HORMONAS GENERALIDADES
¿Cómo se coordinan las funciones corporales? MENSAJEROS • • • • •
Neurotransmisores (axones, contr. fun. nerviosas) Hormonas endocrinas (glándulas o cél. especial) ( ) Hormonas neuroendocrinas (secret. por neuronas) Hormonas neuroendocrinas (secret. por neuronas) Hormonas autocrinas (células‐liq.extracél‐células) Citocinas (péptidos secretados al liquido extracél)
Características de las Hormonas I Características de las Hormonas I • Son mensajeros químicos secretados a la sangre por células especializadas y tiene efecto a pequeñas concentraciones en las células diana (con receptor específico) • Procesos que están bajo control hormonal: Crecimiento, desarrollo, metabolismo, regulación del medio interno (agua, (agua iones, iones Tª) y la reproducción • Acción: Velocidad de reacciones enzimáticas Transporte de iones y otras moléculas a través de la membrana Controla la expresión de genes y síntesis de proteínas
Características de las Hormonas II Características de las Hormonas II • Las hormona son secretadas por: Glándulas endocrinas Cél l Células endocrinas aisladas d i il d Neuronas (neurohormonas) ( ) Células del sistema inmunitario (citocinas) • Las hormonas se secretan a la sangre L h l • feromonas
Características de las Hormonas III Características de las Hormonas III • Las hormonas son transportadas hacia un objetivo lejano • Las hormonas ejercen su acción a concentraciones muy bajas (nM, pM) • Deben de fabricarse y acumularse por adelantado b d f bi l d l d • Las hormonas actúan mediante la unión a receptores • La acción de las hormonas depende del receptor y de las vías de transducción de señales • La acción de las hormonas debe interrumpirse ó d l h d b (limitan la liberación, inactivan la hormona en la circulación, l d las degradan en el receptor) d l t )
ESTRADI OL
CELL MEMBRANE
ESTROGEN RECEPTOR UO126
P MEK P ERK P IK P IK
GPx MnSOD
PDTC
NFK NFK p p p
NUCLEUS
LOWER OXIDATIVE LOWER OXIDATIVE STRESS Borrás C, Gambini J et al Aging Cell Viña J, et al FEBS Letters
GPx MnSOD MITOCHONDRIA
Estructura de las hormonas Estructura de las hormonas Proteínas y polipéptidos
Esteroides
Derivados de la tirosina
catecolaminas
Síntesis de las hormonas Síntesis de las hormonas • Las hormonas polipeptídicas y proteicas se almacenan l en vesículas í l secretoras t h t que se hasta necesitan Síntesis en retículo (preproh.) y almacenamiento en ap. Golgi (proh.).hidrosolubles
• Las hormonas esteroideas suelen sintetizarse del colesterol l l y no se almacenan l Son liposolubles y casi todas se sintetizan a partir del colesterol
• Las hormonas h amínicas í ( (aminas) ) Son sintetizadas a partir del aminoácido tirosina se sintetizan i t ti ú i únicamente t en la l glándula lá d l tiroidea ti id y la l médula éd l suprarrenall
Secreción, control, transporte y aclaramiento • Secreción de µg y mg al día • El inicio y la duración de la acción depende de cada El inicio y la duración de la acción depende de cada hormona (adrenalina y h. del crecimiento) Control por retroalimentación (+ ó ó ‐)) o por variaciones o por variaciones • Control por retroalimentación ( cíclicas • H. hidrosolubles (péptidos y aminas). Disueltas en agua (p p y ) g • H. esteroideas y tiroideas. Proteínas plasmáticas • Tasa de aclaramiento metabólico . Es el n Tasa de aclaramiento metabólico . Es el nº de mililitros de de mililitros de plasma limpios por minuto. • Tiempo de vida media t p 1/2
Figure 7‐2 (2 of 4)
Figure 7‐2 (3 of 4)
Figure 7‐2 (4 of 4)
Integración neuroendocrina Eje hipotálamo‐hipofisario
Adenohipófisis • SOMATOTROPAS H. Crecimiento. GH • CORTICOTROPAS Corticotropina. ACTH • TIROTROPAS Tirotropina. TSH • GONADOTOPAS H. Estimulante de los folículos. LH H. luteinizante. FSH • LACTOTROPAS Prolactina PRL
Neurohipófisis H. Antidiurética o vasopresina ADH • oxitocina •
EL HIPOTÁLAMO CONTROLA LA SECRECIÓN HIPOFISARIA EL HIPOTÁLAMO CONTROLA LA SECRECIÓN HIPOFISARIA
CENTRALITA QUE RECOGE LA INFORMACIÓN RELATIVA AL BIENESTAR DEL ORGANISMO BIENESTAR DEL ORGANISMO EL HIPOTÁLAMO RECIBE SEÑALES PROCEDENTES DE NUMEROSAS REGIONES DEL SISTEMA NERVIOSO (DOLOR, EMOCIONES, DEPRESIONES, ESTÍMULOS OLFATORIOS, CONCENTRACIONES SANGUÍNEAS DE NUTRIENETES, ELECTROLITOS, AGUA, HORMONAS, etc)
neuronas
sangre
Secreción de la neurohipófisis
Secreción de la adenohipófisis
Controlada por las señales nerviosas que C t l d l ñ l i se originan en hipotálamo y que terminan en la neurohipófisis
Controlada por hormonas de liberación e Controlada por hormonas de liberación e inhibición hipotalámicas que llegan a la adenohipófisis por minúsculos vasos sanguíneos
HORMONAS HIPOTALÁMICAS QUE CONTROLAN LA ADENOHIPÓFISIS Se encargan de controlar lo que debe de liberar la adenohipófisis
TRH GnRH CRH GHRH GHIH PIH
HORMONA LIBERADORA DE TIROTOPINA H. LIBERADORA DE GONADOTROPINAS H. LIBERADORA DE CORTICOTROPINA H. LIBERADORA DE H. DEL CRECIMIENTO H. INHIBIDORA DE H. DEL CRECIMIENTO HORMONA INHIBIDORA DE PROLACTINA HORMONA INHIBIDORA DE PROLACTINA
TSH FSH y LH ACTH GH GH PIH
FUNCIONES FISIOLÓGICAS DE LA HORMONA DEL CRECIMIENTO LA HORMONA DEL CRECIMIENTO GH La hormona del crecimiento a diferencia de otras h hormonas, no actúa ú a través é de d ninguna i glándula. lá d l Induce el crecimiento de casi todos los tejidos del organismo, favoreciendo el aumento del tamaño de las células, la mitosis y la diferenciación
Efectos metabólicos de la hormona del crecimiento Efectos metabólicos de la hormona del crecimiento • Aumento de la síntesis de proteínas • Movilización de ácidos grasos del tejido p adiposo • Disminución de la cantidad de glucosa utili ada en todo el organismo utilizada en todo el organismo
GH favorece el depósito de proteínas en los tejidos GH favorece el depósito de proteínas en los tejidos
• Facilita el transporte de aminoácidos a través de las membranas celulares de las membranas celulares • Aumento de la transcripción • Aumento de la traducción de ARN • Descenso del catabolismo de proteínas y Descenso del catabolismo de proteínas y aminoácidos
GH favorece la utilización de grasa como energía GH favorece la utilización de grasa como energía
• Grasas: 1 Induce liberación de ácidos grasos del tejido adiposo 1. I d lib ió d á id d l t jid di 2. Aumento de ácidos grasos en la sangre 3. Intensifica la conversión de ácidos grasos a acetil f l ó d á d l CoA (fuente energética) Et j t Esto junto con los efectos anabólicos proteicos favorece l f t bóli t i f el incremento de la masa corporal magra Ello p ede prod cir cetosis esteatosis hepática Ello puede producir cetosis y esteatosis • Hidratos de carbono
GH reduce GH reduce la utilización de hidratos de carbono la utili ación de hidratos de carbono
• Disminuye la captación de glucosa en los tejidos como el músculo esquelético y tejido adiposo • Aumenta la producción hepática de glucosa • Incrementa la secreción de insulina Tiene efectos diabetógenos g La GH no ejerce su acción cuando se elimina de la dieta los hidratos de carbono ya que sus efectos requieren la presencia de insulina (energía), además la insulina facilita el transporte de algunos l aminoácidos i á id hacia h i las l células él l
Efectos en el hueso de la GH Efectos en el hueso de la GH • Su efecto mas evidente es el aumento del esqueleto Efectos sobre el hueso 1. Aumento de depósito de proteínas 2 Aumento de la velocidad de reproducción de 2. Aumento de la velocidad de reproducción de células osteogénicas 3 Aumento de la conversión de células inmaduras 3. Aumento de la conversión de células inmaduras a osteogénicas 4 Estimula los osteoblastos 4. Estimula los osteoblastos
Otros efectos a través de intermediarios Otros efectos a través de intermediarios
GH actúa sobre el hígado GH ú b l hí d para formar somatomedinas (IGF), las cuales estimulan el las cuales estimulan el crecimiento
Regulación de la secreción Regulación de la secreción
Regulación de la secreción Regulación de la secreción Factores que estimulan su secreción Factores que inhiben su secreción Descenso de la glucemia Descenso de ácidos grasos libres en sangre Inanición o ayuno (deficiencias prot) Inanición o ayuno (deficiencias prot) Ejercicio Estrés, excitación y traumatismo GHRH Testosterona y estrógenos
Incremento de la glucemia Incremento de ácidos grasos libres en sangre Envejecimiento Obesidad GHIH Somatomedinas
GH
H Hormonas sexuales l
Testosterona y otras hormonas masculinas I • Hormona masculina esteroidea sintetizada partir del colesterol o del Acetil CoA ap • Células especializadas de los testículos secretan testosterona testosterona, dihidrotestosterona y androstenodiona • Las glándulas suprarrenales secretan al menos 5 andrógenos (5%)
Testosterona y otras hormonas masculinas II • Una vez secretada a la sangre el 97% se globulina une a la albúmina y a una g fijadora de hormonas sexuales • T1/2= 10min 10min-varias varias horas • Células diana, glándula prostática y otros tejidos • En el varón se forman pequeñas cantidades de estrógenos en los tubos seminíferos i íf
Secreción de testosterona • Es responsable de las características p masculino distintivas del cuerpo
Funciones de la testosterona I • Interviene en el desarrollo fetal g desarrollando los distintos genitales • Durante la pubertad estimula el aumento del pene, pene del escroto y de los testículos • Además estimula caracteres sexuales secundarios, crecimiento y distribución del pelo) y sobre la voz • Aumenta el grosor de la piel y puede contribuir t ib i all d desarrollo ll d dell acné é
Funciones de la testosterona II • Efecto sobre la formación de proteínas y desarrollo muscular • Aumenta la matriz ósea y provoca retención de calcio • La testosterona incrementa el metabolismo basal • Incrementa el nº n de eritrocitos sanguíneos • Afecta al equilibrio eléctrico e hídrico
Control hormonal de la funci贸n sexual masculina
GLÁNDULA PINEAL • Desempeña un papel regulador de la p en animales función sexual y reproductora inferiores • En humanos no está del todo claro • Parece ser que la melatonina interviene en el control del ciclo luz/oscuridad
Hormonas femeninas 1. Preparación del cuerpo femenino para la concepción p y la g gestación 2. La gestación El sistema hormonal consta, como en el varón de 3 grupos de hormonas. • GnRH • FSH, LH • Estrógenos g yp progesterona g
Ciclo ovárico mensual Los años fértiles de la mujer se caracterizan por variaciones rítmicas mensuales de hormonas femeninas • Este patrón rítmico recibe el nombre de ciclo sexual mensual femenino • Que por término medio es de 28 días Consecuencias: 1 Liberación de un único óvulo 1. 2. Preparación del útero para la implantación del óvulo fecundado f
Secreción de hormonas gonadotropas femeninas • La liberación de FSH y LH comienza pubertad ((9-12 años)) y los durante la p ciclos menstruales normales comienzan entre los 11 y 15 años (pubertad) (pubertad).
Funciones de las hormonas ováricas • Estrógenos: Estradiol Proliferación de células responsables de los caracteres sexuales secundarios de la mujer
• Gestágenos: Progesterona Preparación del útero y las mamas para la gestación y la lactancia
Funciones de los estrógenos I • Actúa sobre el útero y órganos sexuales externos femeninos Sobre el ovario, trompas de falopio, útero y vagina y genitales externos Además hacen mas resistente el epitelio vaginal Producen la proliferación del estroma endometrial
Funciones de los estrógenos II • Efectos sobre el esqueleto Inhiben la actividad osteoclástica estimulando el crecimiento óseo Fomentan la fusión de los huesos Tras la menopausia se produce osteoporosis de los huesos (act. osteoclastica, pérdida de matriz ósea y descenso del depósito de calcio)
• Efecto sobre el depósito de proteínas Produce un aumento ligero de las proteínas totales del organismo
Funciones de los estrógenos III • Efecto sobre el metabolismo corporal y el depósito de grasa Produce un ligero incremento del metabolismo Estimula el depósito de grasa subcutánea (figura femenina)
• Efecto sobre la distribución del pelo p No afecta mucho, son los andrógenos los responsables
• Efecto sobre la piel Textura blanda y tersa. Favorecen en aumento de la vascularización el a piel
• Efecto sobre el equilibrio electrolítico
Funciones de la progesterona • Efecto sobre el útero Promoción de la capacidad p secretora del endometrio uterino
• Efecto sobre las trompas de falopio Promueve secreciones para la nutrición del óvulo f fecundado d d
• Efecto sobre las mamas Prepara la mama para la lactancia
Menopausia Agotamiento de los ovarios
• ¿Cuál de las siguientes características no p corresponde a una hormona? 1. Pude actuar en lugares lejanos a su secreción 2 Pueden ser transportadas mediante 2. P d d di proteínas 3. Pueden ser transportadas disueltas en sangre 4 Se necesitan altas concentraciones para 4. S it lt t i ejercer su efecto
• Respecto a la síntesis de hormonas l í i d h 1. Las hormonas p polipeptídicas p p y p proteicas se almacenan en vesículas secretoras hasta que se necesitan 2. Pueden sintetizarse como precursoras 3 Las hormonas esteroideas suelen sintetizarse 3. del colesterol y no se almacenan 4. Las hormonas amínicas son sintetizadas a partir del aminoácido alanina
Hormonas tiroideas. Hormonas tiroideas Homeostasis fosfocálcica
Hormonas tiroideas Hormonas tiroideas • Sintetizadas y liberadas por la glándula tiroides Si i d lib d l lá d l i id • Secreta 2 hormonas importantes Tiroxina Triyodotironina • Éstas inducen un aumento del metabolismo del organismo t b li d l i • La secreción está controlada por la TSH • Además esta glándula secreta g calcitonina
Liberación de hormonas tiroideas Liberación de hormonas tiroideas • Se almacenan en grandes cantidades formando g ( y algunas T g moléculas de tiroglobulinas (30 T 4y 3) • La secreción diaria libera el 93% de T4 y 7% de T3 • Los tejidos utilizan la T L jid ili l T3 • 99% se transportan unidas a proteínas p p plasmáticas (globulinas y albúminas) y se liberan muy lentamente muy lentamente • Tiene un comienzo lento y una acción prolongada
Funciones fisiológicas de las hormonas tiroideas Aumenta la actividad funcional del organismo funcional del organismo Actúa mediante receptores nucleares
Funciones fisiológicas de las hormonas tiroideas • Aumentan la actividad metabólica celular A t l ti id d t bóli l l De casi todos los tejidos del organismo (60‐100%) Velocidad de utilización de los alimentos como energía g Síntesis de proteínas Catabolismo proteico Velocidad de crecimiento Velocidad de crecimiento Estimula procesos mentales y actividades de glándulas endocrinas Incrementa el nº y actividad de las mitocondrias Facilitan el transporte activo de iones a través de la membrana Incrementa la cantidad de calor producida por el organismo
• Efecto sobre el crecimiento En fetos ayuda al desarrollo cerebral etos ayuda a desa o o ce eb a Estimula el crecimiento en niños
Efectos específicos de las hormonas tiroideas • Estimula el metabolismo de los hidratos de carbono E ti l l t b li d l hid t d b Captación de glucosa por las células Aumento de la glucolisis Aumento de la glucolisis Incrementa gluconeogénesis Aumenta la insulina Aumenta la absorción en el tubo digestivo • Estimula el metabolismo de los lípidos E ti l l t b li d l lí id Disminuye depósitos de grasas elevando los ácidos grasos libres Disminuye la concentración plasmática de colesterol Disminuye la concentración plasmática de colesterol, triglicéridos y fosfolípidos
Efectos específicos de las hormonas tiroideas • Efectos sobre el aparato cardiovascular Ef t b l t di l Aumenta el flujo sanguíneo y el gasto cardíaco Aumenta la frecuencia cardíaca Aumenta la fuerza cardíaca Tiende a elevar al presión arterial
• • • • • • •
Aumento de la respiración A t d l i ió Aumento de la motilidad digestiva Excitación del SNC Excitación del SNC Efecto sobre la función muscular Efectos sobre el sueño Efectos sobre las glándulas endocrinas Efectos sobre la función sexual
Regulación de la secreción de las hormonas tiroideas TRH‐TSH Con el fin de mantener una actividad metabólica Con el fin de mantener una actividad metabólica normal es preciso mantener una adecuada secreción de hormona tiroidea ió d h ti id Por ejemplo: exposición de un animal al frio j p p Algunas reacciones emocionales como excitación y ansiedad disminuyen la liberación excitación y ansiedad disminuyen la liberación
Hormonas del p谩ncreas endocrino. Regulaci贸n de la glucemia.
ISLOTES PANCREÁTICOS El páncreas está compuesto por tejido endocrino y exocrino PORCIÓN ENDOCRINA ‐‐‐‐‐‐ ISLOTES PANCREÁTICOS (Islotes de Langerhans (2‐3%)
4 tipos primarios de células endocrinas: endocrinas 1.‐ CÉLULA A o α ‐‐‐‐‐‐ GLUCAGÓN. 2.‐ CÉLULA B o β ‐‐‐‐‐‐ INSULINA 3.‐ CÉLULAS D o δ ‐‐‐‐‐ SOMATOESTATINA 4.‐ CÉLULAS F o P ‐‐‐‐‐ POLIPÉPTIDO PANCREÁTICO (Polipeptídicas pancreáticas) 5 ‐ AMILINA ???? 5.
SECRECIÓN DE INSULINA SECRECIÓN DE INSULINA Factores que aumentan la secreción Factores q e a mentan la secreción Aumento de la glucemia Aumento de ácidos grasos y aminoácidos en sangre Hormonas gatrointestinales (gastrina,colecistocinina…) GH, cortisol Estimulación b adrenérgica Estimulación b‐adrenérgica Factores que disminuyen la secreción Disminución de la glucemia Ayuno Somatostatina Leptina
Insulina:Efectos sobre glícidos (1) Sobre los carbohidratos
:
1.-Aumenta el uso de la glucosa 2 B j lla glucemia 2.-Baja l i 3.-Aumenta el depósito de glucógeno. Actúa en : hígado, musculo en reposo (no en contracción), tejido adiposo, piel, mama. No actúa en : cerebro, riñón, eritrocitos, enterocitos No se sabe si actúa:
En el 30% de los órganos
Insulina:Efectos sobre glícidos (2) Sobre los carbohidratos: En el hígado: • No es necesaria ecesa a para pa a la a eentrada t ada de la a gglucosa. ucosa. • Facilita el catabolismo: Aumenta la glucolisis (+glucokinasa) y la lipogénesis y baja la gluconeogénesis (- Pyr car y PEPCK). • Higado libera glucosa si baja la insulina Fuera del hígado: • Estimula la difusión facilitada de glucosa a músculo, adipocito etc. "Recluta la aparición d GLUT 4 en las de l membranas b plasmáticas" l áti "
Insulina:Efectos sobre lípidos (1) Sobre los lípidos: Es lipogénica • Aumenta la lipogénesis (por disponibilidad de glucosa y de malonil CoA) • Efecto antilipolítico: Insulina
+
Entra glucosa Glicerol P
Acidos grasos (endógenos o sintetizados)
DEPOSITO DE GRASAS
Insulina:Efectos sobre proteínas p • Aumenta el ingreso de amino acidos a interior de las células. • Aumenta la transcripción y la traducción del mensaje. mensaje • Estimula el crecimiento de los tejidos (óseo, muscular ) por efecto sinérgico con la GH muscular…) Peso Ins
GH + Ins
GH (pancreatec + hipofisect) Días
Insulina: Acción a nivel celular • Se une a receptor: glucoproteína con cuatro subunidades b id d (d (dos alfa lf y d dos b beta). t ) L Las b beta t son transmembranarias. Poseen actividad tirosin kinasa • Hay 5000 receptores por adipocito y más de 50 000 por hepatocito 50.000 hepatocito. • Down- regulation: Cuando aumenta de modo crónico ó i ell nivel i l de d insulina, i li disminuye di i ell nºº y la l afinidad de receptor por la insulina: resistencia a la insulina • No se conoce con certeza el 2º mensajero de la acción de la insulina. insulina
Efectos metabólicos de insulina en el hígado • • • • •
Aumenta el depósito de glucógeno Disminuye glucogenolisis Aumenta la glucolisis Disminuye conversión de AGL a CC Disminuye conversión de AGL a CC Aumenta síntesis de TG y VLDL
Efectos metabólicos de insulina en el músculo • Aumenta síntesis de proteinas (incorporación í i d i (i ió de aa y síntesis ribosomal) • Disminuye liberación de aa • Transporte de G (GLUT Transporte de G (GLUT‐4) 4) • Aumenta síntesis de glucógeno (transporte de G glucogeno sintasa) G, glucogeno sintasa) • Disminuye glucogenolisis (fosforilasa) • Activa glicólisis (FFK y PD)
Efectos metabólicos de insulina en el tejido adiposo • • • • • •
Transporte de G (GLUT‐4) d ( ) Activa glicólisis (FFK y PD) g ( y ) Aumenta transporte de AGL Aumenta aporte de Glicerofosfato Aumenta aporte de Glicerofosfato Aumenta almacenamiento de TG Inhibe lipasa celular
Insulina: efectos metabólicos en el músculo • Promueve síntesis proteica ( transporte de y ) aa y síntesis Pr ribosómica) • Promueve síntesis glucógeno ( í i l ó ( transporte de d G y actividad de glucógeno sintetasa, glucógeno fosforilasa)
Insulina: Los GLUT y el transporte de glucosa Distribución
Propiedades
GLUT 1 fetales y adultos
basal; c.dividiéndose
GLUT 2 hepat, hepat ß ß, intest intest,
m basolateral m.
GLUT 3 cerebro
basal al cerebro
GLUT 4 Musculo, adip.
depende INSULINA
GLUT 5 Intestino
abs intestinal abs.
GLUT 7 hepatocitos
flujo r. endoplásmico
Fuerzas que tienden a subir la glucemia •Hambre •Absorción de glucosa -Intestinal -Parenteral Glucogenolisis (Adrenalina, glucagón) •Glucogenolisis •Gluconeogenesis (Cortisol, adrenalina, glucagón) •Antagonistas de la insulina (GH, (GH Cortisol) •Insulinasas
Fuerzas que tienden F ti d a bajar b j la glucemia • Saciedad • Ejercicio (independiente de insulina!) • INSULINA - Aumenta A t lla oxidación id ió de d la l glucosa l - Aumenta depósito de glucógeno - Aumenta lipogénesis • Glucosuria (patológico) • Anti- insulinasas
Hormonas que tienden a subir y a bajar la glucemia Adrenalina Glucag贸n Cortisol GH S Somatostatina t t ti
INSULINA
Efectos de la falta de insulina sobre carbohidratos Falta de insulina
Baja el uso de la glucosa Hi Hiperglucemia l i Glucosuria, diuresis osm贸tica Deshidrataci贸n Fallo circulatorio Hemoconcentraci贸n Fallo renal Coma y muerte
Efecto de los carbohidratos sobre el metabolismo de proteínas F lt de Falta d insulina i li Aumenta catabolismo proteico Aumenta aminoacidemia g g Aumenta gluconeogénesis Aumenta eliminación de N proteico Pérdida de potasio Deshidratación celular Coma y muerte
Efecto de la falta de insulina sobre el metabolismo de las grasas Falta de insulina Falta uso de glucosa Baja la lipog茅nesis Movilizaci贸n de grasas Aumento de lipemia Aumento de cetog茅nesis Acidosis metab贸lica grave Coma y muerte