacen células endócrinas aisladas ( sistema endócrino difuso), neuronas (neurohormonas) y células del sistema inmunitario ( citocinas) y que pueden actuar en la vecindad de su sitio de producción y ejercer efectos paracrinos y autocrinos. Sistema endócrino difuso Glándulas Neuronas Sistema Inmunitario Hormonas Citocinas Neurohormonas Algunas sustancias podrían considerarse hormonas pero no lo son porque no cumplen con la condición de actuar en concentraciones nanomolares hasta picomolares. Por ejemplo la histamina liberada durante las reacciones alérgicas puede actuar en células de todo el cuerpo pero su concentración excede los valores aceptados para una hormona.

2 Todas las hormonas se unen a receptores de la célula diana e inician respuestas bioquímicas: mecanismo de acción celular. Este puede ser Directo o Indirecto según la naturaleza química de la hormona. Indirecto Catecolaminas (aminas) Y Proteicas Mecanismos de acción *Ver siguientes diapositivas/ Mecanismos de acción Directo Tiroideas (aminas) Y Esteroideas H H H

3 Las hormonas peptídicas (H) no pueden ingresar en la célula diana y deben combinarse con receptores de membrana que inician el proceso de transducción de la señal. Referencias Tirosincinasa Enzima de amplificación Proteína G Abre canal iónico Sistema de segundo mensajero fosforila Proteínas Respuesta celular

4 La mayoría de los esteroides hidrófobos están unidos a proteínas transportadoras del plasma. Solo la hormona libre puede difundir a la célula diana Vaso sanguíneo Hormona esteroidea Receptor de membrana Respuesta rápida Los receptores para las hormonas esteroideas están en el citoplasma o el núcleo Proteína transportadora Receptor citoplasmático Núcleo Receptor nuclear Acción de las hormonas esteroideas Algunas hormonas esteroideas también se unen a receptores de membrana que utilizan 2º mensajeros para generar una respuesta celular rápida El complejo H-R se une al ADN y activa o reprime uno o más genes Retículo endoplásmico Nuevas proteínas Los genes activados generan nuevo ARNm que se traslada al citoplasma Traducción La traducción produce nuevas proteínas para los procesos celulares La transcripción produce ARNm

5 La mayor parte de las hormonas cumple más de una función pero siempre con el mismo mecanismo de acción. Lo que difiere es la maquinaria enzimática que se activa luego de la unión H-R y es lo que da la especificidad tisular o celular a la respuesta hormonal. Por ejemplo, la insulina en los tejidos muscular y adiposo actúa sobre las proteínas de transporte de glucosa y las enzimas para su metabolismo, mientras que en el hígado modula la actividad enzimática pero no tiene efecto directo sobre las proteínas de transporte. La misma célula puede tener receptores para distintas hormonas. Así como una hormona puede regular varias funciones en el organismo, hay numerosas funciones o variables reguladas por más de una hormona, como la calcemia, la glucemia o la presión arterial. Ejercen funciones sinérgicas o antagónicas. Sinergia : el efecto combinado de dos hormonas es mayor que la suma de los efectos de ambas por separado. También se conoce como potenciación. Ejemplo Adrenalina eleva la glucemia 5 mg/100 ml Glucagón eleva la glucemia 10 mg /100 ml Adrenalina + glucagón elevan la glucemia 22 mg/ 100 ml Antagonismo: es cuando dos hormonas tienen acciones fisiológicas opuestas. Ej. Glucagón es antagónica a insulina. Las hormonas antagónicas pueden competir por el mismos receptor, pueden actuar a través de diferentes vías metabólicas, o una hormona puede disminuir el número de receptores para la hormona opuesta. Por ejemplo, las evidencias indican que la hormona de crecimiento disminuye el número de receptores para insulina, generando así parte de su antagonismo funcional sobre la glucemia. Permisividad: es cuando una hormona no puede ejercer sus efectos completamente a menos que otra hormona se encuentre presente.

6 Por ejemplo la maduración del aparato reproductor está controlada por la hormona liberadora del hipotálamo, por las gonadotrofinas adenohipofisiarias y hormonas esteroideas de las gónadas. Si la hormona tiroidea no está presente en cantidades suficientes, la maduración del aparato reproductor se retrasa, pero por sí sola no puede estimular la maduración de este aparato, por lo que se considera tiene un efecto permisivo sobre el desarrollo sexual. Los mecanismos moleculares de la permisividad no se conocen en la mayoría de los casos. Control de la liberación de hormonas Vía refleja simple: constituida por el estímulo, señal de entrada, integración, señal de salida ( hormona o neurohormona) y la respuesta. La respuesta generalmente actúa como señal de retroalimentación negativa que interrumpe el reflejo. Estímulo Señal de entrada Integración Señal de salida ( Hormona- neurohormona) Respuesta

7 Glucemia *1 *1.Por ej. el incremento de la glucemia dispara la secreción de insulina en el páncreas, la cual viaja por sangre a los órganos diana donde aumenta la captación y metabolismo de la glucosa *2. La consecuente disminución de la glucemia actúa como señal de retroalimentación negativa e interrumpe el reflejo, terminando la liberación de insulina. Ingesta de alimentos Receptor al estiramiento del tubo digestivo *3 SNC Insulina Una hormona puede responder a varios estímulos. ( ver *1, *2 y *3) Neurona aferente Neurona eferente *3. Pero, las hormonas no están limitadas a seguir solamente un modelo de vía refleja; por ej. La secreción de insulina puede dispararse por la llegada de señales del SNC o por una hormona secretada en el tubo digestivo cuando se ingieren alimentos Además la célula endócrina puede actuar como sensor o receptor detectando directamente el estímulo y respondiendo con la secreción de la hormona. Glucemia *2 Captación y utilización de glucosa Tejidos diana

8 Relación Hipotálamo- hipófisis La hipófisis se ubica en una cavidad ósea en el hueso esfenoides y se une al cerebro mediante un pequeño tallo llamado infundíbulo. HIPOTÁLAMO 3.El Infundíbulo es el tallo que conecta la hipófisis con el cerebro. 2.La neurohipófisis es una extensión del tejido nervioso Hueso esfenoides 1.La adenohipófisis es una verdadera glándula endócrina de origen epitelial.

9 Relación hipotálamo- neurohipófisis Hormonas Antidiurética y ocitocina HIPOTÁLAMO Las hormonas se sintetizan y empaquetan en el cuerpo celular de una neurona Las vesículas son transportadas a lo largo de la célula. Las vesículas que contienen la hormona se almacenan en la neurohipófisis. NEUROHIPÓFISIS Vena Las hormonas se liberan hacia la sangre.

10 Hipotálamo-Adenohipófisis HIPOTÁLAMO Neuronas que secretan hormonas tróficas Adeno hipófisis Células endócrinas Tiroides Corteza suprarrenal Hígado Células endócrinas de las gónadas A los tejidos diana Hormonas tiroideas Mama Muchos tejidos Células germinales de las gónadas

11 Hormonas de la vía hipotálamo-adenohipófisis El hipotálamo secreta hormonas liberadoras (RH) e inhibidoras (IH) que actúan sobre las células endócrinas de la adenohipófisis para regular su secreción. Y a la vez las hormonas de la adenohipófisis actúan sobre otras glándulas endócrinas o directamente sobre células diana. ACTH= hormona adrenocorticotrofina; CRH = hormona liberadora de corticotrofina. FSH= hormona foliculoestimulante. LH=Hormona luteinizante; GnRH= hormona liberadora de gonadotrofinas GH = hormona de crecimiento; GHIH (somatostatina)= hormona inhibidora de GH; GHRH= hormona liberadora de GH; IGF= factores de crecimiento similar a insulina Prolactina; PRH= hormona liberadora de prolactina; PIH (dopamina)= hormona inhibidora de prolactina. TSH= tirotrofina; TRH= hormona liberadora de tirotrofina.

12 Retroalimentación negativa de bucle corto Estímulo Hipotálamo Hormona trófica Adenohipófisis Hormona trófica Glándula endócrina Hormona Tejido diana Respuesta Bucles de retroalimentación negativa en la vía hipotálamoadenohipófisis Ejemplo: Retroalimentación negativa de bucle largo Hipotálamo CRH Adenohipófisis ACTH Corteza suprarrenal Cortisol Tejido diana Respuesta El equilibrio entre las hormonas es fundamental para la salud. El desequilibrio produce enfermedad. Las enfermedades endócrinas pueden producirse básicamente por exceso (hipersecreción), déficit de hormona ( hiposecreción) o por alteraciones en las respuestas de los tejidos diana. En gran parte de los casos la hipersecreción puede deberse a la existencia de tumores benignos o malignos en la glándula endócrina. Algunos pacientes pueden presentar signos de hipersecreción como resultado de un tratamiento médico con una hormona exógena o un agonista. Por ej. la administración de cortisol exógeno genera retroalimentació negativa impidiendo la producción de CRH y ACTH y por lo tanto la producción de cortisol del organismo. Si esto sucede por bastante tiempo las células de ambas glándulas pierden tamaño (atrofia)y su capacidad de producir ACTH y cortisol. Una vez interrumpida la administración exógena, la glándula puede demorar bastante tiempo en recuperar su funcionamiento normal. Esta es la causa por la cual en el caso de tratamiento con corticoides, una vez completado el tratamiento la dosificación debe disminuirse gradualmente para permitir que la hipófisis y corteza suprarrenal recuperen la producción normal de hormonas.

13 a) Hipersecreción secundaria debida a una alteración hipotalámica. b) Hipersecreción secundaria debida a una alteración en la adenohipófisis. c) Hipersecreción primaria debida a una alteración en la corteza suprarrenal. Falla la RA- Síntomas de exceso Niveles de CRH altos Niveles de ACTH altos Niveles de cortisol altos Síntomas de exceso Niveles de CRH bajos Niveles de ACTH altos Niveles Niveles de cortisol de CRH altos bajos Niveles de ACTH altos Síntomas de exceso Niveles de CRH bajos Niveles de ACTH bajos Niveles Niveles de cortisol de CRH altos bajos Niveles de ACTH bajos

14 Las enfermedades endócrinas no son solo el resultado de alteraciones en las glándulas, también pueden deberse a alteraciones en los receptores, tales como mutaciones en su secuencia proteica, o bien por ausencia de los receptores o por disfuncionalidad. Datos interesantes El uso de señales químicas para la comunicación y el mantenimiento de la homeostasis es evolutivamente muy antiguo. La estructura y función de las hormonas han cambiado muy poco desde los vertebrados primitivos hasta los mamíferos. Esto queda demostrado por el hecho de que algunas hormonas de otros organismos tienen actividad biológica cuando se administra a seres humanos. Hasta hace poco la insulina para el tratamiento de la diabetes se extraía de páncreas de cerdo, vaca u oveja, pero en estos día con el desarrollo de la ingeniería genética, el gen humano de la insulina ha sido insertado en bacterias que sintetizan la hormona y puede ser utilizada en humanos. También hay que decir que el cambio evolutivo ha sido escaso, algunas pocas hormonas han perdido importancia en los seres humanos. Es el caso de la calcitonina, que tiene un papel importante en el metabolismo del calcio en los peces, pero no es muy importante en el humano adulto. Pero por otro lado se descubrió que las células del cerebro transforman el ARNm del gen de la calcitonina para sintetizar un péptido ( CGRP: péptido relacionado con el gen de la calcitonina) que actuaría como potente vasodilatador en las arterias del cerebro. Estudios recientes mostraron que antagonistas de ese péptido son útiles para tratar la migraña. En el ser humano aparecen vestigios de glándulas que son importantes en los vertebrados inferiores, como el lóbulo intermedio de la hipófisis que produce hormona melanocito estimulante (MSH) que controla la pigmentación en reptiles y anfibios, pero en el hombre no se encuentran concentraciones cuantificables de MSH en sangre.

15 Glándula pineal Cuerpo calloso Tálamo La glándula pineal, del tamaño de una arveja, ubicada dentro del cerebro. En la década del 50 los científicos lograron aislar la melatonina, a la que se le atribuyeron diferentes funciones. Hoy sabemos que ayuda a ajustar el reloj interno del organismo y existen evidencias suficientes de que la melatonina es un poderoso antioxidante. La melatonina es una hormona amínica derivada del aa triptófano La melatonina es la hormona de la oscuridad secretada de noche mientras dormimos. Transmite información al cerebro sobre los ciclos de luz y oscuridad

16 Las ilustraciones pertenecen al material complementario de : Silverthorne, Fisiología Humana. Un enfoque integrado. 4º. Edición. Editorial Panamericana. Te invitamos a seguir leyendo.