Conceptos Generales. Sistema Endócrino - Hormonas

Transcripción

1 1 Sistema Endócrino - Hormonas Anatomía y Fisiología Animal Curso 1 Elize van Lier Fisiología y Reproducción Dpto. de Producción Animal y Pasturas Facultad de Agronomía Conceptos generales Síntesis de hormonas Transporte de hormonas Interacción hormona-célula Respuestas celulares post-receptor Metabolismo de hormonas Regulación de la secreción hormonal 3 Sistema Endócrino Conceptos Generales Es el conjunto de glándulas endócrinas y sus productos de secreción: las hormonas Endocrinología: ciencia que estudia las hormonas, sus receptores y los mecanismos intracelulares que estimulan 1

2 Hormonas 5 Glándulas Yo estimulo Coordinan y regulan procesos fisiológicos Son mensajeros químicos Sustancias químicas producidas por tejidos específicos que son transportadas por el sistema vascular para afectar otros tejidos a bajas concentraciones Un compuesto químico que regula el metabolismo celular Endócrinas Sin conducto: secreción a la sangre Exócrinas Con conducto: excreción al exterior Mixtas Secreta hacia la sangre Excreta hacia el exterior Endócrina Exócrina Glándulas Endócrinas 7 Ubicación Tiroides y Paratiroides vario Riñón Adrenal Hígado Pineal Hipotálamo Hipófisis Placenta Utero Páncreas Tiroides Paratiroides Laringe Tráquea Esófago

3 Qué función cumple el SE? 9 Sistemas de control de los procesos fisiológicos 1 Es un sistema de comunicación del organismo Comunicación química Integra las distintas partes del cuerpo para mantener la homeostasis Homeostasis: Es la conservación constante de las condiciones en el líquido extracelular o el ambiente interno mediante las acciones integradas de los diferentes órganos, aparatos o sistemas del animal Sistema Nervioso: Señal eléctrica Efecto rápido y de corta acción Vía axones Sistema Endócrino: Señal química Efecto más lento y sostenido Vía sangre y líquido extracelular Necesita de un receptor para actuar 11 Tipos de Hormonas 1 Síntesis de Hormonas Proteicas y peptídicas: Proteínas (p.e. insulina, corticotropina, LH) Péptidos (p.e. GnRH, oxitocina, vasopresina) Derivados de Aminoácidos: Aminas (p.e. tiroxina, dopamina, adrenalina, melatonina) Lipídicas: Esteroides (p.e. cortisol, progesterona [P], vitamina D) Acidos Grasos: Prostaglandinas 3

4 Síntesis hormonas proteicas 13 Precursor de los esteroides 1 Síntesis: en retículo endoplásmico rugoso Empacado: en aparato de Golgi Depósito: en vesículas secretorias o gránulos (prohormona) Secreción: por exocitosis Núcleo Mitocondria Ca ++ RER Vesículas Secretorias Golgi Ca ++ Ca ++ Ca ++ 1 Colesterol H 3 1 A B 11 1 C Cole = bilis Stereos = sólido Un sistema de 3 anillos de carbonos (A, B y C) y un anillo de 5 carbonos (D) Una cadena lateral de carbonos (en C-17) y grupos metilos (en C-1 y C-13) 17 D Fuentes de Colesterol 15 Síntesis hormonas esteroideas 1 Síntesis de novo a partir del acetato Depósitos intracelulares de Colesterol (ésteres en gotas lipídicas) Colesterol Lipoproteína (LP) en sangre: LDL: LP de baja densidad HDL: LP de alta densidad Gota Lipídica Esteres de Colesterol Colesterol Pregnenolona (P5) Colesterol 11-Desoxycortisol Cortisol P5 Retículo Endoplásmico 17-H-P5 Núcleo 17-H-P 11-Desoxycortisol Mitocondria Cortisol

5 Clasificación de Esteroides 17 Colesterol H Esteroidogénesis H 1 1 carbonos: Progestinas (P5, P, 17-H-P5, 17-H-P) Mineralocorticoides (Aldosterona) Glucocorticoides (Cortisol, Corticosterona) 19 carbonos: Andrógenos (Testosterona, Androstenediona) 1 carbonos: Estrógenos (Estrona, Estradiol) H Pregnenolona Progesterona H CH H H 17α-H-P5 17α-H-P H H H Desoxicortisol H H H H Dehidroepiandrosterona Androstenediona H Estrona H Testosterona H H Estradiol Aldosterona Cortisol 19 Transporte de Hormonas Transporte de Hormonas Proteicas: Son hidrofílicas Son solubles en sangre Están disueltas en sangre Esteroideas y Tiroideas: Son lipofílicas Son muy poco solubles en sangre Necesitan unirse a proteínas transportadoras 5

6 Hormonas Lipofílicas 1 Proteínas transportadoras: Globulinas: específicas, alta afinidad, baja capacidad de transporte Albúminas: inespecíficas, baja afinidad, alta capacidad de transporte Equilibrio hormona unida y libre en sangre (1-5% libre) Solo la hormona libre puede entrar en la célula blanco Interacción Hormona-Célula Transmisión del mensaje 3 Características de un Receptor Llave y Cerrojo Llave = Hormona Cerrojo = Receptor Especifidad del receptor para una hormona Receptor solo en células blanco Sensibilidad de la célula depende del número de receptores Es una proteína Altamente específico para su hormona Alta afinidad por su hormona Esto permite que la hormona tenga efecto en la célula blanco a pesar de la baja concentración

7 Características de un Receptor 5 Ubicación del Receptor A mayor afinidad, mayor duración del efecto biológico La acción hormonal termina al disociarse del receptor: Disminución concentración de la hormona Reciclaje del receptor Número de receptores (sensibilidad): Síntesis Degradación Membrana HP HP Núcleo Hormona proteica Receptor de membrana Citoplasma Núcleo y/o Citoplasma Citoplasma HE HE Hormona esteroidea Receptor nuclear Núcleo Membrana celular Localización de receptores 7 Ejemplo de Receptor de Membrana Receptores de: Progesterona xitocina Positivo Positivo Negativo Nuclear Membrana 7

8 9 Proteína: segundo mensajero 3 Respuestas celulares post-receptor Hormona se une a su receptor de membrana Esto activa la adenilciclasa Se activa el mensajero secundario (ATP pasa a AMPc) El AMPc fosforiliza una protein-quinasa responsable de la respuesta biológica Hay varios mensajeros secundarios: AMPc es solo uno Hormona proteica 31 Acción de un esteroide 3 Citoplasma Núcleo Complejo receptorchaperonina Citoplasma Esteroide 1) Recepción Receptor de membrana ) Traducción 3) Respuesta Vía de traducción de la señal Activación de respuestas celulares Chaperonas moleculares Fosforilación Complejo receptor-hormona Cromatina Proteína nueva Hormona proteica Membrana celular Receptor asociado al ADN Transcripción ARNm Ribosomas Traducción

9 33 Metabolismo hormonal 3 Metabolismo de Hormonas Hormonas proteicas: Internalización del complejo hormona-receptor En el hígado son fraccionadas por peptidasas Esteroides: En el hígado se solubilizan conjugándolos con Sulfatos Glucuronidos Se excretan en la orina y en a bilis A nivel celular pueden ser convertidas en otros esteroides (con o sin actividad metabólica) Vida media en sangre 35 Concentración de una hormona 3 Hormonas tiroideas: 1 a días (T3 = 1 y T = ) Esteroides: a 1 minutos Hormonas hipotalámicas: 5 a 1 minutos Depende de Tasa de producción: síntesis y secreción Punto de mayor control Tasa de entrega: depende del flujo sanguíneo Tasa de degradación y eliminación 9

10 Cómo se termina la acción hormonal? 37 Resumen Hormonas Proteicas 3 Niveles de hormona circulante se regulan por el efecto biologico provocado por la hormona: glucosa insulina glucosa insulina La concentración resultante dependerá de la vida media de la hormona Proteínas de membrana con actividad tirosinfosfatasa Inactivan desfosforilando el receptor Desensibilización del receptor Degradación del receptor Síntesis proteica Almacenamiento en gránulos como prohormona Liberación por exocitosis Transporte libre en sangre Receptor de membrana con segundo mensajero Resumen Hormonas Esteroideas 39 Sintetizadas a partir del colesterol No se almacenan en la glándula Se transportan ligadas a una proteína Tienen su receptor en el núcleo o en el citoplasma rigen en gónadas, corteza adrenal y placenta Regulación de la secreción de hormonas 1

11 Retroalimentación o Feedback 1 Control de secreción hormonal Negativa Metabólico Hormonal Nervioso Glándula 1 Glándula Glándula 1 Hormona 1 Hormona Glándula Positiva Glándula 1 Hormona [Ca ++ ] Hormona 1 Glándula Hormona 1 Hormona Glándula Hormona tras funciones x Circuito de retroalimentación 3 Carnero Hipófisis Circuito de Feedback Negativo Largo Glándula 1 Corto Glándula 1 Ultracorto Glándula 1 LH T Testículo 3 Muestras de sangre de un carnero cada minutos 1 1 H-1 Glándula H- H-3 Glándula 3 H-1 H- Glándula H-1 LH (ng/ml) 1 1 Hora del día 1 Testosterona (ng/ml) Adaptado de Austin & Short (19) 11

12 Frecuencia de muestreo de sangre 5 Secreción de LH con y sin Feedback LH (ng/ml) LH (ng/ml) 3 c/ min Hora del día c/1 min Hora del día Testosterona (ng/ml) Testosterona (ng/ml) En qué se diferencian las dos gráficas? LH (ug/l) Carnero: Antes de castrar Después de castrar T i e m p o ( m i n ) Van Lier et al