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SECCIÓN IX. ENDOCRINOLOGÍA Y FISIOLOGÍA METABÓLICA
Capítulo 60. Principios generales de fisiología endocrina
Capítulo 60
Principios generales de
fisiología endocrina
SECCIÓN IX
ENDOCRINOLOGÍA Y FISIOLOGÍA METABÓLICA
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SECCIÓN IX. ENDOCRINOLOGÍA Y FISIOLOGÍA METABÓLICA
Capítulo 60. Principios generales de fisiología endocrina
FIGURA 60-1 Sistema endocrino clásico. Los órganos
endocrinos se ubican en todo el cuerpo y su función es
controlada por hormonas que alcanzan la circulación
general o que producen estimulación local o
neuroendocrina directa. La integración de producción
de hormonas en los órganos endocrinas se encuentra
bajo regulación del hipotálamo. Se sabe que muchos
otros tejidos producen hormonas y, por tanto, pueden
considerarse parte del sistema endocrino. Los
ejemplos incluyen el tejido adiposo (p. ej., leptina),
tubo digestivo (p. ej., grelina), músculo estriado
(miocinas), riñones (eritropoyetina) y corazón (p. ej.,
péptido auricular natriurético). GHRH, hormona
liberadora de hormona del crecimiento; CRH, hormona
liberadora de corticotropina; CRH, hormona liberadora
de tirotropina; GnRH, hormona liberadora
de gonadotropinas; ACTH, hormona
adrenocorticotrópica; MSH, hormona
estimulante de los melanocitos; TSH,
hormona estimulante del tiroides;
FSH, hormona foliculoestimulante;
LH, hormona luteinizante; T3,
triyodotironina; T4, tiroxina, (Modificada
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con autorización de Molina PE: Endocrine Physiology,
3rd ed. New York: McGraw-Hill Medical, 2010).
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FIGURA 60-2 Síntesis de hormonas peptídicas. Las
hormonas peptídicas se sintetizan en forma de
preprohormonas en los ribosomas y son procesados
a prohormonas en el retículo endoplásmico (ER). En
el aparato de Golgi, la hormona o prohormona se
empaqueta en vesículas secretoras, cuyo contenido
se libera de la célula en respuesta a la entrada de
calcio al espacio intracelular. Para el acoplamiento
de las vesículas secretoras en la membrana
plasmática y para la exocitosis del contenido
vesicular es necesario el incremento de Ca2+
citoplásmico. La hormona y los productos del
procesamiento postraduccional que ocurren en el
interior de las vesículas secretoras se liberan
en el espacio extracelular. Ejemplos de
hormonas peptídicas incluyen ACTH,
insulina, hormona del crecimiento
y glucagón. (Modificada con autorización
de Molina PE: Endocrine Physiology, 3rd ed.
New York: McGraw-Hill Medical, 2010.)
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Capítulo 60. Principios generales de fisiología endocrina
FIGURA 60-3 Mecanismos de acción
hormonal. Dependiendo del sitio donde la
hormona ejerce sus efectos, pueden
clasificarse como mediadores endocrinos,
paracrinos, autocrinos o intracrinos. Las
hormonas que alcanzan el torrente
sanguíneo y se unen a sus receptores
hormonales en las células efectoras en
órganos distantes median los efectos
endocrinos. Las hormonas que se unen a las
células cerca de las células que lo liberan
median los efectos paracrinos. Las hormonas
que producen sus efectos fisiológicos al
unirse a receptores en la misma célula que
los producen median los efectos
autocrinos o intracrinos.
(Modificada con autorización de
Molina PE: Endocrine Physiology,
3rd ed. New York: McGraw-Hill
Medical, 2010.)
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Capítulo 60. Principios generales de fisiología endocrina
FIGURA 60-4 Receptores acoplados a
proteína G. Las hormonas peptídicas y
proteínicas se unen a receptores de
superficie celular acoplados a proteína G.
La unión de la hormona con el receptor
produce un cambio conformacional que
permite que el receptor interactúe con la
proteína G. Esto ocasiona intercambio de
difosfato de guanosina (GDP) por
trifosfato de guanosina (GTP) y la
activación de proteína G. El sistema de
segundo mensajero que activa, varía
dependiendo del receptor específico; la
subunidad α de la proteína G se asocia
con el receptor y se une al ligando.
Se muestran ejemplos de hormonas que se unen a receptores acoplados a proteína G. DAG,
diacilglicerol; PLC, fosfolipasa C; cAMP, monofosfato cíclico de adenosina; RhoGEF, factores de
intercambio de nucleótidos de guanina Rho; PI3K, fosfatidil-3-cinasa; PKC, proteincinasa C;
GnRH, hormona liberadora de gonadotropinas; SS, somatostatina; GHRH, hormona liberadora
de hormona del crecimiento; FSH, hormona foliculoestimulante; LH, hormona luteinizante;
TSH, hormona estimulante del tiroides; ACTH, hormona adrenocorticotrópica. (Modificada con
autorización de Molina PE: Endocrine Physiology, 3rd ed. New York: McGraw-Hill Medical, 2010.)
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FIGURA 60-5 Receptores de cinasa y
receptores de cinasa unidos al receptor. Los
receptores de cinasa son aquellos que tienen
actividad intrínseca de tirosina o de serina
cinasa que se activan por la unión de la
hormona con el extremo amino terminal del
receptor de membrana celular. La cinasa
activada recluta y fosforila proteínas, con lo
que se produce una respuesta celular. Un
ejemplo de hormonas que utilizan esta vía
de receptores es la insulina. Los receptores
de tirosina cinasa unida al receptor no tienen
actividad intrínseca en su dominio
intracelular. Tienen relación estrecha con
cinasas que son activadas al momento en
que se fija la hormona. Ejemplos
de hormonas que utilizan este
mecanismo incluyen la
hormona del crecimiento
y prolactina. ATP, trifosfato
de adenosina; ADP, difosfato
de adenosina; JAK, cinasa
Janus. (Modificada con autorización
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de Cooper GM: The Cell: A Molecular
Approach, 4th ed. Sinauer, 2007.)
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FIGURA 60-6 Receptores intracelulares.
Esquema general para el mecanismo de
acción de los receptores de esteroides. El
ligando (esteroides) difunde hacia el
interior de la célula y se une con un
receptor citosólico. Una vez que ocurre la
unión, el receptor se dimeriza (forma
estructuras pares) y sufre translocación
al núcleo donde se une a elementos de
respuesta a esteroides en el DNA. Esto
activa la transcripción génica a mRNA y
por último, a través del incremento de la
traducción de mRNA para la formación
de proteínas específicas, ocurre la
respuesta celular. Algunos receptores
intracelulares, más que encontrarse en el
citosol en estado no unido, se ubican en
el núcleo (p. ej., receptores de hormona
tiroidea), pero su mecanismo de
activación final de transcripción génica y
traducción son similares. (Reproducida con
autorización de Kibble J, Halsey CR: The Big Picture,
Medical Physiology. New York: McGraw-Hill, 2009.)
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FIGURA 60-7 Patrones de liberación hormonal. Las
concentraciones plasmáticas de hormonas fluctúan a
lo largo del día. Por tanto, las mediciones de
hormonas plasmáticas no siempre reflejan la función
de un sistema endocrino dado. El cortisol y la
hormona del crecimiento muestran variaciones
considerables en sus concentraciones a lo largo del
día. Estas concentraciones pueden verse afectadas
por privación de sueño, luz, tensión emocional y
enfermedades, y dependen de su tasa de secreción,
tasas de metabolismo y excreción, tasa de
eliminación metabólica, patrones circadianos,
estímulos ambientales fluctuantes y variaciones
endógenas internas. Las influencias biológicas
incluyen enfermedad, trabajo nocturno, patrones
de sueño, cambios en la longitud y reposo
prolongado en cama (Modificada con
autorización de Molina PE: Endocrine Physiology,
2nd ed. New York: McGraw-Hill Medical, 2007.)
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FIGURA 60-8 Control neural de la liberación
hormonal. La función endocrina se encuentra
bajo regulación estrecha por el sistema nervioso,
de donde surge el término “neuroendocrino”. La
liberación hormonal por células endocrinas
puede ser modulada por las neuronas
posganglionares del sistema nervioso simpático
(SNS) o sistema nervioso parasimpático (PSNS),
utilizando acetilcolina (ACh) o norepinefrina (NE)
como neurotransmisor o por neuronas
preganglionares utilizando acetilcolina como
neurotransmisor. Por tanto, los agentes
farmacológicos que interactúan con la
producción o liberación de neurotransmisores
afectan la función endocrina. (Modificada con
autorización de Molina PE: Endocrine Physiology,
3rd ed. New York: McGraw-Hill Medical, 2010.)
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FIGURA 60-9 Mecanismos que regulan la liberación hormonal.
a. Regulación por retroalimentación negativa. En algunos casos las
glándulas endocrinas son el órgano efector mismo de otra
hormona. En este caso, las células endocrinas producidas en el
órgano 1 producen una hormona que estimula el órgano efector
para producir otra hormona (hormona 2). La hormona 2 disminuye
la producción y liberación de la hormona que estimula su
liberación, también conocida como hormona trófica. Un ejemplo
es la regulación de la liberación de hormona estimulante de la
tiroides (TSH) en la adenohipófisis por hormonas tiroideas
producidas en la glándula tiroides. b. La regulación por
retroalimentación positiva ocurre cuando la liberación de una
hormona estimula una segunda hormona que estimula a la
primera hormona, produciéndose un círculo vicioso. Un ejemplo es
la estimulación de la liberación de LH por el estradiol a la mitad
del ciclo menstrual. c. Control de la liberación hormonal
por el producto. La producción y liberación de una
hormona puede regularse por las concentraciones
circulantes del sustrato que controla. Un ejemplo
es la regulación de la liberación de hormona
paratiroidea desde las glándulas paratiroides
dependiendo de las concentraciones séricas de
Ca2+. (Modificada con autorización de Molina PE: Endocrine
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FIGURA 60-10 Función de los receptores. A. Respuesta
a la hormona. La disminución de la respuesta a los
efectos de la hormona pueden deberse a disminución
en el número de receptores hormonales, disminución
de la concentración de enzima activada por la hormona,
incremento en la concentración de inhibidores no
competitivos o disminución en el número de células
efectoras. Cuando disminuye la respuesta, no importa
qué tan elevada sea la concentración hormonal, no se
logra la respuesta máxima. B. Sensibilidad a la
hormona. Una disminución en la sensibilidad a la
hormona requiere altas concentraciones hormonales
para producir 50% de la respuesta máxima. La
disminución de la sensibilidad puede ser consecuencia
de disminución de la afinidad entre hormona y receptor,
disminución en el número de interacción
entre hormona y receptor, aumento en
la tasa de degradación hormonal o
aumento en las concentraciones de
hormonas antagonistas o competitivas.
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