Figure 45-1
HORMONAS Y SISTEMA ENDOCRINO • Una mariposa sufre un cambio completo en la forma corporal cuando se transforma en adulta, mediante una metamorfosis regulada por hormonas. • La comunicación interna que afecta a las hormonas permite que diferentes partes del cuerpo del insecto adulto se desarrollen de forma coordinada.
HORMONA • Es una señal química que se secreta al sistema circulatorio (generalmente, la sangre) y comunica mensajes reguladores dentro del organismo. • Una hormona puede llegar a todas partes del organismo, pero sólo ciertos tipos de células, las células efectoras, están equipadas para responder. • Así, una hormona dada que viaja por el torrente sanguíneo, genera respuestas específicas, como un cambio en el metabolismo, desde sus células diana, mientras que otros tipos celulares no se ven afectados por esa hormona en particular.
SUPERPOSICIÓN ENTRE LA REGULACIÓN ENDOCRINA Y NERVIOSA • L as divisiones entre estos dos sistemas son confusas. En particular, ciertas células nerviosas especializadas, conocidas como células neurosecretoras, liberan hormonas a la sangre. • En animales tan distintos como los insectos y los vertebrados, una parte del cerebro llamada hipotálamo contiene células neurosecretoras. • Las hormonas producidas por las células neurosecretoras, en ocasiones, se denominan neurohormonas para distinguirlas de las hormonas clásicas liberadas por las glándulas endocrinas. • Pocas sustancias químicas sirven como hormonas en el sistema endocrino y como señales químicas en el sistema nervioso. Ejemplo, la adrenalina.
LE 45-2a
vía
Ejemplo
estímulo
Glucemia baja
Proteína receptora
Célula endocrina
El páncreas secreta glucagón)
Vaso sanguíneo
Efectores diana
Respuesta
hígado
Degradación del glucógeno Liberación de Glucosa a la sangre
Vía endocrina simple
SISTEMA ENDOCRINO • El funcionamiento del sistema endocrino se realiza mediante retroalimentación negativa o retroinhibición (Feed back): • La glándula recibe la información para la secreción de la hormona. • La glándula libera la hormona. • La hormona actúa en el órgano o célula blanco, lo que produce un cambio en el medio interno. • El cambio en el medio interno es detectado por la glándula secretora e inhibe la secreción de la hormona hasta que se reciba nueva orden de secreción.
LE 45-2b
Pathway
Example
Stimulus
Suckling
Sensory neuron Hypothalamus/ posterior pituitary Neurosecretory cell Posterior pituitary secretes oxytocin Blood ( ) vessel
Target effectors
Response
Smooth muscle in breast
Milk release
Simple neurohormone pathway
LE 45-2c Example
Pathway Stimulus
Hypothalamic neurohormone released in Sensory response to neuron neural and hormonal signals Hypothalamus Neurosecretory cell Hypothalamus secretes prolactinBlood releasing vessel hormone ( )
Anterior pituitary secretes prolactin ( )
Endocrine cell Blood vessel
Target effectors
Mammary glands
Response
Milk production
Simple neuroendocrine pathway
LE 45-3 SECRETORY CELL
SECRETORY CELL
Hormone molecule VIA BLOOD
Hormone molecule VIA BLOOD
Signal receptor
TARGET CELL
TARGET CELL
Signal transduction pathway OR
Signal receptor
Cytoplasmic response
DNA Signal transduction and response
mRNA
DNA NUCLEUS
Nuclear response NUCLEUS Receptor in plasma membrane
Synthesis of specific proteins Receptor in cell nucleus
Table 45-1b
LE 45-6
Hpotalamo Pineal Pituitaria Tiroides Glรกndulas paratiroides
Glรกndulas suprarrenales
Pancreas Ovario (female)
Testiculos (male)
RELACIÓN ENTRE EL HIPOTÁLAMO Y LA HIPÓFISIS • El hipótalamo desempeña un papel importante en la integración de los sistemas endocrino y nervioso de los vertebrados. • Esta región del cerebro inferior que recibe información de nervios de todo el cuerpo y de otras partes del encéfalo, inicia las señales endocrinas apropiadas a las condiciones del medio
HIPÓFISIS • Contiene dos conjuntos de células neurosecretoras cuyas secreciones hormonales están almacenadas dentro de la hipófisis, o regulan su actividad. • Tiene una parte anterior y otra posterior, que en realidad son dos glándulas fusionadas que se desarrollan de regiones distintas del embrión y desempeñan funciones muy diferentes.
PRODUCCIÓN Y LIBERACIÓN DE HORMONAS DE LA HIPÓFISIS POSTERIOR
• La hipófisis posterior es una extensión del hipotálamo. • Ciertas células neurosecretoras hipotalámicas sintetizan la hormona antidiurética (ADH) y la oxitocina, que se transportan hasta la hipófisis posterior donde se almacenan. • Las señales nerviosas del cerebro desencadenan la liberación de estas neurohormonas.
HIPÓFISIS
LE 45-7
Hipotálamo
Células neurosecretoras Del hipotálamo
Axon
Hipófisi posterior Hipófisi anterior
HORMONA
DÍANA
ADH
oxitocina
TÚBULOS RENALES GLÁNDULAS MAMARIAS MÚSCULOS UTERINOS
HIPÓFISIS POSTERIOR O NEUROHIPÓFISIS • Es una extensión del hipotálamo que crece hacia abajo, hacia la boca, durante el desarrollo embrionario. • Almacena y secreta dos hormonas sintetizadas por ciertas células neurosecretoras localizadas en el hipotálamo. • Las prolongaciones largas, axones de estas células transportan las hormonas a la hipófisis posterior
LE 45-8
Sólo efectos tróficos FSH hormona foliculoestimulante LH horona luteinizante TSH tirotropina ACTH hormona adrenocorticotrófica
Células neurosecretoras del hipotálamo
Sólo efecto no tróficos Prolactina MSH hormona estimulante de los melanocitos Endorfina
Portal vessels
Efectos no tróficos y tróficos Hormona de crecimiento
Hormonas liberadoras Hipotalámicas (puntos rojos)
HORMONE
FSH -LH
TSH
TARGET Testiculos y ovarios tiroides
ACTH
Células endocrinas De la hipófisis anterior Hormonas hipofisarias (puntos azules)
prolactina
MSH
Endorfina
Hormona del crecimiento
CortezaGlándulas mamariasmelanocitos Receptores del dolor hígado suprarrenal En el encéfalo
huesos
Unnumbered Figure 953
LE 45-9 Hypothalamus
TRH
Anterior pituitary
TSH
Thyroid
T3
T4
Figure 45-10
Unnumbered Figure 954
LE 45-11 Thyroid gland releases calcitonin.
Calcitonin
Reduces Ca2+ uptake in kidneys
Stimulates Ca2+ deposition in bones
STIMULUS: Rising blood Ca2+ level
Blood Ca2+ level declines to set point Homoeostasis: Blood Ca2+ level (about 10 mg/100 mL)
Blood Ca2+ level rises to set point
STIMULUS: Falling blood Ca2+ level Parathyroid Stimulates 2+ Ca release gland from bones
PTH
Increases Ca2+ uptake in intestines
Stimulates Ca2+ Active vitamin D uptake in kidneys
Unnumbered Figure 955
LE 45-12
Body cells take up more glucose.
Insulin Beta cells of pancreas release insulin into the blood. Liver takes up glucose and stores it as glycogen. STIMULUS: Rising blood glucose level (for instance, after eating a carbohydraterich meal)
Blood glucose level declines to set point; stimulus for insulin release diminishes.
Homeostasis: Blood glucose level (about 90 mg/100 mL)
Blood glucose level rises to set point; stimulus for glucagon release diminishes.
Liver breaks down glycogen and releases glucose into the blood.
STIMULUS: Dropping blood glucose level (for instance, after skipping a meal)
Alpha cells of pancreas release glucagon into the blood.
Glucagon
Unnumbered Figure 956
LE 45-13 Stress Nerve Spinal cord signals (cross section)
Hypothalamus
Releasing hormone Nerve cell
Anterior pituitary Blood vessel
Nerve cell
ACTH
ACTH Adrenal gland Kidney Short-term stress response Effects of epinephrine and norepinephrine: 1. Glycogen broken down to glucose; increased blood glucose 2. Increased blood pressure 3. Increased breathing rate 4. Increased metabolic rate 5. Change in blood flow patterns, leading to increased alertness and decreased digestive and kidney activity
Long-term stress response Effects of mineralocorticoids:
Effects of glucocorticoids:
1. Retention of sodium 1. Proteins and fats broken down and ions and water by converted to glucose, kidneys leading to increased 2. Increased blood blood glucose volume and blood pressure 2. Immune system may be suppressed
Unnumbered Figure 958
Figure 45-14
Unnumbered Figure 959
LE 45-15_1
Brain Neurosecretory cells Corpus cardiacum Corpus allatum
Brain hormone (BH)
Prothoracic gland Ecdysone
EARLY LARVA
LATER LARVA
PUPA
ADULT
LE 45-15_2
Brain Neurosecretory cells Corpus cardiacum
Brain hormone (BH)
Corpus allatum Prothoracic gland Ecdysone
EARLY LARVA
LATER LARVA
PUPA
ADULT
LE 45-15_3
Brain Neurosecretory cells Corpus cardiacum
Brain hormone (BH)
Corpus allatum Low JH
Prothoracic gland Ecdysone
EARLY LARVA
Juvenile hormone (JH)
LATER LARVA
PUPA
ADULT
CAMPBELL .S.M.