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Fisiopatología general del Fisiopatología general del sistema endocrinosistema endocrino
• Misión y funciones del sistema endocrino• Mecanismos de acción hormonal.• Sistema ligando-receptor• Fisiopatología de los trastornos hormonales• Transmisión de las señales a la célula.• Trastorno de sensibilidad a las hormonas.• Clasificación de los trastornos del sistema endocrino.
Funciones controladas por el Sistema Endocrino
Crecimiento y desarrollo División y diferenciación celular
Reproducción Desarrollo de órganos sexuales; caracteres sexuales 2º; gametogénesis; ciclo menstrual
Conducta sexual
Función corporal Efectos hormonales
Respuesta al estrés Reacción general de adaptaciónConducta social
Homeostasis del medio interno
Control de procesos digestivos
Presión sanguínea; excreción de agua Concentración sanguínea de glucosa, minerales, gases, hidrogeniones y células sanguíneas
Conducta alimentaria
Producción, utilización y almacenamiento de energía
Metabolismo intermediario
Mecanismos de acción Mecanismos de acción hormonalhormonal
Célula endocrina
Célula diana
Sistema detransporte
RR
El sistema endocrino está formado por células secretoras especializadas
Además de las glándulas endocrinas existen otros órganos que contienen células secretoras. Cuando fracasa la función principal de ese órgano puede fracasar también su función endocrina. ¿Cree que este puede ser el caso de…
las gónadas?
del riñón?.
del páncreas?
la piel?.
HipotálamoHipófisis
TiroidesParatiroides
Timo
Testes
Adrenal
Páncreas
RiñónOvario
ÚteroGlándulas y órganos que contienen tejido endocrino
Hipotálamo
Tiroides
Hígado, hueso y partes blandas
Cortezaadrenal
Ovarios
o
Testículos
Ovarios o Testículos
Mamay
GHTSH
Prolactina LH/FSH
ACTH
Organización en cascada de los ejes neuroendocrinos
Mecanismos de control hormonas: retroalimentación
Sistema 1
Sistema 2
+
Sistema 1
Sistema 2
-
Sustancia 1 Sustancia 1
Sustancia 2Sustancia 2
++
Características que deben cumplir los órganos endocrinos
• Contienen células secretoras especializadas
• Responden a estímulos endocrinos, nerviosos o metabólicos
• Liberan hormonas con acciones especificas sobre células concretas
• Su patología produce alteraciones funcionales y/o estructurales
La química de las hormonas
La mayoría de las hormona, no todas, se almacenen en gránulos de secreción intracelulares; viajan libres por el plasma; y no entran en sus células diana sino que se unen a receptores de membranas. ¿A qué categoría química que cree que pertenecen la mayoría de las hormonas?
Son derivados de ácidos grasos
Son péptidos o proteínas
Son derivados de aminoácidos
Son derivados del colesterol
Clasificación de las hormonas según su naturaleza químicaClasificación de las hormonas según su naturaleza química
Aminas(Derivados de Aa)
Adrenalina (tirosina)Noradrenalina (tirosina)Dopamina (tirosina)Triyodotironina (T3) (tirosina)Tiroxina (T4) (tirosina)Histamina (histidina)Melatonina (triptófano)Serotonina (triptófano)
Esteroides(Derivados de colesterol)
Testosterona5--dihidrotestosterona (DHT)Estradiol ProgesteronaCortisolAldosterona1,25 dihidroxicolecalciferol
Péptidos(<20 Aa)
TRH (3)Oxitocina (8)ADH (8)Angiotensina II (8)GnRH (10)MSH (13)Sonatostatina (14)Gastrina (17)-endorfina (17)
Proteínas(>20 Aa)
CCK (22)-MSH (22)VIP (28)Glucagón (29)-endorfina (31)Calcitonina (32)Secretina (33)ACTH (39)GHRH (40)CRH (41)Insulina (50)PTH (84)-LPH (58)-LPH (91)PRL (199)LH (204)FSH (210)TSH (211)
Leucotrienos(Derivados de ác grasos)
ProstaglandinasLeucotrienosTromboxanos
Hormonas bajo control
Los órganos endocrinos no sólo responden sino que están controlados por mecanismos de tipo hormonal, metabólico o nervioso. ¿Cree que estos mecanismos forman parte de sistemas complejos que…
integran señales neurológicas y hormonales
se organizan en cascada
Amplifican la señal hormonal
utilizan retroalimentación negativa en ciertos momentos y positiva en otros
Centros superiores del SNC
Hipotálamo
Hipófisis
Glándulas diana
Centros superiores del SNC
Hipotálamo
Hipófisis
Glándulas diana
fM femto (10-15)pM pico (10-12)
nM nano (10-9)
M micro (10-6)
Amplitud
Frecuencia
Amplificación en cascada de la producción hormonal
Célula endocrina Célula neurotransmisora
R R
R R
R R
R R
R
Auto
crin
a
Auto-crina
Para
crin
aParacrina
Célula diana de hormonas
Célula diana de hormonas y
neurotransmisores
Axón
Vasosanguíneo
Actuación de hormonas y neurotransmisores
25
50
75
100
Basal(preexistente)
Respuestaa hormona 1
Respuestaa hormona 2
Respuestaa ambas
hormonas
Func
ión
celu
lar (
% d
el m
áxim
o) Representación de una respuesta hormonal sinérgicasinérgica
Características que deben cumplir las hormonasCaracterísticas que deben cumplir las hormonas
• Mensajeros químicos secretados por células endocrinas en cantidades muy pequeñas
• Actúan sobre distintos tipos celulares siempre que tengan moléculas de reconocimiento específico (receptores)
• Sustancia que liberada por una célula actúa sobre otra tanto cercana como lejana, independientemente de la vía empleada para su transporte
•Actúan sobre células de tejidos específicas catalizando reacciones preexistentes
•Su secreción está controlada por mecanismos endocrinos, metabólicos o nerviosos
Sistema ligando/receptorSistema ligando/receptor
Célula endocrina
Célula dianaR R
Características que deben cumplir los receptores Características que deben cumplir los receptores hormonaleshormonales
• Proteínas celulares, localizadas en la membrana o en el interior de la célula
•Transmiten información al interior de la célula
• Discriminan entre pequeñas variaciones de concentración hormonal
• Reconocen su hormona entre millones de moléculas
Hipofunción Hiperfunción
Destrucción
Bloqueo
Degradada
Estimulación
AnticuerposAntagonistas
Hormona
Prohormona
Glándula
Receptor
Defectos congénitosde la síntesis hormonal
Hipofunción Hiperfunción
Producción ectópicaIatrogenia
Degradada
Bloqueo
Tumor/hiperplasia
Anticuerpos
Hormona
Prohormona
Glándula
Receptor
Destrucción
Bloqueo
Degradada
Estimulación
AnticuerposAntagonistas
Defecto congénito Estimulación autoinmune
G
Enzima
Canal iónicoEnzimao canal
Tipos de receptores hormonalesTipos de receptores hormonales
(a)
(b)(c)
(d)
GEFECTOR
Segundos mensajeros
Proteín-cinasas
Fosforilación de enzimas Fosforilación de factores de trascripción
Cambios metabólicosinmediatos Variaciones en la
Trascripción génica,Proliferación
Receptores unidos a proteinas GReceptores unidos a proteinas G
Ligando Tipo de acción(receptor)
Sistema de respuestaERH Efecto
Efecto biológico
Agonista
Agonista parcial-antagonista parcial
CortisolGlucocorticoideMineralocorticoide
ERG/API AgonistaERM Agonista
Progesterona ProgestágenoGlucocorticoide
ERP AgonistaERG Agonista parcial
EstrógenicoEstrógenico
ERE AntagonistaAPI Agonista
Agonista mixto-antagonista mixtoTamoxifeno
Espironolactona MineralocorticoideAndrogénico
ERM AntagonistaERA Antagonista Antagonista
Relación Ligando/efecto biológico
Hormona
Receptor
Efector
Respuesta
Defecto
Célula diana
Daño tisular
Estimulación
Daño tisular
Pseudo-Hipofunción Pseudo-Hiperfunción
PATOLOGÍA CAUSADA POR MUTACIONES EN LOS RECEPTORES DE MEMBRANA O SU SISTEMA EFECTOR
GerminalPérdida de funciónR-Vasopresina V2R-ACTHSensor de calcio
DIN familiarACTH-resistencia al familiarHipercalcemia hipocalciúrica
R-TSHR-LH
GerminalSomática Germinal
Ganancia de funciónHipertiroidismo familiarNódulo tiroideo calientePubertad precoz familiar
PolimorfismoR-3DM tipo 2 + obesidad
Trastorno post-receptor
Célula implicadaDisfunciónProteína mutadaDisfunción del receptor
Proteína Gs-
GerminalPérdida de funciónPseudohipoparatiroidismo
Ganancia de funciónSomáticaSomáticaEmbrionaria
AcromegaliaNódulo tiroideo calienteMcCune-Albright
ActivaciónProteína Gi-¿Tumor ovárico?¿Tumor corticoadrenal?
Variaciones en la regulación del receptor??
Proteína Gs-
Receptor Trastorno Herencia
R- vitamina D Raquitismo resistente a Vitamina D AR
R- de hormonas tiroideas Resistencia a las hormonas tiroideas AD
R- de andrógenos Insensibilidad a andrógenos Ligado al X
R- de andrógenos Cáncer de próstata MS
R- de estrógenos Resistencia a los estrógenos AR
R- de estrógenos Cáncer de mama tamoxifeno-resistente MS
R- de glucocorticoides Resistencia a los glucocorticoides ADR- de ácido retinoico Leucemia promielocíticaTranslocación
PATOLOGÍA CAUSADA POR MUTACIONES EN RECEPTORES NUCLEARES
AR: autosómico recesivo; AD: autosómico dominante; MS: mutación somática (mutación que afecta a una célula madura ya diferenciada)
• Estados de deficiencia hormonal- Defectos específicos en la biosíntesis hormonal - Destrucción glandular- Trastornos extraglandulares
Clasificación de los trastornos endocrinosClasificación de los trastornos endocrinos
• Estados de hiperfunción hormonal- Tumores- Hiperplasia- Estimulación autoinmune- Administración de hormonas exógenas
• Defectos en la sensibilidad a las hormonas- Resistencia a las hormonas- Hiperrespuesta primaria
•Trastornos no hormonales de las glándulas endocrinas
XXXXXX
Introducción:
1ª posibilidad
2ª Posibilidad.
3ª Posibilidad.
XXXXXX
Introducción:
1ª posibilidad
2ª Posibilidad.
3ª Posibilidad.
• Estados de deficiencia hormonal- Defectos específicos en la biosíntesis hormonal - Destrucción glandular- Trastornos extraglandulares
Clasificación de los trastornos endocrinosClasificación de los trastornos endocrinos
• Estados de hiperfunción hormonal- Tumores- Hiperplasia- Estimulación autoinmune- Administración de hormonas exógenas
• Defectos en la sensibilidad a las hormonas- Resistencia a las hormonas- Hiperrespuesta primaria
•Trastornos no hormonales de las glándulas endocrinas
Dominio de unión
COOH
NH2
Dominio de unión
Dominio de unión
Dominio de unión
Dominio tirosina cinasa
Proteína accesoria con dominio tirosina cinasa
Guanidil ciclasa
Dominio similar a cinasa
Receptor con siete dominios transmenbrana(pe. y -adrenérgico; catecolaminasLH, ACTH, PTH, dopamina, glucacón)
Receptor de factores de crecimiento(pe. EGF, IGF, insulina)
Receptor de citocinas(pe. GH, PRL)
Receptor guanilato-ciclasa(pe.PAN)
TIPO
S D
E R
ECEP
TOR
ES H
OR
NA
LES
DE
MEM
BR
AN
A
PAN: péptido atrial natriurético
EGF:factor de crecimiento epidérmico
IGF: factor de crecimiento similar a la insulina
GH: hormona de crecimiento
PRL: prolactina
LH:hormona luteinizante
ACTH: adrenocorticotropina
PTH: h. paratiroidea
Transmisión de señales a la célulaTransmisión de señales a la célula
• La unión de L-R regula la transcripción génica– El Receptor es un factor de transcripción– El Receptor regula un 2º mensajero expresión génica
• La unión de L-R regula el flujo de iones– El Receptor es un canal iónico– El Receptor genera un 2º mensajero abre un canal
• La unión de L-R regula una enzima– El Receptor es una enzima– El Receptor regula un enzima, vía proteína G
Receptor con siete
dominios transm
enbrana(pe. -adrenérgico; catecolam
inas)
Receptor de factores de
crecimiento
(pe. EG
F)
Receptor de citocinas
(pe. GH
)
Receptor guanilil ciclasa
(pe.PA
N)
Dom
inio de uniónDom
inio de unión
Dom
inio de unión
Dom
inio de unión
Dom
inio tirosina cinasa
Proteína accesoria
con dominio tirosina cinasa
Dom
inio similar a cinasa
Guanilil ciclasa
H
HH
H
HH
SP
HS
P HS
P
RR
RR
RR
Mem
bran
a pl
asm
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a
Mem
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AA
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EJO
EST
ERO
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REC
EPTO
R
G
Enzima
Canal iónicoEnzimao canal
FAMILIAS DE RECEPTORES
H
H H
R
R
R
/
/
/
E
E
GDP
GTP
GDP
GDP
GTP
GTP
TRANSDUCTORES PROTEÍNA G
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
H
H
H
H
H H H
HHHR R
COMPONENTES DEL SISTEMA ENDOCRINO
H
H
H
H
H H H
HHHR R
COMPONENTES DEL SISTEMA ENDOCRINO
(a)
(b)
(c)
Degradada
Degradada
Prohormo
na
Glándula
Hormona
Receptor
Efector
Respuesta
DestrucciónBloqueo
Tumor
Hiperplasia
Producción ectópicaIatrogenia
BloqueoEstim
ulación
AnticuerposAntagonistasDefecto
Anticuerpos
Daño tisular
Célula diana
Hipofunción
Hiperfunción
Bloqueo
Daño tisular
Estimulación
“UNA HORMONA SERÍA CUARQUIER SUSTANCIA QUE LIBERADA POR UNA CÉLULA ACTUASE SOBRE OTRA CÉLULA, TANTO CERCANA COMO LEJANA, E INDEPENDIENTEMENTE DE LA SINGULARIDAD O UBICUIDAD DE SU ORIGEN Y SIN TENER EN CUENTA LA VÍA EMPLEADA PARA SU TRANSPORTE, SEA ESTA CIRCULACIÓN SANGUINEA, FLUJO AXOPLÁSMICO O ESPACIO INTERSTICIAL”.
Guillemin (1977)
Bas
al
Reg
ulac
ión
desc
ende
nte
norm
al
Reg
ulac
ión
desc
ende
nte
exce
siva
Reg
ulac
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desc
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nte
defic
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Rec
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DE
LA S
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IDA
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LA
S H
OR
MO
NA
S
ACCIONES DE HORMONAS Y NEUROTRANSMISORES, Y SUS INTERRELACIONES
H
H
H
H
H
H
H
H
H
HH H
H
H
H H
HH
H
H
N
N
NN
NN
N
R R
R R
R R
R R
R
Aut
ocrin
a
Auto-crina
Célula endocrina
Célula diana de hormonas
Paracrina Par
acrin
a
Vasosanguíneo
Célula neurotransmisora
Axón
Célula diana de hormonas y neurotransmisores
DegradadaDegradada
Prohormona
Glándula
Hormona
Receptor
Efector
Respuesta
DestrucciónBloqueo
TumorHiperplasia
Producción ectópicaIatrogenia
BloqueoEstimulación
AnticuerposAntagonistas
Defecto
Anticuerpos
Daño tisular
Célula diana
Bloqueo
Daño tisular
Estimulación
H
H H
R
R
R
/
/
/
E
E
GDP
GTP
GDP
GDP
GTP
GTP
TRANSDUCTORES PROTEÍNA G
Control de la secreción hormonalControl de la secreción hormonal
Hipotálamo
Hipófisis
Otras glándulas
SNC
Efectos sistémicos
Patrón pulsátil
Patrón pulsátil
Estímulos específicos
Control de la secreción hormonalControl de la secreción hormonal
Hipotálamo
Hipófisis
Otras glándulas
SNC
Efectos sistémicos
Patrón pulsátil
Patrón pulsátil
Estímulos específicos
Mecanismo de acción Mecanismo de acción hormonalhormonal
Célula endocrina
Célula diana
Sistema detransporte
RR
Célula endocrina Célula neurotransmisora
R R
R R
R R
R R
R
Auto
crin
a
Auto-crina
Para
crin
aParacrina
Célula diana de hormonas
Célula diana de hormonas y
neurotransmisores
Axón
Vasosanguíneo
Liberación de hormonas Liberación de hormonas y neurotransmisores y neurotransmisores
Respuestaautoinmune
alterada
Inmuno-moduladores
Hormonaclásica
SistemaInmune
Enfermedadautoinmune
SistemaEndocrino
RELACIÓN ENTRE LOS SISTEMAS INMUNE Y ENDOCRINO