SISTEMA ENDOCRINO

Arnold A Berthold (1803-1861)

Primeros experimentos endócrinos

ABLACIÓN - TRANSPLANTE

Claude Bernard(1813-1878)

Claude Bernard estableció que el sistema endocrino regula el medio interno de los animales. Las “secreciones internas” se liberan en una parte del cuerpo, viajan vía la circulación y actúan en blancos lejanos. (Circa 1854)

HOMEOSTASIS

Ernest Henry Starling (1866-1927)

• Estudió la funcionalidad de proteínas séricas. • En 1902 demostró con Bayliss que la secretina

estimula la secreción pancreática• Fue el primero en usar el término hormona

Mediador químico secretado por glándulas endocrinas

El sistema endocrino mantiene la homeostasis

El concepto de Hormonas (que actuan sobre células blanco distantes) para mantener la estabilidad del medio interno fue uno de los mayores avances en el conocimiento fisiológico.

Un cambio en el medio interno provoca la secreción de hormona y la acción resultante de la misma sobre sus células blanco restaura la condición normal.

El retorno al status quo resulta en el mantenimiento de la homeostasis

Detección y señalización

Las glándulas endócrinas sintetizan y almacenan hormonas. Poseen un sistema de detección y señalización que regula la duración y cantidad de liberación hormonal por retroalimentación desde la célula blanco.

Sistema Endócrino vs. Nervioso

• Sistemas de comunicación principales.• Integran estímulos y respuestas frente a cambios en

el ambiente externo e interno. • Coordinan funciones de células, tejidos y órganos

altamente diferenciados.• Sistema endócrino es anatómicamente discontinuo.

El sistema nervioso ejerce un control punto a punto mediante vías nerviosas (similar a una comunicación cablegráfica). Señal eléctrica, respuesta rápida.

El sistema endócrino difunde mensajes hormonales a prácticamente todas las células por secreción en sangre y fluido extracelular. Respuesta lenta (de minutos a días), requiere de receptores en las células diana.

Receptores específicos

La mayoría de las hormonas se liberan a la sangre en muy bajas concentraciones (10 -10 M) interactúan con todas las células del cuerpo. Sin embargo, una hormona determinada ejerce su efecto sólo en un número limitado de células blanco, que posee receptores específicos para esa hormona.

Control por retroalimentación

Funciones principales del sistema endócrino

• Mantenimiento y optimización del ambiente bioquímico interno y del metabolismo.

• Integración y regulación del crecimiento y del desarrollo.

• Control de la reproducción sexual (gametogénesis, apareamiento, fertilización, desarrollo fetal, parto, nutrición neonatal).

Tipos de señalización hormonal

• Hormonas endócrinas via circulación sanguínea a células blanco.

• Neurohormonas liberadas via sinapsis química a la circulación.

• Hormonas parácrinas entre células adyacentes.

• Hormonas autócrinas.

– Hormonas liposolubles: receptores en el citoplasma o núcleo. Respuesta prolongada (ej. esteroides).

– Hormonas insolubles en lipidos: receptores localizados en la membrana celular. Via cascadas de 2dos. mensajeros. Respuesta transitoria.

Interacción hormona-receptor

1, 2 esteroides3 prostaglandinas

aminas, péptidos

• Homonas liposolubles:– Activación directa de genes.– Promueve síntesis de proteinas:

• Incremento y regulación de actividad enzimática.• Crecimiento y reparación tisular.

• Hormonas no liposolubles: • Via segundos mensajeros.• Cambios en la permeabilidad de la membrana.• Inducción de síntesis de proteinas.• Cambios en el metabolismo celular.• Estimulación de actividad secretoria.

Acciones generales

Clasificación por estructura química de las hormonas

Derivados de aminoácidosDerivados de ácidos grasos - Eicosanoides

Esteroides Péptidos

• Esteroides: – Liposolubles– Difunden a través de la membrana celular– Órganos endócrinos

• Corteza adrenal• Ovarios• Testículos• Placenta

Tipos de hormonas

• Hormonas no esteroideas (aminas, péptidos):– Insolubles en lípidos (excepto tiroideas).– Receptores en la membrana celular.– Órganos endócrinos:

• Glándula tiroides.• Glándula paratiroides.• Médula adrenal.• Hipófisis.• Páncreas.• Tracto gastrointestinal

Tipos de hormonas

Entre 3-100 aminoácidos de tamaño.En general producidas como precursores

clivados proteolíticamente. Solubles en agua.El mayor número de hormonas.

Hormonas peptídicas

Síntesis y liberación de hormonas peptídicas

• RNAm específico traducido a precursor proteico, preprohormona

• Glicosilación postraduccional en RE

• Péptido señal hidrofóbico removido en aparato de Golgi, prohormona

• Empaquetamiento, almacenamiento en vesículas, y translocación a la membrana.

Aminas

Dos tipos, derivados del aminoácido tirosina.Hormonas tiroideas y Catecolaminas

Hormonas Tiroideas Sintetizadas en la tiroides a partir modificación de

residuo de tirosina en tiroglobulina, incorporación post-traduccional de iodo, clivaje en lisosomas.

Liberación como T3 y T4. Transporte en sangre mediante globulina (TBG).

Catecolaminas Son tanto hormonas como neurotransmisores.

Epinefrina y norepinefrina. Producidas por la médula adrenal, hidrofílicas Secretadas como hormonas peptídicas.

Todas derivan de colesterol, varían en las cadenas laterales.

Todas son liposolubles. Liposolubles, por lo que no se almacenan y se liberan una

vez sintetizados. Las enzimas de la biosíntesis localizadas en mitocondrias

y REL.

Hormonas esteroideas

Colesterol

Tipos de esteroides

• Glucocorticoides: cortisol en humanos y mayoría de mamíferos.

• Mineralocorticoides: p. ej., aldosterona • Andrógenos:testosterone • Estrógeos: estradiol y estrona • Progestógenos (o progestinas): p. ej.,

progesterona

Síntesis de esteroides

• Pasos de síntesis por enzimas específicas en mitocondria y REL de tejidos esteroidogénicos.

• Paso limitante: transporte del colesterol libre hacia la organela. Steroidogenic Acute Regulatory Protein (StAR)

• Fuente de colesterol: síntesis a partir de acetato, colesterol en gotas intracelulares, captación de LDL (ante esteroidogénesis crónica).

cholesterol

Extracellularlipoprotein

Cholesterolpool

LH

ATP

cAMPPKA+

Pregnenolone

Progesterone

Androstenedione

TESTOSTERONE

3HSD

P450c17

17HSD

acetate

Pueden transormarse en esteroides activos en células blanco

Derivados de ácidos grasos - Eicosanoides

• El acido araquidónico es el precursor más abundante. Depósitos en lípidos de membrana, liberados por acción de distintas lipasas.

• Los eicosanoides específicos sintetizados por una célula son determinados por la batería de enzimas presente en la misma.

• Rápidamente inactivadas, activas sólo por segundos.

• Grupos principales de estas hormonas: prostaglandinas, prostaciclinas, leucotrienos y tromboxanos.

Derivados de ácidos grasos - Eicosanoides

Regulación de la actividad hormonal

Detección y señalización: cambio en homeostasis, sistema endócrino envía señal hormonal a célula blanco, la cual elabora respuesta compensatoria.

Componentes: Recepción del estímulo. Síntesis y secreción hormonal. Transporte al tejido blanco. Inducción de la respuesta. Degradación de la hormona.

•El efecto fisiológico dependerá de la concentración en sangre y líquido extracelular:

1) Tasa de síntesis: retroalimentación (-) o (+) 2) Tasa de transporte al tejido blanco (flujo

sanguíneo).3) Tasa de degradación (vida media), eliminación

metabólica y excreción.

Regulación de la actividad hormonal

Control de la síntesis hormonal

Control neuronal• Aferencias neuronales al hipotálamo controlan la

síntesis y secreción de factores liberadores hipotalámicos, que regulan la actividad de la hipófisis.

Control cronotrópico • Ritmicidad endógena/exógena de secreción (24 h,

12 meses). P. ej., GH, cortisol, melatonina.

Secreción episódica (pulsátil)

• Pulsos cada 5-60 min. P. ej., hormona de crecimiento (GH). Acción endócrina más efectiva.

Control circadiano (cronotrópico)

secreción pulsátil

pico de 24 hs de período

Control por retroalimentación

Control hormona-efector

• Glucosa - insulina