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Alcohol y Endocrinología Conferencista: Catherine Rivier, Ph.D. Instituto Salk Laboratorios de la Fundación Clayton para Biología de Péptidos La Jolla, CA, EEUU Editor: Joanne Weinberg, Ph.D. Departamento de Anatomía, Facultad de Medicina Universidad de British Columbia Vancouver, CANADÁ Apoyado por: NIH Grants NIAAA 08924 y NIAAA 06420 ENDOCRINOLOGÍA Y EL PRINCIPIO DE HOMEOSTASIS Un aspecto esencial de los organismos mamíferos es que sus células se deben comunicar entre ellas. Lo realizan por medio de impulsos nerviosos y señales sanguíneas. La endocrinología se ocupa del estudio de estos mensajeros químicos transportados por la sangre (hormonas), y de las sustancias secretadas por células de glándulas endocrinas y tejidos, que regulan la actividad de otras células en el cuerpo. Rol de las hormonas: 1. Para que el cuerpo funcione adecuadamente, sus variadas partes y órganos se deben comunicar entre ellas para: Asegurar que se mantenga un medio interno constante (es decir, homeostasis). Permitir que el organismo responda adecuadamente a cualquier cambio en su medio interno o externo. La capacidad de tejidos especializados de funcionar en esta manera integrada es posible por dos mecanismos de control que están enlazados funcionalmente: 1. El sistema nervioso, que transmite señales electroquímicas como un tráfico en doble sentido entre el cerebro y los tejidos periféricos, o entre tejidos en circuitos reflejos. Se puede entender como un sistema “alámbrico”. 2. El sistema endocrino, que libera mediadores químicos llamados hormonas a la circulación y/o a los tejidos adyacentes. Se puede entender como un sistema “inalámbrico”. La endocrinología se ha definido como la rama de la ciencia biológica que se relaciona con las acciones de las hormonas y con los órganos en los que se forman las hormonas. GLÁNDULAS ENDOCRINAS Las glándulas endocrinas (glándulas sin conductos) son órganos especializados que fabrican hormonas y las secretan directamente al torrente sanguíneo. Esto contrasta con las glándulas exocrinas, como las salivales, que liberan sus productos en conductos que llegan al lumen de otros órganos (como el intestino). Principales glándulas endocrinas Hormonas Pituitaria (hipófisis) ACTH, TSH, LH, FSH, GH, PRL Suprarrenal corticoides Tiroides tiroxina (T4), triyodotironina (T3) Paratiroides hormona paratiroídea Gónadas (testículos y ovarios) testosterona, estrógeno, progesterona Pineal melanotonina Páncreas insulina, glucagón, somatostatina, etc. Tracto gastrointestinal gastrina, colecistokinina, motilina, etc. FUNCIÓN DE LAS HORMONAS NATURALEZA QUÍMICA DE LAS HORMONAS Reproducción Derivadas de péptidos y aminoácidos Crecimiento y desarrollo Mantención del medio interno (contenido electrolítico de los fluidos corporales, presión arterial y frecuencia cardíaca, equilibrio ácido-base, temperatura, etc.) Producción, utilización y almacenamiento de energía - Glicoproteínas (TSH, LH, FSH) - Péptidos (ACTH) - Proteínas sin azúcar (insulina) Derivadas de aminoácidos únicos (catecolaminas, serotonina, histamina) Lóbulo Parietal 3° ventrículo Lóbulo Frontal Cuerpo Calloso Tálamo Lóbulo Occipital Cerebelo Hipotálamo 4° ventrículo Pituitaria Hipotálamo 3V NPV Eminencia Media VP CRF co rtico t ro p o s Pituitaria ACTH Anatomía de la Glándula Pituitaria ARTERIA HIPOFISIARIA SUPERIOR HIPOTÁLAMO VENAS PORTA ACTH El eje Hipotálamo-Hipófisis-Suprarrenal CRF VP PITUITARIA ACTH suprarrenales esteroides suprarrenales tránsito intestinal ingesta y apetito actividad simpática atención emocionalidad CRF Eje HHS funciones inmunes funciones reproductivas protección contra reacciones normales de defensa presión arterial supervivencia tono vascular neuronal funciones inmunes suministro de carbohidratos corticoides ánimo función reproductiva feedback negativo con el eje HHS pg/ACTH/ml 1200 1000 vehículo EtOH 1 g/kg EtOH 3 g/kg 800 600 400 200 0 0 15 30 60 120 tiempo (min) 180 Correlación Entre ACTH y alcohol plasmático 1000 pg/ACTH/ml 800 600 400 200 0 0,8 Alcohol (% p/v) ip ig 0,6 0 1 2 g EtOH/kg 3 ip: r = 0,84 ig: r = 0,79 0,4 0,2 0 0 1 2 g EtOH/kg 3 . NPV Vehículo Vehículo NPV EtOH EtOH CRF VP pg ACTH/ ml 200 0 vehicle vehículo 175 0 CRF ab VP ab 150 0 CRF + VP ab 125 0 P<0.0 1 100 0 750 500 250 0 vehicle vehículo 2.0 g EtOH/kg pg ACTH/ml 2000 vehículo vehículo/shocks EtOH/shocks 1500 1000 500 0 0 60 120 180 tiempo (min) 240 pg ACTH/ml Decreased ACTH response to IL-1 in Menor respuesta de ACTH a IL-1 en ratas adult rats exposed to an alcohol diet adultas expuestas a una dieta de alcohol 600 vehicle vehículo 500 4 g IL-1/kg 400 300 200 100 0 control diet Dieta alcohol diet Dieta control de alcohol (7 d) (7 d) HIPERACTIVIDAD de CRF HIPOACTIVIDAD de CRF (alcohol prenatal) (alcohol postnatal crónico) cerebro células NK CRF ? ACTH macrófagos ? macrófagos corticosteroids corticoides infección respuesta apropiada inflamación LHRH LH y FSH Ovario estradiol progesterona óvulo Testículo espermio testosterona LHRH (pg/muestra) 20 vehículo alcohol 15 (3 g/kg, ip) 10 5 0 1000 1200 1400 1600 1800 Hora del día (proestro) ng LH/ml 4 vehículo alcohol (3 g/kg, ip) 3 2 1 0 0 30 60 90 tiempo (min) 120 ng testosterona/ml 4 vehículo alcohol (3 g/kg, ig) 3 2 1 0 0 30 60 90 120 150 180 tiempo (min)