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Chapter 18
The Endocrine
System
Lecture Presentation by
Lee Ann Frederick
University of Texas at Arlington
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Introducción
• Objetivos
• 18-1 Explicar la importancia de la comunicación
intercelular, describir los mecanismos involucrados y
comparar los modos de comunicación intercelular
que ocurren entre los sistemas endocrino y nervioso.
• 18-2 Comparar los componentes celulares del
sistema endocrino con los de otros sistemas,
contrastar las clases de hormonas desde el punto de
vista estructural, y explicar el mecanismo de acción
general de estas en los órganos blanco
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Introducción
• 18-3 Describir la localización, las hormonas, las
funciones y los efectos de producción anormal de las
hormonas de las glándulas:
• Pituitaria
-Tiroidea
• Paratiroidea
-Adrenales
• Pineal
- Pancreas
• Tejidos endocrinos secundarios:
• Riñón
- Corazón
• Timo
-Gónadas
• 18-4 Describir efectos del envejecimiento en el sistema
endocrino
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Introducción
• El Sistema Endocrino
• Regula procesos a largo plazo como:
• Crecimiento
• Desarrollo
• Reproducción
• Usa mensajeros químicos para enviar la
información e instrucciones entre células
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18-1 Comunicación Intercelular y
Homeostasis
• Comunicación Directa
• Intercambio de iones y moléculas entre células
adyacentes via uniones “gap”
• Entre dos células del mismo tipo
• Especializado y raro
• Comunicación Paracrina
• Usa señales químicas para transmitir información
entre células en un mismo tejido
• Forma mas común de comunicación intercelular
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18-1 Comunicación Intercelular y
Homeostasis
• Communicación Endocrina
• Células endocrinas liberan hormonas (mensajeros
químicos) en el torrente sanguíneo
• Alteran actividades metabólicas en muchos tejidos
y organos simultáneamente.
• Comunicación Sináptica
•
•
•
•
Sinapsis
NT – receptores
Potencial de acción
Procesos a corto plazo
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Table 18-1 Mechanisms of Intercellular Communication.
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18-1 Comunicación Intercelular y
Homeostasis
• Células, Tejidos, Órganos Blanco
• Poseen receptores necesarios para ligar e
interpretar el mensaje hormonal.
• Hormonas
• Estimulan y/o regulan la síntesis de proteínas
(enzimas o estructurales)
• Activan o desactivan canales de membrana y
enzimas asociadas a estos (adenil ciclasa)
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18-2 Hormonas
• Tipos de Hormonas de acuerdo a su origen
1. Derivadas de AA
2. Peptídicas
3. Derivadas de lípidos
• Pueden circular libremente
• Funcionales por una hora
1. Se difunden fuera del torrente sanguíneo y se
unen a receptores
2. Son degradadas y absorbidas por células;
hepáticas y del riñón
• Pueden circular unidas a alguna proteéna acarreadora
• Permanecen mas tiempo en la circulación
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18-2 Hormonas
• Derivadas de AA
• Moléculas pequeñas, estructuralmente asociadas
a algún AA
• Ejemplos:
• Derivadas de Tirosina
• Hormonas Tiroideas
• Catecolaminas
• Epinefrina, norepinefrina
• Derivadas de Triptófano
• Dopamina, serotonina, melatonina
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18-2 Hormonas
• Hormonas Peptídicas
• Polipéptidos, cadenas de AA
• Sintetizadas como pro-hormonas
• Moléculas inactivas, activadas antes o justo al ser
secretadas
• Glucoproteínas
• Proteínas de mas de 200 AA
• Tienen cadenas laterales de carbohidratos
• Hormona estimulante de la Tiroide (TSH)
• Hormona Luteinizante (LH)
• Hormona Estimulante del Foliculo - (FSH)
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18-2 Hormonas
• Peptídicas
• Proteínas pequeñas y péptidos pequeños
• Polipéptidos de cadena corta
• Hormona Antidiurética (ADH) y Oxitocina (OXT)
• Ambas nonapéptidos
• Proteínas cortas
• Hormona del Crecimiento(GH; 191 aa) y Prolactina
(PRL; 198 aa)
• Todas las hormonas secretadas por:
• Hipotálamo, corazón, timo, tracto GI, páncreas,
lóbulo posterior de la pituitaria entre otras
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18-2 Hormonas
• Derivadas de lípidos
• Eicosanoides – derivan de acido araquidónico – un
ácido graso de 20 carbonos
• Factores paracrinos que coordinan actividades
celulares y procesos enzimaticos (cascada de
coagulacion)
• Leucotrienos
• Prostaglandinas
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18-2 Hormones
• Esteroides – derivados de colesterol
• Liberados por
• Organos reproductivos (andrógenos por
testículos y estrógenos y progesterona por
ovarios
• La corteza adrenal (corticoesteroides)
• Riñones (calcitriol)
• Transportadas por proteínas que ligan
esteroides (SBP)
• Se mantienen mas tiempo en circulación que
las peptídicas
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18-2 Hormonas
• Mecanismos de Acción Hormonal
• Receptor Hormonal
•
•
•
•
Es una proteína
Es específico para una hormona
Hay distintos tipos para distintas hormonas
Su presencia o ausencia es lo que determina la
sensitividad de una célula
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18-2 Hormonas
• Receptores de Membrana Citoplasmática
• Catecolaminas y Hormonas Peptídicas
• Polares, hidrosolubles y PLT lipofóbicas
• No crucan la membrana
• Se unen a receptor proteico extracelular. en la
superficie externa de la membrana
• Esteroides, Eicosanoides y Tiroideas
• Liposolubles y PLT hidrofóbicas
• Difunden a través de la membrana
• Receptor intracelulares, citoplásmicos o nucleares
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18-2 Hormonas
• Receptores de Membrana Citoplasmática
• Primer Mensajero
• Se une al receptor extracelular
• No afecta directamente las actividades intracelulares
• Depende de segundos mensajeros
• Segundos Mensajeros
• Pueden actuar como un activador o inhibidor de
enzimas, como cofactores intracelures
• Resultan en cambios en la actividad metabólica
intracelular
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18-2 Hormonas
• Ejempos de
• Segundos Mensageros:
1.
Cyclic-AMP (cAMP)
• Derivado de ATP
2.
Cyclic-GMP (cGMP)
• Derivado de GTP
3.
4.
Calcio
IPP
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18-2 Hormonas - Regulación
• Down-regulation (sub-regulación)
• Si los niveles de una hormona particular suben,
las células se hacen menos sensitivas a esta
• La presencia de la hormona induce la
internalización de los receptores, se reduce su
numero
• Up-regulation (sobre-regulación)
• Si los niveles de una hormona bajan las céluas se
haran mas sensitivas a esta.
• La ausencia de la hormona aumentara el numero
de receptores disponibles para esta
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18-2 Hormonas
• Proteína G
• Complejo enzimatico acoplado a receptores
membranales
• Involucrados en el enlace entre 1er y 2do
mensajero.
• Proteínas G y cAMP
• Adenil ciclasa : es activada cuando la hormona
se une al receptor extracelular y afecta la [cAMP]
intracelular
• Si aumentan los niveles de cAMP se acelera la
actividad metabólica intracelular
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A&P Flix Animation: Mechanism of Hormone
Action: Second Messenger cAMP
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Figure 18-3 G Proteins and Second Messengers (Part 1 of 2).
The first messenger
(a peptide hormone,
catecholamine, or
eicosanoid) binds to a
membrane receptor and
activates a G protein.
A G protein is an
enzyme complex
coupled to a
membrane receptor
that serves as a link
between the first and
second messenger.
Hormone
Hormone
Protein
receptor
Protein
receptor
G protein
(inactive)
G protein
activated
Effects on cAMP Levels
Many G proteins, once activated, exert their effects by changing the
concentration of cyclic AMP, which acts as the second messenger within
the cell.
Hormone
Hormone
Protein
receptor
Protein
receptor
G protein
activated
Acts as
second cAMP
messenger
Increased
production
of cAMP
adenylate
cyclase
ATP
G protein
activated
PDE
cAMP
Enhanced
breakdown
of cAMP
AMP
kinase
Opens ion
channels
Activates
enzymes
If levels of cAMP increase,
enzymes may be activated or
ion channels may be opened,
accelerating the metabolic
activity of the cell.
First Messenger Examples
• Epinephrine and norepinephrine
(β receptors)
• Calcitonin
• Parathyroid hormone
• ADH, ACTH, FSH, LH, TSH
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Reduced
enzyme
activity
In some instances, G protein
activation results in decreased
levels of cAMP in the
cytoplasm. This decrease has
an inhibitory effect on the cell.
First Messenger Examples
• Epinephrine and norepinephrine (α2 receptors)
18-2 Hormonas
• Proteína G e Iones de Calcio
• Proteína G activada:
• Abertura de canales de Ca+2 en la membrana
• Liberación de Ca+2 de compartimientos
intracelulares
• Activa a la enzima fosfolipasa C (PLC)
• Esta activa la cascada de:
• Producción de diacilglicerol (DAG)
• Trifosfato de inositol (IP3) a partir de fosfolípidos de
la membrana
• Canales de Calcio por la Quinasa de Proteína C
(PKC)
• Calcio puede activar calmodulina, y esta causar
cambios citoplásmicos
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Figure 18-3 G Proteins and Second Messengers (Part 2 of 2).
A G protein is an
enzyme complex
coupled to a
membrane receptor
that serves as a link
between the first and
second messenger.
The first messenger
(a peptide hormone,
catecholamine, or
eicosanoid) binds to a
membrane receptor and
activates a G protein.
Hormone
Hormone
Protein
receptor
Protein
receptor
G protein
activated
G protein
(inactive)
Effects on Ca2+ Levels
Some G proteins use Ca2+ as a
second messenger.
Ca2+
Hormone
Protein
receptor
G protein
activated
Release of
stored Ca2+ Ca2+
from ER or SER
PLC,
DAG,
and IP3
Opening of
Ca2+ channels
Ca2+
Ca2+ acts as
second messenger Ca2+
Calmodulin
Activates
enzymes
First Messenger Examples
• Epinephrine and norepinephrine
(α1 receptors)
• Oxytocin
• Regulatory hormones of hypothalamus
• Several eicosaoids
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18-2 Hormonas
• Receptores Intracelulares
• Afectan la razón de transcripción del DNA en el
núcleo
• Cambian patrones de síntesis de proteína o
traducción en el citoplasma
• Expresión Génica
• Hormonas esteroides y lipofilicas s
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Figure 18-4a Effects of Intracellular Hormone Binding.
a Steroid hormones diffuse through the plasma membrane and
bind to receptors in the cytoplasm or nucleus. The complex
then binds to DNA in the nucleus, activating specific genes.
1
Diffusion through
membrane lipids
Target cell response
CYTOPLASM
Alteration of cellular
structure or activity
6
Translation and
protein synthesis
2
Receptor
Binding of hormone
to cytoplasmic or
nuclear receptors
5
Transcription and
mRNA production
4
Receptor
Gene activation
Nuclear
pore
Nuclear
envelope
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3
Binding of
hormone–receptor
complex to DNA
University of Puerto Rico
Intercampus Doctoral Program in Biology
E2- Mechanism of Action
From Geneka Biotechnology
http://www.biolynx.ca/active.html
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Figure 18-4b Effects of Intracellular Hormone Binding.
b Thyroid hormones enter the cytoplasm and bind to receptors in
the nucleus to activate specific genes. They also bind to
receptors on mitochondria and accelerate ATP production.
1
Transport across
plasma membrane
Target cell response
Increased Alteration of cellular
ATP
structure or activity
production
Receptor
6
Translation and
protein synthesis
2
Binding of receptors
at mitochondria and
nucleus
5
Transcription and
mRNA production
Receptor
4
Gene activation
3
Binding of
hormone–receptor
complex to DNA
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18-2 Hormonas
• Reflejos Endocrinos: control de actividades
endocrinas
• Contraparte funcional de los reflejos neurales
• En la mayoría de los casos el control es a través
de mecanismos de
• negative feedback (retroalimentación negativa)
• Estímulo activa la producción de un hormona
• Los efectos directos o indirectos de la hormona
reducen la intensidad del estímulo y PLT …
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18-2 Hormonas – Reflejos Endocrinos
• Simples
• Una sola hormona
• Ejemplos: secreciones endocrinas del corazón,
páncreas, PTH, GI
• Complejos
• Dos o mas hormonas
• Pasos intermedios
• Hipotálamico
• Ejemplo del mas alto nivel de control endocrino
• Neuroendocrino
• Hipófisis – Neurohipófisis - Adrenales
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Figure 18-5 Three Mechanisms of Hypothalamic Control over Endocrine Function.
1
2
Production of
antidiuretic
hormone (ADH) and
oxytocin (OXT)
Secretion of regulatory
hormones to control
activity of the anterior
lobe of pituitary gland
3
Control of
sympathetic
output to adrenal
medullae
HYPOTHALAMUS
Preganglionic
motor fibers
Infundibulum
Adrenal cortex
Adrenal medulla
Anterior lobe
of pituitary gland
Hormones secreted by the anterior
pituitary control other endocrine organs
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Posterior lobe
of pituitary gland
Release of antidiuretic hormone
(ADH) and oxytocin (OXT)
Adrenal
gland
Secretion of epinephrine (E)
and norepinephrine (NE)
18-3 Glándula Pituitaria - Hipófisis
• Descansa en la sella turcica - esfenoides
• Inferior al hipotálamo
• Conectada por el infundíbulo
• Dos lóbulos:
• anterior (adenohipófisis)
• posterior (neurohipófisis)
• Adenohipófisis :
• Libera 9 hormonas peptídicas
• Receptores membranales y PLT dependen de 2do
mensajero
• cAMP
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Fig 18-6 - The Anatomy and Orientation of the Pituitary
Gland
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18-3 Glándula Pituitaria
• Lóbulo Anterior – Adenohipófisis - Maestra
• Sus hormonas activan otras glándulas endocrinas o
sirven de apoyo para otros órganos.
• Tiene 3 regiones
1. Pars distalis
2. Pars tuberalis
3. Pars intermedia
• Eminencia mediana
• Conección al infundíbulo
• Donde las neuronas hipotalámicas liberan sus factores
liberadores
•
•
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Estos pasan hacia los fluidos intersticiales
A través de capilares fenestrados
18-3 Glándula Pituitaria
• Vasos portales
• Son un grupo de vasos sanguíneos que conectan
dos redes de capilares
• El complejo completo es un sistema portal
•
•
•
•
Normalmente es:
arteria – arteriola – capilares - vénula – vena
Aqui seria:
arteria – arteriola – capilares - vasos portales capilares - vénula – vena
• Aseguran que los factores reguladores
hipotalámicos lleguen a sus células blanco por el
segundo sistema de capilares antes de entrar a la
circulación general
• Capilares fenestrados – sumamente finos
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Figure 18-7 The Hypophyseal Portal System and the Blood Supply to the Pituitary
Supraoptic nuclei Paraventricular nuclei
Neurosecretory neurons
Gland.
Mammillary
body
Optic
chiasm
Capillary network in
the median eminence
Infundibulum
The superior hypophyseal artery delivers blood
to the capillary network in the median
eminence
The portal vessels deliver blood containing
regulatory factors to the capillary network
within the anterior lobe of the pituitary gland
Anterior lobe of
the pituitary gland
Capillary network in
the anterior lobe
Posterior lobe of
the pituitary gland
The inferior hypophyseal artery delivers blood
to the posterior lobe of the pituitary gland
Endocrine cells
Hypophyseal veins carry blood containing the
pituitary hormones to the cardiovascular
system for delivery to the rest of the body
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18-3 Glándula Pituitaria
• Contro Hipotalámico del Lóbulo Anterior
• Dos clases de hormonas reguladoras hipotalámicas
1. Hormonas Liberadoras (RH)
• Estimulan la síntesis y secreción de una o mas
hormonas del lóbulo anterior
2. Hormonas Inhibidoras (IH)
• Previene la síntesis and secreción de
hormonas del lóbulo anterior
• Su nivel de secreción es controlado por
retroalimentación negativa
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Fig 18.8- Feedback Control of Endocrine Secretion
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Figure 18-8d Feedback Control of Endocrine Secretion.
Hormone 1
Releasing
Endocrine
hormone (RH) (from pituitary) target organ
Hormone 2
(from target organ)
TRH
TSH
Thyroid gland
Thyroid hormones
CRH
ACTH
Adrenal cortex
Glucocorticoids
Testes
Inhibin
Ovaries
Inhibin
Estrogens
Testes
Androgens
Ovaries
Progesterone
Estrogens
FSH
GnRH
LH
d Table showing the hypothalamic releasing hormones that follow
the typical pattern of regulation shown in a above.
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Figure 18-9 Pituitary Hormones and Their Targets (Part 1 of 2).
Hypothalamus
Direct Control
by Nervous
System
Adrenal
medulla
Adrenal
gland
Epinephrine and
norepinephrine
KEY TO PITUITARY HORMONES:
Indirect Control through Release
of Regulatory Hormones
ACTH
TSH
GH
PRL
FSH
LH
MSH
ADH
OXT
Regulatory hormones are released
into the hypophyseal portal system
for delivery to the anterior lobe of
the pituitary gland
Adrenocorticotropic hormone
Thyroid-stimulating hormone
Growth hormone
Prolactin
Follicle-stimulating hormone
Luteinizing hormone
Melanocyte-stimulating hormone
Antidiuretic hormone
Oxytocin
Anterior lobe of
pituitary gland
ACTH
Adrenal
cortex
Thyroid
gland
TSH
GH
MSH
Liver
PRL FSH
LH
Somatomedins
Glucocorticoids
(cortisol,
corticosterone)
Melanocytes (uncertain
significance in healthy
adults)
Bone, muscle,
other tissues Mammary
glands
Testes
of male
Ovaries
of female
Thyroid
hormones (T3, T4)
Inhibin
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Testosterone
Estrogen
Progesterone
Inhibin
Hormonas de Adenohipófisis:
- pars distalis.
• Hormona Estimulante de Tiroides(TSH)
• Secreción de hormonas de la tiroide
• Hormona liberadora de la Tirotropina (TRH)
Promueven la liberación de TSH
• Hormona Adrenocorticotrópica (ACTH)
• Secreción de glucocorticoides de la corteza
adrenal
• Hormona liberadora de la Corticotropina (CRH)
promueve a liberación de ACTH
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Hormonas de Adenohipófisis:
- pars distalis.
• Hormona Estimuladora del Folículo (FSH)
• Secreción de E2
• Desarrollo del Folículo
• Producción de Espermatozoides
• Hormona Luteinizante (LH)
•
•
•
•
•
Ovulación
Formación del cuerpo lúteo
Secreción de Progesterona
Secreción de Andrógenos
Hormona Liberadora de Gonadotropinas
(GnRH) promueve liberación de FSH y LH
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Hormonas de Adenohipófisis:
- pars distalis.
• Prolactina (PRL)
•
•
•
Producción de Leche
Desarrollo de mamas
Factores liberadores e inhibidores de Prolactina PRF
y PIH
• Hormona de Crecimiento (GH, somatotropina)
•
•
•
•
Crecimientos
Síntesis de Proteínas
Metabolismo y mobilización de lípidos
Factores liberadores e inhibidores de GH
• GH – RH y GH-IH
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Table 18-2 The Pituitary Hormones (Part 1 of 2).
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Hormonas de Adenohipófisis:
- pars intermedia (ninactiva en adultos)
• Hormona Estimulante de Melanocitos
(MSH)
• Aumento en sintesis de melanina
• Activa durante desarrollo fetal, adolescencia y
embarazo
• Hormonas Inhibidores y Estimuladoras del
Melanocito
• Addisson Disease – Pigmentación aumentada
porque?
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18-3 Pituitaria - Neurohipófisis
• Lobulo Posterior –
• Contiene axones no mielinados de neuronas
hipotalámicas
• Produce dos hormonas
• Hormona Antidiurética (ADH)
• Induce reabsorción de agua
• Aumenta volumen y PLT presión sanguínea
• Oxitocina (OXT)
• Contracciones uterinas para el parto
• Producción de leche
• Contracción ducto deferente y próstata
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Figure 18-9 Pituitary Hormones and Their Targets (Part 2 of 2).
Hypothalamus
Direct Release
of Hormones
Sensory Osmoreceptor
stimulation stimulation
KEY TO PITUITARY HORMONES:
ACTH
TSH
GH
PRL
FSH
LH
MSH
ADH
OXT
Adrenocorticotropic hormone
Thyroid-stimulating hormone
Growth hormone
Prolactin
Follicle-stimulating hormone
Luteinizing hormone
Melanocyte-stimulating hormone
Antidiuretic hormone
Oxytocin
Posterior lobe
of pituitary gland
ADH
OXT
Kidneys
Males: Smooth
muscle in ductus
deferens and
prostate gland
Females: Uterine
smooth muscle and
mammary glands
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Table 18-2 The Pituitary Hormones (Part 2 of 2).
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Desórdenes de la Pituitaria Asignado
• Acromegalia (previo al crecimiento completo)
– Hipersecreión de GH
• Enanismo pituitario
– Hiposecreción de GH
• Diabetes insipidus (insípida)
– Hiposecreción de ADH
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Acromegalia
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Figure 18.9
18-4 Glándula Tiroide
• Localizada:
• Inferior al cartílago tiroideo de la laringe
• Dos lóbulos conectados por un estrecho o
istmo
• Folículos tirodeos
• Rodeados por red capilar que
• Lleva nutrientes y hormonas
reguladoras
• Recibe productos secretores
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Figure 18-10a The Thyroid Gland.
Hyoid bone
Superior
thyroid artery
Thyroid cartilage
of larynx
Internal
jugular vein
Superior
thyroid vein
Cricoid cartilage
of larynx
Common
carotid artery
Right lobe of
thyroid gland
Left lobe of
thyroid gland
Isthmus of
thyroid gland
Middle thyroid vein
Inferior
thyroid artery
Thyrocervical trunk
Inferior
thyroid
veins
Trachea
Outline of clavicle
Outline of sternum
a
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Location and anatomy of the thyroid gland
18-4 Glándula Tiroidea
• Tiroglobulina (Proteína globular)
• Sintetizada en los folículos tiroideos
• Ricas en el amino acido tirosina
• Tiroxina (T4)
• Conocda también como
Tetraiodotironina
• Cuatro iones de Yodo
• Triiodotironina (T3)
• Tres iones de yoduro
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Figure 18-10c The Thyroid Gland.
Capillary
Capsule
Follicle
cavities
C cell
Cuboidal
epithelium
of follicle
Thyroid
follicle
Thyroid
follicle
Thyroglobulin
stored in colloid
of follicle
C cell
Follicles of the thyroid gland
c
Histological details of the thyroid gland showing thyroid follicles and both cell
types in the follicular epithelium ATLAS: Plate 18c
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LM × 260
Figure 18-11a The Thyroid Follicles.
Yodo GI
1. Bombas al citoplasma
2. Difunden al ápice, se oxidan
3. Peroxidasa de tiroide lo une a la
tirosina de la tiroglobulina, T4 y T3
unidas a tiroglobulina
4. TSH induce salida de foliculos
5. Lisosomas separan las T3 y T4
6.Hormonas son secretadas
7.Viajan asociadas a proteina de
transporte
Follicle
cavity
3 Thyroglobulin
(contains T3 and T4)
FOLLICLE CAVITY
4
Endocytosis
5
Lysosomal
digestion
Thyroglobulin
2
Iodine
atoms (I0)
Other amino acids
Tyrosine
T4
T3
Diffusion
TSHsensitive
ion pump
1
Diffusion 6
FOLLICLE CELL
7
CAPILLARY
Iodide ions (I−)
T4 & T3
a
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TBG, transthyretin,
or albumin
The synthesis, storage, and secretion of thyroid
hormones. The numbered events are explained in the text.
Figure 18-11b The Thyroid Follicles.
Hypothalamus
releases TRH
Homeostasis
Disturbed
Decreased T3 and
T4 concentrations
in blood or low
body temperature
TRH
Anterior
lobe
Pituitary
gland
HOMEOSTASIS
Normal T3 and T4
concentrations,
normal body
temperature
Anterior
lobe
TSH
Homeostasis
Restored
Increased T3 and
T4 concentrations
in blood
Thyroid
gland
Thyroid follicles
release T3 and T4
b
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The regulation of thyroid secretion.
18-4 Glándula Tiroidea
• Hormonas de la tiroide T4 y T3 viaja unidas a
proteinas de transporte:
• Globulina de Tiroidea (TBGs)
• Transportan 70-75% de T4-T3 respectivamente
• Transtiretina (prealbumina que liga tiroides–
TBPA) y albumina
• Transportan el resto de estas
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18-4 Glándula Tiroidea
• (TSH) – Hormona Estimulante de la Tiroide
• Su ausencia causa inactividad de los foliculos
• No habra ni síntesis ni secreción
• Receptor membranal
• Activa enzimas claves en la síntesis de hormona de
la tiroide.
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18-4 Glándula Tiroide
• Funciones de sus Hormonas
• Afecta la mayoría de las células del cuerpo
• Reconoce receptores en
1. Citoplasma
2. Superficie de la Mitocondria
3. Núcleo
• Esencial para el desarrollo normal en niños
• Esqueletal, muscular, nervioso
• Efecto Calorigénico
• Consumo elevado de energía en la célula aumenta la
generación de calor
• Responsible de aumentos en la razon de metabolismo
celular a corto, mediano y largo plazo
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18-4 Glandula Tiroide - Asignado
• Efectos en tejidos periferales
1. Eleva consumo de oxígeno y energía
2. Aumenta temperatura en niños
3. Aumenta fuerza y velocidad cardiaca, presión
sanguínea
4. Aumenta sensibilidad a estimulación simpática
5. Mantiene sensibilidad normal de los centros
respiratorios a niveles de oxígeno y CO2
6. Estimula hematopoyesis
7. Estimula otros tejidos endocrinos
8. Acelera la razón de reciclaje de minerales óseos
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18-4 Glándula Tiroide
• Células C de la Tiroide
• C (clear) células claras, o parafoliculares
• Producen calcitonina (CT)
• Regulación de [Ca2+] en fluídos corporales
1. Inhibe osteoclastos
2. Se reduce la liberación de Ca2+ desde los
huesos
3. Estimula la excreción Ca2+ por los riñones
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Figura 18.13 Desórdenes de la Tiroide
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Figure 18.13
18-5 Glándula Paratiroides
• Son Cuatro Glándulas
• Inmersas en la superficie posterior de la tiroide
• Hormona Paratiroide (PTH)
• Producida por las céulas principales (chief) en
respuesta a bajas [Ca2+]
• Efectos antagonistas a Calcitonina
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18-5 Glándula Paratiroides
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18-5 Glándula Paratiroides
• PTH – Efectos principales
1. Estimula osteoclastos/inhibe osteoblastos
• Acelera reciclaje de mineral y liberación de Ca2+
desde el hueso
• Reduce razón de depósito de Ca2+ en el hueso
2. Estimula reabsorción Ca2+ en los riñones,
reduce la pérdida urinaria
3. Estimula síntesis y secreción de calcitriol en el
riñón
• Efectos acentuan los de la PTH
• Acentúan la absorción de Ca2+, PO43 en el tracto
GI
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Figure 18-13 The Homeostatic Regulation of Calcium Ion Concentrations (Part 1 of
2).
Increased
excretion
of calcium
by kidneys
Increasing levels of blood calcium
Thyroid gland
produces
calcitonin
Calcium
deposition
in bone
HOMEOSTASIS
RESTORED
HOMEOSTASIS
DISTURBED
Blood calcium
levels decrease
Increasing calcium
levels in blood
HOMEOSTASIS
Normal blood
calcium levels
(8.5–11 mg/dL)
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Figure 18-13 The Homeostatic Regulation of Calcium Ion Concentrations (Part 2 of 2).
Decreasing levels of blood calcium
HOMEOSTASIS
Normal blood
calcium levels
(8.5–11 mg/dL)
HOMEOSTASIS
DISTURBED
Decreasing calcium
levels in blood
Parathyroid
glands secrete
parathyroid
hormone (PTH)
HOMEOSTASIS
RESTORED
Blood calcium
levels increase
Increased
reabsorption of
calcium by
kidneys
Calcium release
from bone
Increased calcitriol
production causes
Ca2+ absorption
by digestive tract
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Table 18-4 Hormones of the Thyroid Gland and Parathyroid Glands.
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18-6 Glándulas Adrenales
• Sobre el borde superior de cada riñón
• Dividida en Corteza y Médula
• Corteza Adrenal – superficial
• Almacen de lípidos, colesterol y ácidos grasos
• Manufactura corticosteroids, hormonas
esteroides
• Médula adrenal - interna
• Secreciones controladas por SNA Simpático
• Epinefrina Nor-epinefrina
• Induce cambios metabólicos que persisten
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Figure 18-14a The Adrenal Gland.
Right superior
adrenal arteries
Right and left inferior
phrenic arteries
Celiac trunk
Right adrenal
gland
Left adrenal gland
Right middle
adrenal artery
Left middle
adrenal artery
Left inferior
adrenal arteries
Right inferior
adrenal artery
Left adrenal vein
Right renal
artery
Left renal artery
Left renal vein
Right renal vein
Superior
mesenteric artery
Abdominal aorta
Inferior vena cava
a
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A superficial view of the
kidneys and adrenal glands
18-6 Glándulas Adrenales
• Corteza Adrenal (corticosteroides)
• Tres zonas o regiones:
1. Zona glomerulosa – mineralocorticoides
1. aldosterona
2. Zona fasciculata – glucocorticoides
1. Cortisol, corticosterona
3. Zona reticular – gonadocorticoides
1. andrógenos
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18-6 Glándulas Adrenales - Zona glomerular
• Aldosterona
• Estimula conservación de Na+ y excreción de K+
• Aumenta sensibilidad de los receptores salados en
las papilas gustativas
• Se secreta en respuesta a:
•
•
•
•
Hiponatremia Hipovolemia Hipotensión Hipercalemia -
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18-6 Glándulas Adrenales – Zona fasciculada
• Glucocorticoides
• Acelera la síntesis de glucosa y glucógeno
•
•
•
•
Glucólisis
Glucogénesis
Gluconeogénesis
Glucogenólisis
• Muestra enfectos anti-inflamatorios
• Inhibe actividad de leucocitos entre otras cosas del
sistema inmune
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Figure 18-14b The Adrenal Gland.
Capsule
Cortex
Medulla
b
b
An adrenal gland
in section
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18-6 Glándulas Adrenales
– Zona reticular
• Red de células endocrinas
• Rodean la médula adrenal
• Produce andrógenos
• Estimulada por la ACTH
Figure 18-14c The Adrenal Gland.
The Adrenal Hormones
Region/Zone
Hormones
Primary Target
Hormonal Effects
Regulatory Control
ADRENAL CAPSULE
ADRENAL CORTEX
Zona
glomerulosa
Zona fasciculata
Zona reticularis
ADRENAL MEDULLA
Adrenal gland
c
LM × 140
Mineralocorticoids,
primarily
aldosterone
Kidneys
Glucocorticoids
(cortisol
[hydrocortisone],
corticosterone)
Most cells
Androgens
Most cells
Epinephrine (E),
norepinephrine
(NE)
Most cells
Increase renal reabsorption
of Na+ and water (especially
in the presence of ADH), and
accelerate urinary loss of K+
Increase rates of glucose and
glycogen formation by the
liver; release of amino acids
from skeletal muscles, and
lipids from adipose tissues;
promote peripheral utilization
of lipids; anti-inflammatory
effects
Stimulated by ACTH
from the anterior lobe of
the pituitary gland
Adrenal androgens stimulate
the development of pubic
hair in boys and girls before
puberty.
Androgen secretion is
stimulated by ACTH.
Increases cardiac activity,
blood pressure, glycogen
breakdown, blood glucose
levels; releases lipids by
adipose tissue
The major regions and zones of an adrenal gland and the hormones they produce
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Stimulated by angiotensin II,
elevated blood K+ or fall in
blood Na+; inhibited by ANP
and BNP
Stimulated by sympathetic
preganglionic fibers
Síndrome de Cushing
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Figure 18.17
18-6 Glándulas Adrenales – Médula
• Médula Adrenal
• Contiene dos tipos de células secretoras
• Las que producen epinefrina (adrenalina)
• 75-80 % de las secreciones medulares
• Las que producen norepinefrina (noradrenalina)
• 20-25% de las secreciones medulares
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18-6 Glándulas Adrenales – Médula
• Epinefrina y Norepinefrina
• Secretados al activarse la médula adrenal; efectos:
• En músculos esqueletales:
• epi y norepi activan la mobilización de reservas de
glucógeno
• Aceleran metabolismo de glucosa para producir
ATP
• En tejido adiposo, las grasas almacenadas son
metabolizadas en ácidos grasos
• Estos pasan al torrente sanguíneo para ser
usados por otros tejidos para ATP
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18-6 Glándulas Adrenales – Médula
• Epinefrina y Norepinefrina
• Efectos de la activación de la médula adrenal
• En el hígado, glucogenólisis
• Las moléculas de glucosa resultantes entran a la
sangre
• Usadas en tejido neural
• Este no puede cambiar a usar ácidos grasos
• En el corazón, se estimulan los receptores beta 1
• Aumenta la frecuencia y la fuerza de la contracción
cardiaca
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18-7 Glándula Pineal
• Ubicada en la parte posterior del techo del tercer
ventrículo
• Contiene pinealocitos
• Sintetizas melatonina
• Funciones de Melatonina:
• Inhibe funciones reproductivas
• Protege contra el daño por radicales libres
• Influencia en el ritmo circadiano
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Figure 18-15 The Pineal Gland.
Pinealocytes
Pineal gland
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LM × 400
18-8 Páncreas
• Ubicación:
• Borde inferior del estómago
• Porción proximal del intestino delgado
• Contiene celulas exocrinas y endocrinas
• Exocrinas
• Células en racimos, páncreas acinar
• 99% del volumen del páncreas
• Secretan jugo pancreatico:
• Alcalino
• Enzimático
• Vacía en el lúmen GI vía red de ductos secretores
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18-8 Páncreas
• Endocrinas
• Consite de racimos de isletas pancreáticas o islas de
Langerhans
• Células Alfa – producen glucagón
1. Células Beta – producen insulina
2. Células Delta – producen hormona peptídica
idéntica a GH–IH
3. Células F – secretan polipéptido pancreático (PP)
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Figure 18-16a The Pancreas.
Pancreatic Body of
duct
pancreas
Common
bile duct
Accessory
pancreatic
duct
Head of
pancreas
Small
intestine
(duodenum)
a The gross anatomy of the pancreas
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Lobule
Tail
Figure 18-17 The Regulation of Blood Glucose Concentrations (Part 1 of 2).
Increased rate of
glucose transport into
target cells
Glucosa en Sangre
Increased conversion of
glucose to glycogen
Increased amino acid
absorption and
protein synthesis
Increasing blood glucose levels
Hiperglicemia
Células Beta
insulina  se
estimula el
transporte de
glucosa a través de
la membrana célular
Increased rate of
glucose utilization
and ATP generation
Beta cells
secrete
insulin
Increased triglyceride
synthesis in adipose
tissue
HOMEOSTASIS
RESTORED
HOMEOSTASIS
DISTURBED
Blood glucose
levels decrease
Increasing blood
glucose levels
HOMEOSTASIS
Normal blood
glucose levels
(70–110 mg/dL)
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Figure 18-17 The Regulation of Blood Glucose Concentrations (Part 2 of 2).
Decreasing blood glucose levels
HOMEOSTASIS
Glucosa en Sangre
Hipoglicemia:
Células Alfa 
glucagón 
glucogenólisis en
el hígado
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Normal blood
glucose levels
(70–110 mg/dL)
HOMEOSTASIS
DISTURBED
HOMEOSTASIS
RESTORED
Decreasing blood
glucose levels
Alpha cells
secrete
glucagon
Blood glucose
levels increase
Increased breakdown of
glycogen to glucose (in
liver, skeletal muscle)
Increased breakdown
of fat to fatty acids (in
adipose tissue)
Increased synthesis
and release of
glucose (by the liver)
18-8 Páncreas
• Insulina
• Síntesis y secreción por células beta
• Hormona peptídica
• Efectos en células blanco:
• Acelera absorción de glucosa
• Acelera utilización de glucosa y producción de ATP
• Estimula síntesis de glucógeno (glucogenesis o
gluconeogénesis?)
• Estimula absorción de AA y síntesis de proteínas
• Estimula síntesis de triglicéridos y tejido adiposo
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18-8 Páncreas
• Glucagón
• Síntesis y secreción por células alfa
• Mobiliza reservas de energía
• Efectos en células blanco:
• Glucogenólisis en músculo esqueletal e hígado
• Libera glucosa ATP
• Estimula degradación de triglicéridos en tejido
adiposo
• Estimula gluconeogenesis en el hígado
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Table 18-5 Hormones Produced by the Pancreatic Islets.
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18-8 Páncreas
• Diabetes Mellitus
• Signo: hiperglicemia, alta [glucosa] en sangre
• Tanta que sobrepasa la capacidad reabsorción del
riñon
• Hiperglicemia  niveles anormalmente altos de
glucosa en general
• Glucosuria
• Poliuria
• Tipo 1 - (dibetes insulina dependiente)
• Tipo 2 - (diabetes insulina independiente)
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18-8 Páncreas – Diabetes Mellitus
• Tipo 1 (insulina dependiente) – 5-10% casos
•
•
•
•
producción inadecuada de insulina en las betas
Pte requiere insulina para vivir:
inyecciones o infusión contínua
Se desarrolla en la infancia
• Tipo 2 (insulina independiente)
•
•
•
•
•
Forma mas común
Producción normal de insulina
Tejidos no responden apropiadamente
Resistencia a insulina
Asociada a obesidad
• Dieta y ejercicio como tratamiento
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18-8 Páncreas - Diabetes mellitus
• Complicaciones por no tratarla o tratarla mal:
•
•
•
•
•
Degeneración renal, fallo renal
Daño a la retina; ceguera
Infartos cardiacos temprano
Problemas de nervios periferales
Daño a tejidos periferales
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18-9 Tejidos Endocrinos en Otros Sistemas
• Órganos con funciones endocrinas secundarias
•
•
•
•
•
Intestinos (digestivo)
Riñón (urinario)
Corazón (cardiovascular)
Timo (linfático/inmunológico)
Gónadas (reproductivo)
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18-9 Tejidos Endocrinos en Otros Sistemas
• Intestinos
• Hormonas que coordinan actividades GI
• Riñones
• Calcitriol - Calcio
• Eritropoyetina (EPO)
• Renina - Enzima
• Corazón
• Péptidos natriuréticos (ANP y BNP)
• Liberados en respuesta a hipervolemia
• Acción antagonista a angiotensina II
• Resulta en hipovolemia e regular presión
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Figure 18-19a Endocrine Functions of the Kidneys.
Sunlight
Digestive
tract
Cholesterol
Epidermis
Cholecalciferol
Dietary
cholecalciferol
Liver
Intermediate
form
Parathyroid glands
PTH
Calcitriol
Kidney
a The production of calcitriol
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Stimulation of
calcium and
phosphate ion
absorption
Figure 18-19b Endocrine Functions of the Kidneys.
HOMEOSTASIS
Normal
blood pressure
and volume
HOMEOSTASIS
DISTURBED
HOMEOSTASIS
RESTORED
Falling blood
pressure and volume
Rising blood
pressure and
volume
Kidney
Falling renal
blood flow
and O2
Increased
fluid intake
and retention
Erythropoietin
released
Increased
red blood cell
production
ADH secreted
Renin released
ACE
Angiotensinogen
Angiotensin I
Aldosterone
secreted
Angiotensin II
Stimulation of
thirst
b The release of renin and erythropoietin, and an overview of the renin-
angiotensin-aldosterone system beginning with the activation of
angiotensinogen by renin
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18-9 Tejidos Endocrinos en Otros Sistemas
• El Timo
• Produce timosina
• Mezcla de hormonas del timo
• Importantes en el desarrollo y mantenimiento de
defensas inmunes
• Secreciones de Tejido Adiposo
• Leptina
• Control del apetito por retroalimentación
• Controla niveles normales de GnRH u PLT de
síntesis de gonadotropinas
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18-9 Tejidos Endocrinos en Otros Sistemas
• Gónadas
• Testículos – producen andrógenos en las células
intersticiales
• Testosterona hormona masculina mas importante
• Secreta inhibina en las células nodrizas
• Diferenciación y maduración de espermatozoides
• Ovarios
• Producen estrógenos
• Estradiol – estrógeno mas importante
• Luego de la ovulación, células foliculares
• Se reorganizan en cuerpo lúteo
• Libera estrógenos y progesterona
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Table 18-7 Hormones of the Reproductive System.
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Table 18-6 Representative Hormones Produced by Organs of Other Systems.
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18-10 Interacciones Hormonales
• Interactúan para Coordinar Respuestas Fisiológicas
• Si una célula recibe señales de dos hormonas
simultáneamente; 4 posibles resultados
1. Efectos Antagonistas – opuestos
2. Efectos Sinergísticos – aditivos/multiplicados
3. Efectos Permisivos – una hormona es necesaria
para que otra produzca su efecto
4. Efectos integradores – hormonas producen
resultados distintos y complementarios
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18-10 Interacciones Hormonales
• Hormonas Importantes para el Crecimiento
•
•
•
•
•
Crecimiento
Tirodies
Insulina
Paratiroidea y Calcitriol
Reproductivas
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18-10 Interacciones Hormonales
• Hormona del Crecimiento
• En niños: desarrollo músculo-esqueletal
• En adultos: mobilizar reservas de lípidos
• Mantiene niveles normales de glucosa en sangre
• Hormonas de la Tiroide
• Ausente durante el desarrollo fetal o el primer
año:
•
•
•
•
Falla el desarrolo normal del sistema nervioso
Retraso mental
Si [T4] decae antes de la pubertad:
Se detiene el desarrollo esqueletal normal
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18-10 Interacciones Hormonales
• Insulina
• Facilita el paso de glucosa y AA a través de la
membrana celular
• Hormona Paratiroidea (PTH) y Calcitriol
• Promueven la absorción de Calcio para depósito
en el hueso
• HipoPTH y Calcitriol producirá niveles
indadecuados de Calcio
• Huesos débiles y flexibles
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18-10 Interacciones Hormonales
• Hormonas Reproductivas
• Andrógenos y Estrógenos
• Estimula crecimiento y diferenciación celular en
tejidos blanco
• Produce diferenciación sexo específico
• Proporciones equeletales
• Características sexuales secundarias
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Table 18-8 Clinical Implications of Endocrine Malfunctions (Part 1 of 2).
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Table 18-8 Clinical Implications of Endocrine Malfunctions (Part 2 of 2).
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18-10 Interacciones Hormonales
• Respuesta Hormonal al Estress
• Síndrome de Adaptación General (GAS)
• Conocido como respuesta a estress
• Respuesta a estress tiene 3 fases:
1.
2.
3.
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Fase de Alarma
Fase de Resistencia
Fase de Agotamiento
Figure 18-20 The General Adaptation Syndrome (Part 1 of 3).
Alarm Phase (“Fight or Flight”)
During the alarm phase, an immediate
response to the stress occurs.
Brain
The sympathetic division of
the autonomic nervous
system directs this
response. In the alarm
phase, (1) energy
reserves are mobilized,
mainly in the form of
Sympathetic
glucose, and (2) the body
stimulation
prepares to deal with the
stress-causing factor by “fight or flight”
responses. Epinephrine is the dominant
hormone of the alarm phase. Its secretion is
part of a generalized sympathetic activation.
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Immediate Short-Term
Responses to Crises
General
sympathetic
activation
Adrenal medulla
Epinephrine,
norepinephrine
• Increased mental alertness
• Increased energy use by all
cells
• Mobilization of glycogen and
lipid reserves
• Changes in circulation
• Decreased digestive activity
and urine production
• Increased sweat gland
secretion
• Increased heart rate and
respiratory rate
Figure 18-20 The General Adaptation Syndrome (Part 2 of 3).
Resistance Phase
If a stress lasts longer than a
few hours, the person enters
the resistance phase of
GAS. Glucocorticoids are
the dominant hormones
of the resistance phase.
Sympathetic
Epinephrine, GH, and
stimulation
thyroid hormones are also
involved. Energy demands in the
resistance phase remain higher than
normal, due to the combined effects of
these hormones. Neural tissue has a high
demand for energy, and requires a reliable
supply of glucose. If blood glucose levels
Kidney
fall too low, neural function deteriorates.
Glycogen reserves can meet neural demand
during the alarm phase, but become
depleted after several hours. Hormones of
the resistance phase mobilize lipids and
amino acids as energy sources to conserve
glucose for use by neural tissue.
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Growth hormone
Pancreas
Glucagon
ACTH Adrenal cortex
Glucocorticoids
Mineralocorticoids
(with ADH)
Renin-angiotensinaldosterone system
Long-Term Metabolic
Adjustments
• Mobilization of remaining
energy reserves: Lipids are
released by adipose tissue;
amino acids are released by
skeletal muscle
• Conservation of glucose:
Peripheral tissues (except
neural) break down lipids to
obtain energy
• Elevation of blood glucose
concentrations: Liver
synthesizes glucose from
other carbohydrates, amino
acids, and lipids
• Conservation of salts and
water, loss of K+ and H+
Figure 18-20 The General Adaptation Syndrome (Part 3 of 3).
Exhaustion Phase
The body’s lipid reserves are sufficient to maintain
the resistance phase for weeks or even months. But
when the resistance phase ends, homeostatic regulation breaks down and the exhaustion phase
begins. Unless corrective actions are taken almost
immediately, the failure of one or more organ systems will prove fatal. The production of aldosterone
throughout the resistance phase results in a conservation of Na+ at the expense of
K+. As the body’s K+ content decreases, a variety of cells begin to malfunction. The
underlying problem of the exhaustion phase is the body’s inability to sustain the
endocrine and metabolic adjustments of the resistance phase.
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Collapse of Vital Systems
• Exhaustion of lipid reserves
• Cumulative structural or
functional damage to vital
organs
• Inability to produce
glucocorticoids
• Failure of electrolyte balance
18-10 Interacciones Hormonales
• Efectos de Hormonas en el Comportamiento
• Cambios hormonales
• Pueden alterar capacidades intelectuales, memoria,
aprendizaje y emocionales
• Conducta se afecta por hiper o hiposecreciones
• Envejecimiento y Producción Hormonal
• Pocos cambios funcionales
• Disminuyen niveles de:
• Hormona del Crecimiento
• Hormonas Reproductivas
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Figure 18-21 diagrams the functional relationships between the endocrine system and other body systems we have studied so far.
I N T E G R A T O R
Protects superficial endocrine
organs; epidermis synthesizes
vitamin D
Sex hormones stimulate sebaceous gland activity,
influence hair growth, fat distribution, and apocrine
sweat gland activity; PRL stimulates development of
mammary glands; adrenal hormones alter dermal
blood flow; MSH stimulates melanocyte activity
Protects endocrine organs, especially
in brain, chest, and pelvic cavity
Skeletal growth regulated by several hormones;
calcium mobilization regulated by parathyroid
hormone and calcitonin; sex hormones speed
growth and closure of epiphyseal cartilages at
puberty and help maintain bone mass in adults
Skeletal muscles provide protection
for some endocrine organs
Hypothalamic hormones directly
control pituitary secretions and
indirectly control secretions of other
endocrine organs; controls adrenal
medullae; secretes ADH and OXT
Hormones adjust muscle metabolism,
energy production, and growth;
regulate calcium and phosphate levels
in body fluids; speed skeletal muscle
growth
Several hormones affect neural metabolism
and brain development; hormones help
regulate fluid and electrolyte balance;
reproductive hormones influence CNS
development and behaviors
Integumentary
Page 174
Body System
Skeletal
Page 285
Endocrine System
Muscular
Page 380
Integumentary
Skeletal
Muscular
Nervous
Endocrine System
Nervous
Page 558
S Y S T E M
Body System
Cardiovascular
Page 776
The ENDOCRINE System
Urinary
Page 1010
Reproductive
Page 1090
Gonads—ovaries in females and testes in
males—are organs that produce gametes (sex
cells). LH and FSH, hormones secreted by the
anterior lobe of the pituitary gland, affect these
organs. The ovaries and testes are discussed
further in Chapter 28.
Digestive
Page 929
Respiratory
Page 874
Lymphatic
Page 824
The endocrine system provides
long-term regulation and
adjustments of homeostatic
mechanisms that affect
many body functions. For
example, the endocrine
system regulates fluid and
electrolyte balance, cell
and tissue metabolism, growth and
development, and reproductive
functions.
It also works with the nervous system in
responding to stressful stimuli through
the general adaptation syndrome.
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