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 del griego, “excitado”

COMUNICACIÓN CELULAR

MEDIANTE SECRECIONES

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.

Páncreas

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.

Control por retroalimentación

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

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

1, 2 esteroides

3 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

• 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+

Aminas

Dos tipos, derivados .

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. 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

Pueden transformarse 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.

• cAMP

Derivados de ácidos grasos -

Eicosanoides

acido araquidónico

(precursor)

SISTEMA HIPOTÁLAMO-HIPÓFISIS

Sistema Neuroendócrino

Células neurosecretorias

hipotalámicas.

Neurohormonas en órgano

neurohemal.

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.

Neurohormonas hipotalámicas: acción en adenohipófisis

Hormonas trópicas adenohipofisarias

ACTH, FSH, LH, TSH, actúan sobre otro tejido endócrino

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 (hormona antidiurética o vasopresina)

• Oxitocina.

Hormonas neurohipofisarias

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

Hipotálamo-hipófisis: un repaso

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

Captación de Iodo

• Na+/I- simporte

• Bomba de Na+/K+

acoplada.

• Estimulada por TSH

Control por retroalimentación

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+.

(Vitamina D)

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.

Insulina y glucagon

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.

Control circadiano (cronotrópico)

secreción pulsátil

pico de 24 hs de período

Control por retroalimentación

SISTEMA ENDOCRINO