UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS FASE I, Unidad Didáctica: BIOQUÍMICA MÉDICA 2º AÑO CICLO ACADÉMICO 2,011 Generalidades de HORMONAS Dr. Mynor A. Leiva Enríquez
Acción Hormonal Estímulo Glándula Como consecuencia, Aumenta la síntesis y liberación de una hormona Liberación a la sangre y diseminación a los tejidos de la hormona Combinación de la hormona con su receptor específico y activación de mecanismos determinados a un fin Evidencia de la acción hormonal.
Órganos endócrinos 3
Clasificación de las Hormonas Por su mecanismo de acción: I. Hormonas que se unen a receptores intracelulares. II. Hormonas que se unen a receptores en la superficie celular y usan segundo mensajero a) AMP c b) GMP c c) Calcio o fosfatidilinositoles d) Cinasa o cascada de fosfatasas
Mecanismos de señalización celular Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
Reconocimiento Estímulo Liberación de Hormona Hormonas del Grupo I Hormonas del Grupo II Generación de señal Complejo Receptor-Hormona Muchas señales diferentes E f e c t o s Transcripción de genes Canales transportadores Translocación de proteína Modificación de proteína Respuesta coordinada, según el estímulo
DERIVACIÓN BIOQUÍMICA DE LAS HORMONAS DERIVADOS DE LOS AMINOÁCIDOS Aminoacidos Tripéptidos Péptidos pequeños Péptidos de tamaño intermedio Polipéptidos complejos y glucoproteinas Catecolaminas, serotonna, tirosina Hormona liberadora tirotropina (TRH) VP (HAD), somatostatina Insulina, hormona paratiroide Gonadotropinas, hormona estimulante del tiroides (TSH)
DERIVADOS DE PRECUSORES LIPÍDICOS Derivados del colesterol Cortisol, testoreno, esttadiol, vitamina D Derivadas de ácidos grasos Derivados de fosfolípidos Prostanglandinas, leucotrienos Factor activador de plaquetas
DERIVADAS DE OTROS QUÍMICOS Purinas Adenosina Gases Óxido nítrico
I. Con receptores intracelulares Andrógenos Calcitriol (1,25[OH]2-D3) Estrógenos Glucocorticoides Mineralocorticoides Progestágenos Ácido Retinoico Hormonas Tiroideas (T3 y T4)
II-A Receptores superficiales El segundo mensajero es AMP c Catecolaminas a 2 Adrenérgicas Catecolaminas b Adrenérgicas Hormona Adrenocorticotrópica (ACTH) Hormona Antidiurética (ADH) Calcitonina Gonadotropina coriónica humana (GCH) Hormona liberadora de corticotropina Hormona estimulante del folículo (FSH)
Ejemplos de algunas Formas hormonales.
Receptor betaadrenérgico Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
Señalización, Proteínas G Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
II-A Receptores superficiales El segundo mensajero es AMP c Glucagón Lipotropina Hormona luteinizante (LH) Hormona estimulante de melanocitos (MSH) Hormona paratiroidea (PTH) Somatostatina Hormona estimulante de la tiroides (TSH)
AMPc, 2 mensajero Hormona + Receptor + Proteína G Adenilciclasa produce AMPc 4 AMPc activan a PROTEÍNA CINASA A PC-A activa a la GLUCOGENÓLISIS e inhibe a la GLUCOGÉNESIS PC-A en el núcleo activa a factores de transcripción CREB y ATF modificando la expresión genética. Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
Amplificación de la señal Un complejo H-R varias P G Una P G varias Adenil-ciclasa Una AD-C muchas AMPc 4 AMPc una Proteína Cinasa A Una PC-A Fosforilasas Cinasas A Una F C A Varias Glucógeno fosforilasas A Una G-fosforilasa A muchas Glucosa 1 - P Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
II-B Receptores superficiales El segundo mensajero es GMP c Factor Natriurético auricular (ANF) Oxido Nítrico (NO)
II-C Receptores de Superficie el segundo mensajero es Calcio o Fosfatidilinositoles (o ambos) Acetilcolina (muscarínico) Catecolaminas a adrenérgicas 1 Angiotensina II Hormona antidiurética (Vasopresina) Colecistocinina Gastrina
GLUCOGENÓLISIS EN EL STRESS Adrenalina Receptor Proteína G Adenil-ciclasa ATP AMPc AMPc + RR proteíncinasa activa C Fosforilasa quinasa activa Fosforilasa activa Glucosa-1-P Energía
II-C Receptores de Superficie el segundo mensajero es Calcio o Fosfatidilinositoles (o ambos) Hormona liberadora de gonadotropina Oxitocina Factor de crecimiento derivado de plaquetas Sustancia P Hormona liberadora de tirotropina
Calmodulina La unión de calcio induce adaptaciones que activan enzimas Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
Activación del Fosfatidilinositol Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
Activación del Fosfatidilinositol Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
Degradación del inositol trifosfato (IP3) Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
Fosfoglicéridos 2 mensajeros Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
Cadenas laterales de ácidos grasos en los segundos mensajeros lipídicos El cuadro amarillo puede corresponder a fosfatidilinositol 4,5- bifosfato (PIP2), fosfatidilcolina y fosfatidiletanolamina. Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
Productos resultantes de la degradación de Acetil-colina Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
II-D Receptores de Superficie el segundo mensajero es una CASCADA DE CINASA O FOSFATASA Somatomamotropina coriónica Factor de crecimiento epidérmico Eritropoyetina Factor de crecimiento de fibroblastos Hormona del crecimiento (HC)
II-D Receptores de Superficie el segundo mensajero es una CASCADA DE CINASA O FOSFATASA Insulina Factores de crecimiento I y II similares a la insulina Factor de crecimiento nervioso Factor de crecimiento derivado de plaquetas Prolactina
MECANISMO DE ACCIÓN DE LA INSULINA insulina subunidad a S - S Glucosa S-S S-S ATP subunidad b PO P 4 P P PO 4 PO 4 IRS-1/2 Glucosa GLUT 4 TRANSPORTE DE GLUCOSA p110 p85 PI 3-K P GLUT 4 PKB/AKT P GLUCOGÉNESIS LIPOGÉNESIS
Ejemplos de algunas Formas hormonales.
Características generales Tipos Grupo I Esteroides, yodotironinas, calcitriol y retinoides Grupo II Polipéptidos, proteínas, glucoproteínas Catecolaminas Solubilidad Lipofílica Hidrófila Proteínas de transporte Sí No Vida media pl. Horas o días Minutos Receptor Mediador Intracelular Comp. H-Recep Membrana plasmática. camp, cgmp, Ca, PI, cascada de cinasas
Almacenamiento de Hormonas HORMONA ALMACENAMIENTO Esteroides y 1,25(OH) 2 D3 Catecolaminas y Hormona Paratiroidea INSULINA Hormonas Tiroideas T-3 T-4 NINGUNO HORAS DÍAS SEMANAS
Procesos endócrinos básicos. Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
El sistema regulador Hipotálamo-hipófisis Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
Alteraciones hormonales hipofisiarias HORMONA DEFICIENCIA EXCESO TSH Hipotiroidismo tirotoxicosis ACTH hipoadrenalismo Enf. Cushing FSH/LH hipogonadismo Pubertad precoz GH PROLACTINA Estatura corta ninguna Gigantismo/ acromegalia Galactorrea/ infertilidad
Ejes hipotálamo-hipófisis, anterior Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
Glándula localizada en la silla turca localizada debajo del cerebro. Se comunica con el hipotálamo a través del tallo pituitario. Se divide en 2 lóbulos: Anterior: adenohipófisis (80%) Posterior: neurohipófisis.
GHRH Péptido 44aá Sintetizado en hipotálamo (n.arqueado,ventromedial) Se une a R estimulando sist. Adenilato-ciclasa, calcio-calmodulina, transcribiendo y secretando HC. SOMATOSTATINA 2 formas, 14 y 28 aá Receptores en cerebro e intestino Une a R proteína G inhibitoria (Gi), disminuyendo AMP c. Inhibe secreción de HC.
T R H Hormona liberadora de tirotropina Tripéptido Sintetizado como pro-hormona Estimula la síntesis y secreción de TSH Receptor en la superficie de la hipófisis estimula fosfolipasa C que genera Trifosfato de inositol que libera Ca.
OXITOCINA: Estimula la contracción del músculo liso de útero y mama. Funciona en parto y lactancia. VASOPRESINA (HAD): péptido cíclico 9 aá Control de metabolismo hídrico. agua osm VP exc. Orina diluida agua osm VP exc. Orina
Tirotropina (TSH) Glucoproteína Se secreta de forma pulsátil y siguiendo un ritmo circadiano. Vida media plasmática 65 min. Órgano diana: glándula tiroides Influye en la biosíntesis y secreción de hormona tiroidea. Regulación por retroalimentación negativa. (T4, T3).
Proteína 22KDa. 2/3 unida a proteína de transporte. Vida media en plasma de 20 minutos. Hipófisis contiene 10mg. Solo 5% se libera c/d, c/3-4h. Mayor actividad secretora durante la noche y en niños y adultos jóvenes.
Funciones de la Hormona del Crecimiento Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
Funciones de la Hormona del crecimiento HC Hueso Proteínas Lípidos Carbohidratos Aumenta deposito proteína y la tasa de reproducción en condrocitos y osteoblastos Conversión de condrocitos en células osteogénicas Aumenta transporte aminoácidos Aumenta transcripción de ADN y traducción de RNA Disminuye catabolismo proteico Moviliza ácidos grasos Disminuye utilización de glucosa Utiliza grasa como fuente energética Aumenta depósitos de glucógeno Disminuye captacion de glucosa (efecto diabetógeno) Aumenta secreción de insulina
FACTOR DE CRECIMIENTO SIMILAR A LA INSULINA 1 Péptido de 70aá. Se produce en R/ a HC, produciendo estimulación de los tejidos donde se produce (parahormona). Hígado principal fuente de IGF-1 circulante. Se transporta unido a proteínas de transporte (IGFBP-3)
Comparación de la estructura de las hormonas glucoprotéicas Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
Concentración plasmática de TSH (0.4 4.0 mu/l) Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
Folículos Glándula tiroides
Hormonas Tiroideas Se originan a partir de TIROSINA. Se sintetizan como parte de TIROGLOBULINA 8-10% de carbohidratos yoduro 0.2-1% 115 resíduos de tirosina
Metabolismo del yoduro Concentración del yoduro Oxidación Organificación o yoduración Acoplamiento de los yodotirosilos
Organificación Residuos de tirosina Tirosina DIT MIT MIT
Hormonas Tiroideas Fuente: Bioquímica Baynes & Dominiczak 2a- Edición, Elsevier
Utiliza el hueso como reservorio de Ca cuando hay deficiencia y de depósito cuando hay exceso. 99% en forma de hidroxiapatita, el resto en tej.blandos, dientes y LE. Funciones: Transimisión neuronal Contracción de cél. Musculares Proliferación celular Estabilidad y permeabilidad de membranas celulares. Coagulación sanguínea Mineralización del hueso Calcio sérico total 8.8-10.4mg/dl
Se presenta en la circulación de tres formas: Ca+ ionizado forma fisiológicamente activa (50% calcio total). Unido a proteinas mayor parte del Ca restante, principalmente unido a albúmina cargada negativamente (40%) Como complejos, citrato y fosfatos (10%)
Receptor acoplado a proteina G Se encuentra el células principales de glándula paratiroides. Células C tiroideas Túbulos renales. Responde a cambios en el calcio ionizado.
Hormona paratiroidea: Hormona peptídica de 84aá- Segregada por células principales de glándulas paratiroides. Disminución de calcio ionizado EC o aumento de Fosfato estimula su secreción. Deficiencia crónica de Mg inhibe su liberación Regula la concentración de Ca directamente sobre hueso y riñón e indirectamente sobre el intestino.
Vitamina D: Sintetizada en la piel por radiación UV. El 25 OHcolecalciferol es la principal forma de depósito hepático. El metabolito activo de la vitamina D es 1,25OHcolecalciferol. Aumenta la absorción intestinal de calcio Con la PTH, estimula la reabsorción ósea por osteoclastos. Aumenta la concentración sérica de Calcio y fosfato.
Calcitonina: péptido de 32aá. Sintetizado y segregado por células foliculares de PTH (cél. C) Secresión regulada proporcionalmente por concentración de Ca. Inhibe la reabsorción ósea osteoclástica. H. tiroidea: estimula la reabsorción de Ca por osteoclastos. H. esteroides suprarrenales y gonadas: Aumenta la función osteoblástica y disminuye la osteoclástica. Disminuye la excresión de Ca y P por el riñon, y excresión intestinal. H. crecimiento: efecto anabólico sobre el hueso, crecimiento. Aumenta excresión urinaria de Ca y de hidroxiprolina, disminuye la excresión urinaria de P-
Causas comunes Causas no comunes Hiperparatiroidismo primario Enfermedades malignas Iatrogénico-vitamina D Tirotoxicosis múltiple mieloma Sarcoidosis Inducido por medicamentos: diuréticos tiazídicos, lithium- Fallo renal. Hipercalcemia hipocalciurica familiar
Hipoparatiroidea No paratiroidea Resistencia PHT Pos-quirúrgica Deficiencia de vitamina D pseuhipoparatiroidismo Idiopática Malabsorción hipomagnesemia Hipomagnesemia adquirida Irradiación de cuello Terapia anticonvulsivante Enfermedad renal, hepática. Hipofosfatemia resistente a vitamina D
Aviso: Para el estudio del tema XENOBIÓTICOS, debe agregar en su revisión, el estudio del CAPÍTULO 52 del libro BIOQUÍMICA DE HARPER Edición 17. No hay documentos de apoyo. Leer los capítulos de los textos indicados. ÉXITOS. FUE UN GUSTO ATENDERLES. Dr. Leiva.