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 del griego, “excitado”
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.
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.
Receptores específicos
La mayoría de las hormonas se liberan a la sangre en muy bajas
concentraciones (10-10 M) e 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.
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.
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
Funciones principales del sistema endócrino
• Mantenimiento y optimización del medio 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).
Clasificación por estructura química
de las hormonas
Derivados de aminoácidos
Derivados de ácidos grasos -
Eicosanoides
Esteroides
Péptidos
– 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
• 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
• Esteroides:
– Liposolubles
– Difunden a través de la membrana celular
– Órganos endócrinos
• Corteza adrenal (aldosterona)
• Ovarios (estradiol, estrógenos, progesterona)
• Testículos (testosterona)
Tipos de hormonas
• Hormonas no esteroideas (aminas, péptidos):
– Insolubles en lípidos (excepto tiroideas).
– Receptores en la membrana celular.
– Órganos endócrinos:
• Glándula tiroides (hormonas tiroideas T3, T4)
• Glándula paratiroides (parathormona)
• Médula adrenal (adrenalina).
• Hipófisis (ya las veremos…).
• Páncreas (insulina, glucagon).
• Tracto gastrointestinal (gastrina, VIP, GIP, CCK,
secretina, etc.)
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 REr
• Péptido señal hidrofóbico removido en aparato de Golgi, prohormona
• Empaquetamiento, almacenamiento en vesículas, y translocación a la membrana.
• Liberación dependiente de Ca2+
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. Liposoluble, transporte en
sangre mediante globulina.
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.
Liposolubles, por lo que no se almacenan y se liberan una
vez sintetizados.
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: testosterona
• Estrógenos: 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 quilomicrones, captación de LDL (ante
esteroidogénesis crónica).
cholesterol
Extracellular LDL
Cholesterol pool
LH
ATP
cAMP
PKA+
Pregnenolone
Progesterone
Androstenedione
TESTOSTERONE
3bHSD
P450c17
17bHSD
acetate
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.
• cAMP
Derivados de ácidos grasos -
Eicosanoides
acido araquidónico
(precursor)
Hipotálamo – Hipófisis: sistema
endócrino maestro
HIPOTÁLAMO
• En el diencéfalo, controla
la mayoría del sistema
endócrino.
• Neurohormonas
reguladoras de la hipófisis.
• Neurohormonas a
circulación sistémica.
HIPÓFISIS
• Conectada con hipotálamo por
tallo hipofisario
• Lóbulo anterior o
adenohipófisis, tejido
endócrino, sintetiza y secreta
hormonas a la circulación.
• Lóbulo posterior o
neurohipófisis, tejido nervioso
terminales neurosecretorios
hipotalámicos.
Retroalimentación hipotálamo-adenohipófisis
El ejercicio intenso induce la
liberación de todas las
hormonas adenohipofisarias.
Acción de hormonas adenohipofisarias
Hormona de crecimiento
• Estimula crecimiento y división celular (músculo y hueso).
• Incrementa el transporte de aminoácidos y síntesis
proteica.
• Incrementa desarrollo óseo por somatomedina hepática.
• Incrementa el metabolismo de lípidos.
• Regulada por GRH (hipoglucemia) y GIH o somatostatina
• Tipicamente es secretada durante el sueño
• Incrementa por desnutrición.
• GH: gigantismo en niños, acromegalia en adultos.
ACTH:
• Estimulada por CRH luego
de estrés agudo.
• Actúa en corteza suprarrenal
promoviendo la liberación de
cortisol.
• Retroalimentación (-) de
ACTH sobre adenohipófisis
e hipotálamo.
LH & FSH:
• Reguladas por GnRH a partir de
pubertad.
• LH secreción de hormonas sexuales.
• FSH desarrollo del folículo ovárico y secreción de estrógenos en hembras, producción de esperma en machos.
Acción de hormonas adenohipofisarias
Prolactina:
• Promueve lactancia.
• Inhibe secreción
hipofisaria de LH en
machos (en exceso
causa esterilidad).
• Controlada por PRH y
PIH hipotalámicos.
TSH: • Estimula síntesis y
secreción de T3 y T4 en tiroides.
• Desarrollo de tiroides (en exceso causa hipertrofia)
• Regulación negativa por T3, T4, y somatostatina.
• Temperaturas bajas inducen TRH-TSH
Acción de hormonas adenohipofisarias
ADH:
• Disminuye la formación de
orina (aumento reabsorción
de agua)
• Contrae músculo liso en
arterias.
• Liberación inducida por
osmoreceptores
hipotalámicos, inhibición
por ANF, y baroreceptores
auriculares y carotideos.
Oxitocina:
• Vasopresor, incrementa
la contracción del
músculo liso uterino.
• Estimula secreción de
leche.
• Inducida por parto y
lactancia.
Hormonas neurohipofisarias
Glándula Tiroides • Localizada en la linea media del cuello.
• Mayor glándula endócrina.
• Secreta Triiodotironina (T3) y Tiroxina
(T4)
• Regula la tasa metabólica basal.
• Incrementa la glucólisis,
gluconeogénesis, captación de glucosa:
hipoglucemia
• Calcitonina: hipocalcemiante
• Regula el desarrollo (+GH)
Hormonas tiroideas
• Thyroxine (T4) made in follicle
• Triiodotyronine (T3) made in follicle
• Calcitonin made by C cells
T3 y T4: • Regulación del metabolismo
(carbohidratos y lípidos, síntesis
de proteinas).
• Sintetizada en presencia de Iodo.
• Hidrofóbica, transportada por
globulinas.
• Controlada por TSH.
• T3 más efectiva (1.5 %), T4 más
abundante (98.5%).
Calcitonina: • Disminuye niveles de Ca2+
y fosfatos (disminuyendo
reabsorción intestinal y
aumentando depósito en
hueso, estimulando
excreción por los riñones).
• Controlada por niveles de
Ca2+ en sangre.
Hormonas tiroideas
Glándula Paratiroides
• Hormona Paratiroidea (PTH)
• PTH: incrementa niveles de Ca2+
en sangre, decrementa fosfatos
(PO42-).
• Regulada por niveles de Ca2+.
• Estimula liberación ósea y
reabsorción renal de Ca2+.
• Estimula excreción renal de PO42-
• Incrementa síntesis de vitamina D,
mayor absorción dietaria de Ca2+.
Calcio
• Contracción muscular,sistemas de transducción de señales, exocitosis de NT, PA cardíaco, etc., etc.
• Existe en estado soluble y ligado a proteinas.
– Albúmina (40% del total)
– Fosfato y citrato (10%)
• [ Ca++]i regulada por:
– Paratiroides, PTH (más importante)
– Tiroides, Calcitonina (células parafoliculares)
– Reabsorción-excreción renal
– Reabsorción-liberación ósea.
Glándulas Adrenales
Sobre los riñones.
• Médula adrenal.
• Corteza adrenal
mineralocorticoides
glucococorticoides
catecolaminas
Glándulas Adrenales
Médula adrenal
– Estimulada por SNA simpático
– Secreción de catecolaminas
• Epinefrina: respuesta de lucha-huida
– Incrementa tasa cardíaca y PA.
– Incrementa ventilación pulmonar.
– Incrementa la TMB.
– Incrementa la glucogenólisis.
• Norepinefrina
– Sólo un 20%
Glándulas Adrenales Corteza Adrenal
1) Mineralocorticoides
• Aldosterona:
– Mantiene balance osmótico
(ver renal)
2) Glucocorticoides
• Cortisol:
– Estimula gluconeogénesis
– Mobilización de ácidos grasos
– captación muscular de glucosa
– Acción antiinflamatoria
3) Gonadocorticoides
• testosterona, estrógenos,
progesterona
• Localizado detrás del
estómago
• Glándula mixta:
exócrina y endócrina.
Secreción endócrina:
insulina, glucagon,
somatostatina
Páncreas
cordones
celulares
acinos
(páncreas
exócrino)
ca
pila
res
Páncreas endócrino
ISLOTE DE LANGERHANS
células B
INSULINA
células A
GLUCAGON
células D
SOMATOSTATINA
Páncreas endócrino
-Glucosa
-Aminoácidos
-Glucagon
-GH
-Hormonas gastrointestinales
(GIP)
-Epinefrina
Secreción de insulina estimulada por:
Páncreas endócrino
Efectos de la insulina en el metabolismo
Carbohidratos:
- Aumenta captación de glucosa en hígado, músculo, tej. adiposo
- Aumenta la glucogenogénesis en hígado y músculo
Lípidos:
- Aumenta la liberación de ácidos grasos del hígado y tej. adiposo.
Proteinas:
- Aumenta la captación de aminoácidos y la síntesis de proteinas
en hígado y músculo.
Páncreas endócrino
Efectos del glucagon en el metabolismo
Secretado en respuesta a hipoglucemia.
Carbohidratos:
- Aumenta la glucogenólisis en hígado.
Lípidos:
- Aumenta la lipólisis en hígado.
GH, insulina y glucosa
GH hiperglucemiante (=glucagon)
-Insulina inmediato a una comida
-GH horas después.
-Disminuye captación de glucosa (-SNC)
-Aumenta gluconeogénesis
-Aumenta lipólisis y mobilización de
ácidos grasos al hígado.
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.