TEMA 3. FISIOLOGÍA ENDOCRINA Integración neuroendocrina. Hipotálamo y hormonas hipotalámicas. Hormonas neurohipofisarias

Transcripción

1 TEMA 3 FISIOLOGÍA ENDOCRINA Integración neuroendocrina. Hipotálamo y hormonas hipotalámicas. Hormonas neurohipofisarias 2015/2016

2 Función del Sistema Endocrino La función del sistema endocrino es: regular el crecimiento, desarrollo, metabolismo y la osmolaridad de los líquidos del organismo, para el mantenimiento de la constancia del medio interno. 1.- Crecimiento y desarrollo H. peptídicas H. esteroideas H. tiroideas 2.- Reproducción H. adenohipofisarias H. esteroideas 3.- Metabolismo, producción, utilización y almacenamiento de Energía: Insulina, Glucagón y otras hormonas. *Ingesta: Aumento de Energía =>Glucógeno Grasa. *Ayuno: Disminución de Energía=>Glucogenólisis Movilización de aa Movilización de grasas Gluconeogénesis. 4.- Mantenimiento del medio interno. * ADH * Mineralocorticoides 2

3 Relación Sistema Nervioso-Sistema Endocrino 3

4 CONTROL DE LAS FUNCIONES FISIOLOGICAS Sistema endocrino Hormonas Neurotransmisor sináptico Sistema nervioso CARACTERÍSTICA SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA NERVIOSO FUNCIÓN GENERAL Control por circuitos de retroalimentación reguladora Regulación de efectores para mantener la homeostasis Si (reflejos endocrinos) Regulación de efectores para mantener la homeostasis Si (reflejos nerviosos) Células efectoras Células diana (en todo el cuerpo) Células postsinápticas (sólo en músculo y en tejido glandular) MENSAJERO QUÍMICO Hormona Neurotransmisor Células que segregan el mensajero químico Distancia y método del recorrido de los mensajeros Situación del receptor en la célula efectora Células epiteliales glandulares o células neurosecretoras (neuronas modificadas) Larga (por la sangre circulante) Sobre la membrana plasmática o dentro de la célula Neuronas Corta (a través de una sinapsis microscópica) Sobre la membrana plasmática Características de los efectos Tardíos y muy duraderos Rápidos y poco duraderos 4

5 Definición de hormona Sustancia química que se sintetiza en una glándula de secreción interna y ejerce algún tipo de efecto fisiológico sobre otras células hasta las que llega por vía sanguínea. Actúan como mensajeros químicos y sólo ejercerán su acción sobre aquellas células que posean en sus membranas los receptores específicos ENDOCRINOLOGÍA: estudio de las glándulas secretoras y sus hormonas Regulan procesos como: - Crecimiento y desarrollo - Metabolismo - Regulación del medio interno (temperatura, balance de agua e iones) - Reproducción Actúan en sus células dianas de tres maneras básicas: - Controlando la velocidad de las reacciones enzimáticas - Controlando el transporte de iones o moléculas a través de la memb. - Controlando la expresión de los genes y la síntesis de proteínas

6 6

7 7

8 Tipos de hormonas Clasificadas de acuerdo a sus propiedades químicas 1.- Esteroides: derivados del colesterol. No se almacenan Hormonas de las gónadas: testosterona, estradiol, progesterona, Hormonas de la corteza suprarrenal: cortisol, aldosterona y andrógenos suprarrenales Metabolitos activos de la vitamina D. 2.- Polipéptidos y proteínas: Mayor grupo del organismo. Varían considerablemente de tamaño. Se almacenan en vesículas. <100 aa: polipéptidos (ADH, oxitocina) >100 aa: proteínas (Hormona del crecimiento). 3.- Derivados de aminoácidos: tirosina y triptófano. Se almacenan Catecolaminas y las Hormonas tiroideas. Son secretadas por la 8 médula suprarrenal, tiroides y pineal.

9 9

10 HORMONAS ESTEROIDEAS NO ESTEROIDEAS Cortisol Aldosterona Estrógeno Progesterona Testosterona PROTEÍNAS H.de crecimiento Prolactina (PRL) H. Paratiroidea (PTH) Calcitonina H. Adenocorticotropa (ACTH) Insulina Glucagón GLUCOPROTEÍNAS H. Folículoestimulante (FSH) H. Luteinizante (LH) H. Paratiroidea (PTH) H. Tiroideoestimulante (TSH) Gonadotropina coriónica (GC) PÉPTIDOS H. DERIVADAS DE AA SIMPLES H. Antidiurética (ADH) Oxitocina H. Melanocitoestimulante (MSH) Somatostatina H. Liberadora de tirotropina (TRH) H. Liberadora de gonadotropina (GnRH) H. Natriurética atrial (ANH) Aminas Adrenalina NA melatonina Aminoácidos yodados Tiroxina (T4) Triyodotironina (T3) 10

11 Interacciones hormonales inergismo: Dos hormonas trabajan juntas para producir un resultado Aditivo: Cada hormona por separado produce una respuesta. Juntas, producen un efecto más que aditivo. Ej: Adrenalina y Noradrenalina (A y NA). Complementario: Cada hormona estimula diferente paso del proceso. Ej: FSH y LH. Efectos permisivos La Hormona aumenta la respuesta del órgano diana a una segunda hormona. Ej: La exposición previa del útero a estrógenos induce la formación de receptores de progesterona. Efectos antagónicos La acción de una hormona antagoniza los efectos de otra. Ej: Insulina y glucagón. 11

12 Efectos de la concentración de hormona La concentración de hormonas en sangre refleja la tasa de secreción. Vida -Media: Es el tiempo requerido para que la concentración plasmática se reduzca a la mitad. Rango Fisiológico: es aquella concentración que produce una respuesta tisular normal. Cuanto mayor sea la afinidad del ligando por el receptor, menor será la concentración a la que se producirá un efecto máximo. 12

13 Resultado final de la acción hormonal depende de: Concentración hormonal Número de R en la célula diana Duración de la exposición a la hormona Intervalos entre exposiciones Condiciones intracelulares Interacción con los efectos de otras hormonas Respuesta máxima y sensibilidad 13

14 Mecanismos bioquímicos de acción hormonal Las hormonas son transportadas por la sangre hasta las "células diana" y en estas ejercerán su acción de diferente forma según el tipo de hormona. Las hormonas esteroideas (naturaleza lipídica), atraviesan fácilmente las membranas de las células diana o células blanco, y se unen a las moléculas receptoras de tipo proteico, que se encuentran en el citoplasma. Regulan la expresión de determinados genes. Las moléculas de ARNm originadas se encargan de dirigir en el citoplasma la síntesis de proteínas, que son las que producirán los efectos fisiológicos hormonales. 14

15 Las hormonas proteicas, (macromoléculas) no pueden entrar en el interior de las células diana, por lo que se unen a "moléculas receptoras" que hay en la superficie de sus membranas plasmáticas, provocando la formación de un segundo mensajero, el AMPc, que sería el que induciría los cambios en la célula al activar a una serie de enzimas que producirán el efecto metabólico correspondiente. 15

16 Hormonas aminoacídicas: necesitan proteínas transportadoras y sufrir modificaciones en las células diana para ser activas DNA Proteína transportadora Proteína receptora mrna T4 mrna T4 T4 T3 Proteína de unión Síntesis de proteínas Respuesta a la hormona tiroidea 16

17 Mecanismo de la regulación hormonal: retroalimentación negativa (FEEDBACK NEGATIVO). La respuesta a una señal concreta (producto) se transmite al generador de la señal, inhibiéndola. Es el mecanismo más difundido de regulación endocrina hormona Glán dula célula diana supresión producto TSH diana T3 y T4 (adhenohipófisis) (gl tiroides) 17

18 Mecanismo de la regulación hormonal: retroalimentación positiva (FEEDBACK POSITIVO). hormona Glán dula estimulación producto célula diana Ejemplo: secreción gonadotropinas (adhenohipófisis) estrógenos Pico preovulatorio de gonadotropinas 18

19 SISTEMA ENDOCRINO HUMANO Las principales glándulas secretoras de hormonas, son: Hipófisis Tiroides Paratiroides Páncreas Cápsulas suprarrenales Gónadas (ovarios y testículos) 19

20 Hipófisis e hipotálamo. Eje hipotálamo-hipofisario La glándula hipófisis se ha considerado durante muchos años como la glándula directriz ya que secreta varias hormonas que van a controlar otras glándulas endocrinas. A su vez la hipófisis está dirigida por el hipotálamo, que es la conexión entre los sistemas nervioso y endocrino. Posee numerosas conexiones nerviosas con centros superiores cerebrales. Por este motivo, al hipotálamo se le considera como el principal intermediario entre el sistema nervioso central y el hormonal, es decir, como el transductor neuroendocrino por excelencia. 20

21 Control sobre Hipotálamo Procede del sistema nervioso central - Recibe aferencias desde el sistema límbico, la corteza, el tálamo y el sistema activador reticular. También señales sensoriales desde órganos internos y retina Estímulos Dolor Pensamiento deprimente o emocionante Estímulo olfativo Niveles séricos de nutrientes Niveles séricos de electrolitos Diversas hormonas 21

22 22

23 IPOTÁLAMO: pequeña región del cerebro debajo del tálamo. onexión principal entre los sistemas nervioso y endocrino. HIPÓFISIS Es la glándula endocrina más importante (glándula pituitaria) Tiene el tamaño y la forma de un guisante Localizada en silla turca: en la depresión del hueso esfenoides, en la base del cráneo Peso de gramos Cuelga del hipotálamo mediante el eje hipotálamo-hipófisis, también llamado infundíbulo 23

24 En la hipófisis se distinguen tres lóbulos, que pueden considerarse incluso glándulas independientes: anterior o adenohipófisis: 75 % del total. posterior o neurohipófisis: contiene axones y terminaciones sinápticas de neuronas cuyo soma (cuerpo) está en el hipotálamo. Es una extensión del tejido nervioso lóbulo intermedio: que se atrofia durante el desarrollo fetal y no está en el adulto 24

25 Control sobre Hipófisis 1) Neurohipófisis Controlada por señales nerviosas de origen en hipotálamo Células con origen en hipotálamo 2) Adenohipófisis: Controlada por factores hipotalámicos sintetizados en hipotálamo Llegan por sistema porta 25

26 1) Control de la secreción de la neurohipófisis La neurohipofisis no sintetiza hormonas sino que las almacena y las libera. La oxitocina y la vasopresina son sintetizadas en los somas de las neuronas del hipotálamo y viajan a través de los axones hasta las terminaciones sinápticas que se encuentran en la hipófisis Este sistema constituye el tracto hipotálamicohipofisario. Por esta conexión a través de un tracto nervioso con el hipotálamo, se la conoce como neurohipófisis. 26

27 27

28 Lóbulo posterior o neurohipófisis Está formada por pituicitos (células de sotén de tipo glial) y terminales axónicos de las neuronas secretoras hipotalámicas, cuyos cuerpos celulares están en los núcleos paraventricular y supraóptico del hipotálamo. Ambas hormonas se producen en los somas y luego se empaquetan en vesículas hasta que los impulsos nerviosos determinan la exocitosis y la liberación de la hormona Tracto Hipotálamo-Hipofisario Formado por los axones de las neuronas neurosecretoras Permite que las hormonas vasopresina (ADH) y oxitocina, sean liberadas en los terminales axónicos que contactan con la neurohipófisis. 28

29 29

30 Hormonas de la neurohipófisis 1) Hormona antidiurética (ADH; vasopresina): vasoconstricción y antidiuresis Regulación de las pérdidas renales de agua Estímulo principal es la osmolalidad sanguínea ( concentración de sales y proteínas en sangre) Deshidratación ( vol. Sanguíneo) Consumo de sal Neurohipófisis Osmoreceptores del hipotálamo Sed Osmolalidad sanguínea ADH Retención de agua por los riñones (reabsorción en túbulo distal y túbulos colectores). Aumento de osmolalidad urinaria y disminución de flujo de orina Consumo de agua VOLUMEN SANGUINEO OSMOLALIDAD SANGUÍNEA 30

31 Hipotálamo, hipófisis posterior y secreción de ADH- conexión con los baror 31

32 Secreción de ADH Hipovolemia es sentida por los receptores de presión (barorreceptores) del cayado aórtico y senos carotídeos y los receptores de estiramiento de venas pulmonares y aurícula derecha. Normalmente, los receptores de presión inhiben tónicamente la liberación de ADH. Sensibilidad de los baroreceptores es menor que los osmoreceptores. Sienten 5 a 10% cambios en el volumen 32

33 Acción primaria de ADH: antidiuresis Actúa sobre las células diana a través de R de superficie. Se une a dos receptores V2 de las células de los túbulos contorneados distales y los túbulos colectores del riñón. Vía adenilato ciclasa/ampc (segundo mensajero) induce producción e inserción de acuaporinas (vesículas con poros muy hidropermeables) en la membrana luminal incrementando la permeabilidad de las células al agua El incremento de la reabsorción de agua, aumenta la osmolalidad urinaria (concentra orina) y el volumen sanguíneo (baja osmolalidad del plasma). 33

34 34 Figure 20-6

35 Control de la sed 35

36 36

37 Alteraciones de la secreción de ADH: Aumento: orina muy concentrada, retención de agua, disminución de la osmolalidad plasmática y depleción de sodio. Causa: fármacos, tumores o traumatismos cerebrales Disminución: diabetes insípida (eliminación de orina muy diluida). El paciente es incapaz de concentrar la orina o limitar la producción. Gasto urinario de 4-6 litros llegando a L Ante la pérdida de líquido, se aumenta la ingesta de agua. Causa: traumatismos craneales o tumores de la neurohipófisis (diabetes insípida central) o pérdida de receptores de vasopresina en el riñón (D. Insípida nefrógena) Tratamiento con ADH 37

38 Hormonas de la neurohipófisis 2) Oxitocina: Es un péptido de 9 aminoácidos muy similar a la ADH Se sintetiza en hipotálamo por estímulos hormonales (estrógenos) o mecánicos (succión del pezón: reflejo neuroendocrino). Factores psicológicos. Su síntesis se inhibe por progesterona Su receptor es del tipo acoplado a proteínas G Acciones: - contracción de la musculatura uterina en el parto - contracción de las células mioepiteliales que rodean los alveólos mamarios que produce expulsión de leche a través senos galactóforos hasta el pezón - se piensa que puede estar relacionada con la afectividad y el orgasmo en ambos sexos. Déficit: impide la lactancia natural 38

39 2) Regulación de la secreción de la adenohipófisis por el hipotálamo Liberación de hormonas en la adenohipófisis se estimula por hormonas liberadoras y se inhibe por hormonas inhibidoras: liberadas por el hipotálamo Las hormonas hipotalámicas llegan a la hipófisis a través de un sistema porta: la sangre fluye de una red capilar a una porta y luego a una segunda red capilar sin pasar por el corazón. Es el llamado sistema porta hipofisario En la adenohipófisis estas hormonas estimularán las células secretoras específicas, liberando las hormonas hipofisarias al torrente sanguíneo donde viajarán hasta los tejidos diana 39

40 Hormonas hipotalámicas liberadoras e inhibidoras 40

41 Liberadoras Hormonas hipotalámicas o neurohormonas Hormona liberadora de corticotropina (CRH): 41 aa. Estimula síntesis de ACTH. Implicada en la respuesta del organismo al stress. Inhibida por cortisol (retroalimentación negativa), estimulada por ADH. Hormona liberadora de la hormona de crecimiento (GHRH): 44 aa. Regulación por retroalimentación negativa por las somatomedinas, hormonas que producen los tejidos expuestos a la GH. El estrés, incluyendo el ejercicio físico, estimula su secreción y la somatostatina la inhibe. Hormona liberadora de gonadotropina (GnRH ó LHRH): 10aa. Estimula la síntesis y liberación de la hormona estimuladora del folículo (FSH) y la hormona luteinizante (LH). Su liberación está regulada de forma diferente durante el ciclo menstrual. Hormona liberadora de tirotropina (TRH o TSHRH): 3 aa. Regulada por centros superiores del encéfalo y por retroalimentación negativa a través del eje hipotálamo hipófisis-tiroides. Factores liberadores de prolactina (PRF), también la TRH estimula la 41 liberación de prolactina

42 Hormonas hipotalámicas o neurohormonas Inhibidoras Factor inhibidor de PRL: es el neurotransmisor conocido como dopamina Hormona inhibidora de GH (GHIH o somatostatina): inhibe la liberación de hormona del crecimiento, la liberación de la hormona estimulante del tiroides y la liberación de insulina y glucagón en el páncreas. 42

43 HORMONAS DE LA HIPÓFISIS Y TEJIDOS DIANA 43

44 Epífisis o glándula pineal Situada en el encéfalo Produce la melatonina (información al reloj biológico del organismo) en oscuridad. Su secreción se inhibe con la luz solar Su aumento induce al sueño La melatonina se sintetiza a partir de la serotonina Poderoso antioxidante que protege al cuerpo de los daños causados por radicales libres Su falta de producción nocturna puede causar síntomas depresivos, de insomnio y cansancio Depresión estacional (días más cortos): se cree que es la combinación de menos serotonina (que se activa con la luz) y más melatonina 44