Download FISIOLOGÍA DEL SISTEMA ENDOCRINO introducción

FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
INTRODUCCIÓN
En los organismos pluricelulares con alta complejidad estructural
y funcional, tienen que existir sistemas de comunicación y control
que detecten y regulen las distintas variaciones en el grado de
actividad funcional de los distintos tejidos, órganos y sistemas,
para poder afrontar la enorme tarea de mantener el equilibrio
homeostático de todo el organismo y responder, adecuadamente,
a las distintas condiciones constantemente cambiantes del medio
externo y del medio interno.
En el hombre y otros animales, existen dos grandes sistemas de
control que garantizan todos esos ajustes funcionales: EL
SISTEMA NERVIOSO y EL SISTEMA ENDOCRINO.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
EL SISTEMA NERVIOSO CONTROLA DE MANERA EFICAZ Y MUY RÁPIDA
LAS DISTINTAS FUNCIONES SOMÁTICAS Y VISCERALES.
Mediante CONEXIONES FÍSICAS, aferenteeferentes, (fibras nerviosas sensitivas y
motoras) el sistema nervioso está en
contacto directo con todos los tejidos y
órganos de la economía. De esta forma
puede detectar, transmitir y analizar
señales provocadas por diversos estímulos
y emitir respuestas muy rápidas
(potenciales de acción) que son
transmitidas a gran velocidad (fracciones
de segundos), permitiendo respuesta
somato-viscerales en lapsos de tiempo muy
breves.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
EL SISTEMA ENDOCRINO ES UN SISTEMA DE CONTROL MÁS LENTO
QUE PERMITE LA REGULACIÓN DE DISTINTAS FUNCIONES
METABÓLICAS A NIVEL CELULAR.
Este sistema regula las distintas actividades
metabólicas celulares, mediante la liberación
al torrente sanguíneo de diversas sustancias
que reciben el nombre de HORMONAS, las
cuales son transportadas por la corriente
sanguínea. Estas sustancias son producidas
por todo un conjunto de diferentes glándulas
pertenecientes a este sistema de control y
alcanzan de esta manera a las células de
distintos órganos y tejidos en donde, por
mecanismos bioquímico-moleculares diversos,
regulan todo el universo de actividades
bioquímicas que componen el metabolismo
celular. Estos efectos reguladores son más
lentos que los producidos por el sistema
nervioso, midiéndose en minutos, horas, días y
hasta meses.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
EL SISTEMA ENDOCRINO, A PESAR DE TENER RELATIVA
AUTONOMÍA EN EL CONTROL DE LAS FUNCIONES
METABÓLICAS, ESTÁ SUPEDITADO, A SU VEZ, AL SISTEMA
NERVIOSO.
Independientemente de la considerable libertad con que
goza el sistema endocrino para controlar las actividades
metabólicas, no escapa a la fiscalización y “rendimiento
de cuentas” que ejerce sobre él el sistema nervioso. Así
veremos, como existe una estrecha interrelación entre el
sistema endocrino y el sistema nervioso por intermedio
de un suprasegmento especializado, el HIPOTÁLAMO, el
cual ejerce una importante y determinante regulación
sobre la glándula HIPÓFISIS, que es a su vez, la glándula
endocrina que jerarquiza al resto de las glándulas que
integran este sistema. Ambos constituyen una verdadera
unidad, el llamado SISTEMA NEUROENDOCRINO.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
DIVERSIDAD DE LAS CÉLULAS CON FUNCIONES ENDOCRINAS
Existen diferentes tipos de células con funciones endocrinas
en diferentes partes del organismo; podemos citar los
distintos sistemas de células con estas funciones:
1.- Endocrino: Ciertas glándulas o células
especializadas liberan en el torrente sanguíneo
hormonas que influyen en la función de células
localizadas en otras regiones del organismo.
2.- Neuroendocrino: Algunas neuronas, como
las de ciertos núcleos del hipotálamo secretan
sustancias (neurohormonas) que alcanzan la
sangre circulante e influyen en la actividad de
células, también con funciones endocrinas,
localizadas en otras regiones del organismo.
3.- Paracrino: Estas células secretan sustancias que
pasan al líquido extracelular e influyen sobre otras
células vecinas (ej: células mucosa duodenal
productoras de secretina, colecistocinina, etc.).
4.- Autocrino: Estas células secretan sustancias
que afectan a su propio funcionamiento al unirse a
receptores de la superficie celular (ej: linfocitos).
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
Las hormonas liberadas por las glándulas endocrinas se
transportan por el aparato circulatorio a las células de todo el
organismo, incluidas las del sistema nervioso en algunos casos,
donde se unen a receptores ubicados en la membrana celular,
en el citosol, en el interior del núcleo o en otros organelos,
iniciando numerosas reacciones.
Algunas hormonas afectan a casi todas las células del
organismo, por ejemplo, la hormona del crecimiento de la
adenohipófifsis; la tiroxina de la glándula tiroides que
incrementa la velocidad de muchas reacciones químicas en casi
todas las células corporales.
Otras hormonas actúan sólo sobre determinados tejidos,
denominados tejidos efectores o “blancos”, por ejemplo la
corticotropina (ACTH) de la adenohipófifsis, estimula
específicamente la corteza suprarrenal haciendo que secrete
hormonas corticosuprarrenales; las hormonas ováricas
(estrógenos y progesterona) ejercen efectos muy específicos
sobre los órganos genitales femeninos y los caracteres
sexuales secundarios de la mujer.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
En la figura se muestra la
localización anatómica las
principales de las
principales glándulas
endocrinas del organismo,
excepto la placenta y los
testículos, que son otras
fuentes de hormonas
sexuales, y los riñones.
Los sistemas hormonales
del cuerpo intervienen en
la regulación de casi todas
sus funciones, sobre todo
aquellas íntimamente
relacionadas con distintas
facetas del metabolismo,
el crecimiento, y el
desarrollo, el equilibrio
hidromineral, reproducción y el comportamiento. Por ejemplo, si se deja de
producir hormona del crecimiento, durante la infancia, se desarrolla un
enanismo; si la glándula tiroides deja de producir tiroxina y triyodotironina, se
enlentecen las reacciones del metabolismo energético y oxidativo; sin
insulina pancreática las células no utilizan bien los carbohidratos como
fuente energética.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
ESTRUCTURA QUÍMICA Y SÍNTESIS DE LAS HORMONAS
Existen tres clase generales de hormonas:
1) Proteínas y polipéptidos:- hormonas secretadas por la adenohipófisis, la
neurohipófisis, el páncreas (insulina y glucagón) y la glándula paratiroidea
(hormona paratiroidea) además de otras muchas.
2) Esteroides:- secretados por la corteza suprarrenal (cortisol,
aldosterona), los ovarios (estrógenos y progesterona), los testículos
(testosterona) y la placenta (estrógenos y progesterona).
3) Derivados del aminoácido tirosina:- secretados por la glándula tiroides
(tiroxina y triyodotironina) y la médula suprarrenal (adrenalina y
noradrenalina).
No se conoce ninguna hormona que sean polisacáridos o ácidos nucleicos.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
LAS HORMONAS POLIPEPTÍDICAS Y PROTÉICAS SE
ALMACENAN EN VESÍCULAS SECRETORAS HASTA QUE SE
NECESITAN.
La gran mayoría de las hormonas del organismo son
polipéptidos y proteínas. Los tamaños oscilan entre el
de un pequeño polipéptido formado por 3 aminoácidos
(como la hormona liberadora o factor de liberación de
tirotropina) y el de proteínas hasta de 200 aminoácidos
de longitud (hormona del crecimiento y prolactina). En
general los polipéptidos con 100 o más aminoácidos se
denominan proteínas, mientras que aquellos que
cuentan con menos de 100 aminoácidos reciben el
nombre de péptidos.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
Se sintetizan en el retículo
endoplásmico rugoso (ver fig.) de
las células endocrinas como
cualquier otra proteína.
Generalmente se sintetizan como
proteínas de gran tamaño sin
actividad biológica
(preprohormonas) y se escinden en
el retículo endoplásmico formando
prohormonas de menor tamaño.
Estas prohormonas se transfieren al
aparato de Golgi, donde se
encapsulan en vesículas secretoras.
Dentro de las vesículas secretoras
hay enzimas que escinden a las
prohormonas en hormonas más
pequeñas con actividad biológica y
fragmentos inactivos. Las vesículas
se almacenan en el citoplasma y
muchas se unen a la membrana
celular hasta que se necesiten,
siendo liberadas por exocitósis al
líquido extracelular o al torrente
sanguíneo.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
En muchos casos la exocitósis se
estimula con un incremento de
la concentración citosólica de
Ca2+ provocado por la
despolarización de la
membrana plasmática. En
otros casos, la estimulación de
un receptor de superficie de
las células endocrinas eleva la
concentración de monofosfato
de adenosina cíclico (AMPc) y
activa, a continuación, las
proteínas cinasas que
desencadenan la secreción de
la hormona. Las hormonas
peptídicas son hidrosolubles,
lo que les permite entrar
fácilmente en la circulación
para su transporte a las tejidos
donde actúan.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
LAS HORMONAS ESTEROIDEAS SE SINTETIZAN A PARTIR
DEL COLESTEROL Y NO SE ALMACENAN
La estructura química de las
hormonas esteroideas es muy
semejante a la de la molécula de
colesterol. La mayor parte de estas
hormonas esteroideas se sintetizan
a partir del colesterol. Son muy
liposolubles y están formadas por
tres anillos ciclohexilo y un anillo
ciclopentilo combinados en una
estructura única (ver figura). Las
células endocrinas productoras de
esteroides no almacenan los
esteroides, sino que los van
liberando al plasma y líquido
extracelular a medida que los
producen. Como son muy liposolubles, difunden fácilmente a través de la
doble capa de fosfolípidos de la membrana celular. Tras estímulos
adecuados se puede movilizar una gran cantidad de vacuolas
intracitoplasmáticas, con esteroides recién sintetizados, hacia el líquido
intersticial y la sangre. El hígado puede sintetizar colesterol nuevo.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
LAS HORMONAS AMÍNICAS DERIVAN DEL
AMINOÁCIDO TIROSINA
Son dos grupos de hormonas: las sintetizadas en la glándula tiroides
y las producidas en la médula suprarrenal. En estas respectivas
glándulas, sus células poseen enzimas citoplasmáticas que sintetizan
a partir del aminoácido tirosina las hormonas tiroideas
triyodotironina y tetrayodotironina (tiroxina) y la adrenalina y
noradrenalina (catecolaminas).
Las hormonas tiroideas se sintetizan y almacenan en la glándula
tiroides y se incorporan a las macromoléculas de la proteína
tiroglobulina, que a su vez, se deposita en grandes folículos de la
glándula. La secreción hormonal comienza cuando se escinden las
aminas de la tiroglobulina y se liberan hormonas sueltas, en el
torrente sanguíneo. Ya en la sangre, la mayor parte de las hormonas
tiroideas se combina con proteínas plasmáticas, en especial con la
globulina fijadora de la tiroxina, que libera con lentitud la hormona
tiroidea en los tejidos diana (blanco).
La adrenalina y noradrenalina se sintetizan en la médula suprarrenal,
que normalmente secreta cuatro veces más adrenalina que
noradrenalina. Las catecolaminas son almacenadas en vesículas
hasta su liberación por exocitosis. En sangre están en forma libre o
conjugadas.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
SECRECIÓN, TRANSPORTE Y ELIMINACIÓN DE LASHORMONAS
DE LA SANGRE
Algunas hormonas, como la adrenalina y la noradrenalina, se
secretan durante algunos segundos después de la estimulación de la
glándula y tardan en desarrollar toda su acción unos segundos o
minutos; otras hormonas, como la tiroxina o la hormona del
crecimiento, tardan varios meses en ejercer todo su efecto. Así
pues, el inicio y la duración de la acción es distinto en cada
hormona, dependiendo de su función de control específica.
CONCENTRACIÓN HORMONAL EN SANGRE Y TASA DE
SECRECIÓN
Las concentraciones de las hormonas necesarias para controlar casi
todas las funciones metabólicas y endocrinas son muy pequeñas.
Oscilan las concentraciones en sangre entre 1 picogramo
(millonésima parte de la millonésima de un gramo) por ml de sangre,
hasta algunos microgramos (millonésima de un gramo). Con estas
reducidas cantidades en sangre, las hormonas pueden ejercer un
potente control de los sistemas metabólicos. Lo anterior es posible,
por disponer los tejidos efectores de eficientes mecanismos, muy
especializados, que permiten amplificar los efectos estimulantes de
las minúsculas cantidades de hormonas en sangre.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
CONTROL DE LA SECRECIÓN HORMONAL POR
RETROACCIÓN
Las concentraciones en sangre de la mayor parte de las hormonas
se produce por mecanismos de retroacción negativa, que
garantizan un nivel de actividad adecuado en el tejido diana.
Cuando un estímulo induce la liberación de una hormona, los
productos o la situación resultantes de su acción suelen detenerla.
Es decir, la hormona (o uno de sus productos) ejerce un efecto de
retroacción negativa con el fin de impedir una secreción excesiva
de la hormona o su hiperactividad sobre el tejido diana.
LA RETROACCIÓN POSITIVA ORIGINA CANTIDADES
ELEVADAS DE HORMONAS
En algunos casos ocurre una RETROACCIÓN POSITIVA cuando la
acción biológica de una hormona induce la secreción de una
cantidad adicional. Un ejemplo lo tenemos en el caso de la liberación
de cantidades elevadas de hormona luteinizante (LH) en respuesta al
efecto estimulador de los estrógenos sobre la adenohipófisis antes
de la ovulación. La LH secretada actúa en los ovarios, donde
estimula, aún más la producción de estrógenos, los que, a su vez
aumentan más aún la secreción de LH, con el tiempo alcanzan una
concentración adecuada y ejerce entonces una retroacción negativa
sobre su secreción.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
TRANSPORTE DE LASHORMONAS EN SANGRE
Hormonas hidrosolubles (péptidos y catecolaminas)
Se disuelven en el agua del plasma y se transportan
desde sus sitios de origen hasta los tejidos diana,
donde difunden desde los capilares pasando al
líquido intersticial y después a las células diana.
Hormonas esteroideas y tiroideas
Circulan en la sangre unidas a proteínas
plasmáticas (globulinas), aunque un 10%
aproximadamente de ellas circula en forma libre. La
fracción libre es la que puede difundir desde el
plasma a los líquidos intersticiales, mientras que la
que permanece unida a las proteínas plasmáticas
actúa como un reservorio que va reponiendo,
mediante disociación, la fracción libre a medida que
ésta va saliendo del plasma hacia el líquido
intersticial.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
ELIMINACIÓN DELAS HORMONAS DE LA SANGRE
Son eliminadas de la sangre circulante de diversas
maneras:
1) Destrucción metabólica por los tejidos.
2) Unión a los tejidos.
3) Excreción hepática en la bilis.
4) Excreción renal en la orina.
Casi todas las hormonas peptídicas y catecolaminas
son hidrosolubles y circulan en la sangre libremente,
siendo, por lo general, degradadas en la sangre y
distintos tejidos por acción enzimática, excretándose
rápidamente por los riñones e hígado, por lo que
permanecen poco tiempo en el plasma.
Las hormonas que se encuentran unidas a las
proteínas plasmáticas se eliminan de la sangre a una
velocidad mucho menor que las anteriores.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
MECANISMOS DE ACCIÓN DE LAS HORMONAS
RECEPTORES HORMONALES Y SU
ACTIVACIÓN
Una hormona comienza su mecanismo de acción con su unión a un
receptor específico de la célula diana. Aquellas células que no
presenten dicho receptor, no responderán a dicha hormona. Los
receptores son moléculas de glicoproteínas que se encuentran
localizados en la membrana de la célula efectora y en otros casos a
nivel del citoplasma o en el núcleo. Cuando la hormona se combina
con su receptor, se desencadena una cascada de reacciones
bioquímicas en la célula, que se van amplificando hasta permitir que
se produzca un gran efecto con una reducida cantidad de la hormona.
Los receptores hormonales se encuentran en número de 2000 a 100
000 por cada célula. Además, cada tipo de receptor será específico
para una única hormona.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
REGULACIÓN DEL NÚMERO DE RECEPTORES
HORMONALES
El número de receptores de las células diana no permanece
constante, sino que varía de un día a otro o incluso de un minuto
a otro. Las propias proteínas de los receptores con frecuencia se
inactivan o destruyen mientras ejercen su función; en otras
ocasiones se reactivan o la célula fabrica otras nuevas mediante
,
su mecanismo
de elaboración de proteínas. Por ejemplo, cuando
una hormona se une a su receptor en la célula diana a menudo
disminuye el número de receptores activos, debido a la
activación de algunas moléculas de los receptores o a la menor
producción de los receptores. Esta disminución de receptores
disponibles en un momento dado se denomina regulación a la
baja, y disminuye la capacidad de respuesta del tejido diana a la
hormona.
Algunas hormonas determinan una regulación a la alta de los
receptores, es decir, la hormona estimulante induce la formación
de un mayor número de moléculas del receptor. Cuando se
produce este efecto, aumenta de forma progresiva la sensibilidad
del tejido diana a los efectos de la hormona.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
SEÑALIZACIÓN INTRACELULAR TRAS LA ACTIVACIÓN DEL
RECEPTOR HORMONAL
Cuando una hormona se une a su receptor en la célula diana se
forma un complejo hormona-receptor, originándose la activación
del receptor que dará lugar al efecto hormonal. De acuerdo al tipo
de receptor que disponga la hormona para interactuar, así será el
mecanismo íntimo de puesta en marcha del efecto hormonal.
Veamos varios ejemplos:
1.- ALGUNAS HORMONAS MODIFICAN LA PERMEABILDAD DE LA
MEMBRANA
Un gran número de neurotransmisores como la acetilcolina y
el glutamato, al combinarse con sus respectivos receptores
postsinápticos, producen un cambio en la estructura del
receptor que consiste, generalmente, en la apertura o cierre
de algún tipo de canal para algún tipo de ión, lo cual se
traduce en una modificación de la permeabilidad de la
membrana para se ión y por supuesto una modificación en la
excitabilidad de la membrana.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
2.- ALGUNAS HORMONAS ACTIVAN ENZIMAS INTRACELULARES
CUANDO SE COMBINAN CON SUS RECEPTORES
Otras hormonas, como es el caso de la insulina, cuando se unen a
sus receptores en la membrana celular activan una enzima ( enzima
cinasa unida al receptor por su extremo interno) la cual, a su vez,
activa la producción de gran número de proteínas transportadoras
de glucosa a través de la membrana celular.
Otras hormonas ocasionan inactivación de determinadas enzimas
que intervienen en determinada vía metabólica ocasionando un
efecto depresor de alguna actividad metabólica celular.
Otro ejemplo que es frecuente en el control hormonal de las
funciones celulares es la unión a un receptor especial de
transmembrana, que al unírsele la hormona, activa por la cara
interna de la membrana a una importante y muy abundante enzima
intracelular, la adenil ciclasa que cataliza la formación de AMPc,
que como veremos más adelante, ejerce numerosos efectos en la
célula con el fin de controlar la actividad metabólica celular. El
AMPc pertenece a un grupo de productos de diversas naturalezas
y que se denominan SEGUNDOS MENSAJEROS, llamados así
porque no es la propia hormona la que induce el efecto
directamente dentro de la célula, sino a través, en este caso, del
AMPc.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
3.- ALGUNAS HORMONAS ACTIVAN GENES MEDIANTE LA UNIÓN
CON RECEPTORES INTRACELULARES
Diversas hormonas, entre ellas las esteroideas y las tiroideas,
se unen a receptores proteicos intracelulares y no en la
membrana. A continuación, el complejo hormona-receptor
activado se une a un segmento específico de las cadenas de
DNA del núcleo celular, activándolo, con lo que se inicia la
transcripción de genes específicos y se forma RNAm. Como
resultado, varios minutos, horas o días después de la entrada
de la hormona en la célula, aparecen proteínas recién
formadas que pasan a controlar funciones celulares que
resultan de esta forma activadas.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
MECANISMOS DE SEGUNDO MENSAJERO QUE
PARTICIPAN EN LAS FUNCIONES HORMONALES
INTRACELULARES
La única acción directa de una hormona sobre una célula
diana sería entonces, la activación de su receptor al
combinarse con él; el segundo mensajero hace el resto.
El AMPc no es el único segundo mensajero que emplean las
distintas hormonas. Existen otros dos con una importancia
esencial: 1) los iones Ca2+ asociados a la calmodulina y 2) el
DAG (diacilglicerol) y IP3 ( inositol trifosfato), ambos productos
de degradación de los fosfolípidos de la membrana. Veámoslos
en más detalle.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA ENDOCRINO
EL SISTEMA DE SEGUNDO
MENSAJERO ADENIL CICLASAAMPc
La unión de la hormona al receptor,
activa a este último haciendo que
éste a su vez active a una proteína
G acoplada al extremo intracelular
del receptor. Dicha proteína G
presenta tres fracciones en su
estructura: a, b, g; la fracción a de la
proteína G, como resultado de su
activación por parte del complejo
hormona-receptor, se desplaza por
la cara interna de la membrana
entrando en contacto con una
enzima cercana, la adenil ciclasa, a
la cual estimula (ver fig.). Como
resultado de esto, la adenil ciclasa
activa numerosas moléculas de
AMPc; esto permite ahora, que
numerosas enzimas proteíncinasas
dependientes de AMPc se activen
desencadenando múltiples
reacciones bioquímicas que son,
precisamente, la respuesta celular
a la hormona.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
ANIMACIÓN QUE ILUSTRA EL MECANISMO DE AMPLIFICACIÓN DE SEÑAL DE
SEGUNDO MENSAJERO ADENIL CICLASA-AMPc
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA ENDOCRINO
Una vez formado el AMPc en la célula, se activa toda una cascada enzimática: una
primera enzima activada, a su vez, activa a otra que también activa a una tercera y
así sucesivamente. La importancia de este mecanismo reside en que tan solo unas
pocas moléculas de la adenil ciclasa activada en la membrana celular, bastan para
activar muchas más moléculas de la siguiente enzima, que también determinan la
activación de un número mayor de moléculas de la tercera enzima, etc.
Las proteínas G, acopladas a estos receptores, presentan en su constitución un
nucleótido de guanosina, el GTP, que es el que proporciona la energía para el inicio de
todo este mecanismo en la cara interna de la membrana. Este tipo de proteína G que
utiliza el sistema antes mostrado, se denomina Gs, por su acción estimulante de la
adenil ciclasa (stimulating en inglés).
Existen complejos hormona receptor que se acoplan a proteínas Gi (inhibitorias),
provocando una inhibición de la adenil ciclasa, con la disminución de todos los
procesos metabólicos dependientes de esa enzima.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA ENDOCRINO
EL SISTEMA SEGUNDO MENSAJERO DE LOS FOSFOLÍPIDOS
DE LA MEMBRANA CELULAR
Algunas hormonas activan los
receptores de transmembrana que
activan la fosfolipasa C, unida al
extremo más interno del receptor.
Esta enzima hidroliza fosfolípidos
de membrana, sobre todo el
bifosfato de fosfatidil inositol
(PIP2), formando dos segundos
mensajeros distintos: diacilglicerol
(DAG) y trifosfato de inositol (IP3).
El IP3 moviliza los iones Ca2+ de las
mitocondrias y del retículo
endoplásmico; los propios iones
Ca2+ también poseen efectos de
segundo mensajero, como son la
contracción del músculo liso y la
modificación de la secreción
celular. El DAG, activa la enzima
proteíncinasa C (PKC), que fosforila
un gran número de enzimas
encargadas de producir la
respuesta celular.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
El DAG posee en su estructura moléculas de un
ácido graso denominado ácido araquidónico, que
constituye la materia prima para la producción
celular de prostaglandinas y otras hormonas
locales ( tromboxano A-2 y leucotrienos). Las
prostaglandinas y los leucotrienos tienen múltiples
acciones locales sobre los tejidos que se suman a
las ejercidas por el DAG.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
EL SISTEMA DE SEGUNDO MENSAJERO Ca2+--CALMODULINA
Existe otro sistema de segundo mensajero que opera en respuesta a
la entrada de Ca2+ en las células (ver animación en la próxima
diapositiva). La entrada de Ca2+ puede iniciarse 1) por cambios en el
potencial de membrana, o 2) por la interacción de una hormona con
sus receptores de membrana que abren canales de Ca2+.
Cuando entran en la célula, los iones Ca2+ se unen a la proteína
calmodulina. Esta proteína posee cuatro lugares de unión al Ca2+ y
cuando tres o cuatro de ellos se han ocupado con este ión, la
calmodulina cambia de conformación espacial e inicia múltiples
efectos en la célula, como son la activación o inhibición de las
proteíncinasas. La activación de las proteíncinasas dependientes de
calmodulina activa o inhibe mediante fosforilación las proteínas que
participan en la respuesta celular a la hormona. Por ejemplo una
función específica de la calmodulina consiste en activar, en las fibras
musculares lisas, la miosina cinasa, que actúa sobre los filamentos
de miosina para que se produzca la contracción en el músculo liso.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
ANIMACIÓN QUE MUESTRA EL MECANISMO DE SEGUNDO
MENSAJERO DE Ca2+- CALMODLINA
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA ENDOCRINO
ANIMACIÓN QUE MUESTRA LOS MECANISMOS DE SEGUNDOS MENSAJEROS
DEPENDIENTES DE AMPc E IP3 Y Ca2+.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
HORMONAS QUE ACTÚAN PRINCIPALMENTESOBRE LA
MAQUINARIA GENÉTICA DE LA CÉLULA
LAS HORMONAS ESTEROIDEAS INCREMENTAN LA SÍNTESIS PROTÉICA
Otro mecanismo de acción hormonal, específicamente de las
hormonas esteroideas producidas por la corteza suprarrenal,
los ovarios y los testículos, consiste en provocar la síntesis de
proteínas en las células diana; estas proteínas actúan como
enzimas, proteínas transportadoras o proteínas estructurales
que, a su vez, ejercen otras funciones de las células.
Los hechos secuenciales que se producen se resumen
seguidamente:
1.- La hormona esteroidea entra en el citoplasma celular,
donde se une a una proteína receptora específica.
2.- El complejo hormona-proteína receptora difunde o es
transportado al interior del núcleo.
3.- El complejo se une en puntos específicos de las
cadenas de DNA de los cromosomas, activando el
proceso de transcripción de genes específicos para la
formación de RNAm.
4.- El RNAm se difunde al citoplasma, donde se activa el
proceso de traducción de los ribosomas para formar
nuevas proteínas.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS HORMONAS ESTEROIDEAS
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
Un ejemplo de lo anterior lo tenemos con la aldosterona, que es
una de las hormonas esteroideas secretadas por la corteza
suprarrenal, la cual entra en el citoplasma celular de los túbulos
renales, que contienen una proteína receptora específica para la
aldosterona. Así pues, en estas células tiene lugar la secuencia
de acontecimientos citada. Unos 45 minutos después,
comienzan a aparecer proteínas en las células de los túbulos
renales que favorecen la reabsorción de Na+ en los túbulos y la
secreción de K+. Por lo tanto, la acción de la hormona
esteroidea se retrasa de forma característica al menos 45
minutos y a veces tarda en completarse hasta varias horas o
incluso días. Este retraso contrasta notablemente con la acción
casi instantánea de algunas hormonas peptídicas y derivadas de
aminoácidos, como la vasopresina y la noradrenalina.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
LAS HORMONAS TIROIDEAS AUMENTAN LA
TRANSCRIPCIÓN GÉNICA EN EL NÚCLEO CELULAR
Las hormonas tiroideas tiroxina (tetrayodotironina) y triyodotironina
aumentan la transcripción de genes específicos en el núcleo. Para
ello, estas hormonas se unen en primer lugar a las proteínas
receptoras del propio núcleo; se trata de proteínas receptoras
localizadas en el complejo cromosómico que controlan la función
de los promotores u operones genéticos.
Dos de las principales características de la función de las
hormonas tiroideas en el núcleo son las siguientes:
1.- Activan los mecanismos genéticos para la formación de
numerosos tipos de proteínas intracelulares, probablemente 100
o incluso más. Muchas de ellas son enzimas que potencian la
actividad metabólica intracelular en casi todas las células del
organismo.
2.- Una vez unidas a los receptores intranucleares, las hormonas
tiroideas siguen expresando sus funciones de control durante
días o incluso semanas.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA
ENDOCRINO
ANIMACIÓN QUE MUESTRA EL MECANISMO DE ACCIÓN DE
LAS HORMONAS TIROIDEAS