Sistema EndocrinoFisiología Animal: Marco teórico

IntegrantesKarol Bravo Vásquez, Mily Calquín Calderón, Nicol Lagos, Camila Muñoz Leal,

Silvana Zúñiga Maturana

ProfesorRicardo Ceriani Fernández

AyudantesNadin Añasco Valdevenito, Nora Contreras Castro, Patricio Carmona Cortés.

Valparaíso, 22 de Noviembre 2012

Sistema Endocrino

El sistema endocrino, en conjunto con el sistema nervioso, coordina las funciones de todos los aparatos y sistemas orgánicos. Esto lo realiza mediante la liberación de mediadores llamados hormonas.

Las hormonas son moléculas orgánicas liberadas, por las glándulas o células endocrinas, al líquido intersticial circundante, desde el cual difunden hacia los capilares, para ser llevadas por la sangre hacia las células dianas, distribuidas por todo el cuerpo, éstas son llamadas hormonas circulantes. Otras hormonas, llamadas hormonas locales, actúan localmente en las células vecinas (paracrinas), o sobre la misma célula que la secretó (autocrinas), sin entrar previamente al torrente sanguíneo. Debido a que las hormonas se requieren en muy pequeñas cantidades, los niveles circulantes son bajos. Las hormonas locales por lo general se inactivan rápidamente; las hormonas circulantes pueden persistir en la sangre y ejercer sus efectos por unos pocos minutos u ocacionalmente por unas pocas horas. Estas hormonas son inactivadas en el hígado y excretadas en los riñones.

Las glándulas endocrinas incluyen: Hipófisis – Tiroides – Paratiroides – Suprarrenales – Pineal.

Los órganos y tejidos que contienen células que contienen hormonas son: Hipotálamo – Timo – Páncreas – Ovarios – Testículos – Riñones –

Estómago – Hígado - Intestino delgado – Piel – Corazón - Tejido adiposo – Placenta.

En conjunto, todas las glándulas endocrinas y las células secretoras de hormonas constituyen el sistema endocrino.

Actividad Hormonal

Las hormonas afectan solo a células dianas específicas, a través de una unión química a proteínas específicas o receptores glucoproteicos. Una célula diana tiene de dos mil a cien mil receptores para una hormona en particular. Si existe un exceso de hormonas el número de receptores puede decrecer, un efecto llamado regulación por decremento. Este efecto hace que la célula diana se vuelva menos sensible a una hormona. En contraste, cuando hay poca hormona, el número de receptores puede aumentar. Este fenómeno se conoce como regulación por incremento, donde la célula diana se vuelve más sensible a la hormona.

Químicamente, las hormonas pueden dividirse en dos grandes grupos: aquellas que son solubles en lípidos (esteroideas, tiroideas y oxido nítrico), y aquellas que son solubles en agua (aminoacídicas, eicosanoides, y peptídicas, proteicas, o glucoproteicas).

Las moléculas de hormonas hidrosolubles circulan en el plasma sanguíneo acuoso en forma “libre” (no unidas a proteínas plasmáticas); la mayoría de las hormonas liposolubles se unen a proteínas transportadoras sintetizadas en el hígado.

Mecanismos de acción hormonal

Las distintas células dianas responden de manera diferente a la misma hormona luego de que ésta se haya unido a su receptor. Los receptores para las hormonas liposolubles están localizados dentro de las células dianas, en cambio, los receptores para las hormonas hidrosolubles son parte de la membrana plasmática de las células dianas (no pueden difundir a través de la bicapa lipídica).

Acción de las hormonas liposolubles:

1. La molécula de una hormona liposoluble, difunde desde la sangre al líquido intersticial, y a través de la bicapa lipídica de la membrana plasmática, hacia el interior de la célula.

2. La hormona se une y activa a los receptores localizados en el citosol o en el núcleo, lo que activa o inactiva genes específicos del ADN.

3. A medida que el ADN se transcribe, se forma nuevo ARNm que abandona el núcleo y entra al citosol. Allí dirige la síntesis de una nueva proteína, en los ribosomas.

4. La nueva proteína altera la actividad celular y produce la respuesta típica de esa hormona.

Acción de las hormonas hidrosolubles:Cuando una hormona hidrosoluble se une a su receptor, actúa como primer mensajero, el cual causa la producción de un segundo mensajero en el interior de la célula diana (AMPc).

1. La hormona hidrosoluble (primer mensajero) difunde desde la sangre al líquido intersticial, y se une a su receptor en la superficie externa de la membrana plasmática de la célula diana. Esto produce la activación de una proteína llamada proteína G, que a su vez activa la adenilciclasa.

2. En el citosol de la célula, la adenilciclasa convierte el ATP en AMPc.

3. El AMPc (segundo mensajero) activa una o más proteincinasas, enzima que fosforila a otras proteínas celulares, activando algunas e inactivando otras.

4. Las proteínas fosforiladas originan reacciones que producen respuestas fisiológicas.

5. Luego de un breve periodo, la enzima fosfodiesterasa inactiva al AMPc, deteniendo la respuesta de la célula.

6. A menos que continúe la estimulación mediante la unión hormona-receptor, las proteínas G se inactivan lentamente, disminuyendo la actividad de la adenilciclasa, y frenando así la respuesta hormonal.

Efecto sinérgico: cuando el efecto de dos hormonas actuando juntas es mayor o mas general que el efecto de cada hormona actuando sola, se dice que las hormonas tienen un efecto sinérgico.

Efectos antagónicos: cuando una hormona se opone a la acción de otra hormona se dice que las dos hormonas tienen efectos antagónicos.

Actividad Glandular

Hipotálamo y glándula hipófisis

El hipotálamo se ubica debajo del tálamo, y es la conexión principal entre los sistemas nervioso y endocrino. Es un centro regulador importante en el sistema nervioso así como una glándula endocrina crucial. Junto a la glándula hipófisis sintetizan 16 hormonas importantes para la regulación del crecimiento, el desarrollo, el metabolismo y la homeostasis.

La glándula hipófisis descansa en la fosa hipofisiaria de la silla turca del hueso esfenoides. La secreción de sus hormonas es controlada por el hipotálamo, al cual está unido mediante un tallo, el infundíbulo. La glándula está dividida en dos lóbulos: adenohipófisis (anterior) y neurohipófisis (posterior), y posee la característica de sintetizar hormonas trópicas: influyen sobre otra glándula endocrina.

Adenohipófisis:

Somatotropina u hormona del crecimiento: estimula diversos tejidos para que secreten factores de crecimiento general del cuerpo.

Hormona Tiroestimulante o tirotropina (TSH): controla las secreciones y otras actividades de la glandula tiroides.

Hormona folículo estimulante (FSH) y luteinizante (LH): estimulan la secreción de estrógenos y progesterona, y la maduración de los ovocitos en los ovarios. Estimulan la producción de esperma y la secreción de testosterona en los testículos.

Prolactina (PRL): inicia la producción de leche en las glándulas mamarias.

Hormona adenocorticotrópica (ACTH) o corticotropina: estimula a la corteza suprarrenal a secretar glucocorticoides, como el cortisol.

Neurohipófisis:

La neurohipófisis no sintetiza hormonas, si almacena y libera dos hormonas:

Oxitocina: durante el parto, incrementa la contracción de las células del músculo liso en la pared del útero. Luego, estimula la eyección de la leche de las glándulas mamarias en respuesta al estímulo mecánico ejercido por la succión del lactante.

Antidiurética o vasopresina (HAD): conserva el agua corporal disminuyendo el volumen urinario, disminuye la pérdida de agua por transpiración, y aumenta la presión sanguínea contrayendo las arteriolas.

Glándula tiroides:

Está ubicada por debajo de la laringe. Se encuentra constituída por folículos tiroideos compuestos por células foliculares, que secretan las hormonas tiroideas, tiroxina (T4) y la triyodotironina (T3), y células parafoliculares, que secretan calcitonina (CT).

Las hormonas tiroideas se sintetizan a partir de yoduro y tirosina dentro de la tiroglobulina. Se transportan en la sangre unidas a proteínas plasmáticas, principalmente a la globulina fijadora de tiroxina. Regulan la utilización de oxigeno y el índice metabólico, el metabolismo celular, y el crecimiento y desarrollo. La Calcitonina puede reducir el nivel sanguíneo de los iones de calcio y proveer el depósito de calcio en la matriz osea. El nivel de calcio en la sangre controla la secreción de CT.

Glándulas suprarrenales

Cada una de las glándulas suprarrenales descansa en el polo superior de cada riñón y tienen forma de pirámide aplanada. Durante el desarrollo embrionario, las glándulas suprarrenales se diferencian estructural y funcionalmente en dos regiones distintivas: una grande, localizada periféricamente, denominada corteza suprarrenal (80-90% de la glándula) y una pequeña, localizada centralmente, la médula suprarrenal. Esta glándula se caracteriza por estar muy vascularizada y, además, se encuentra cubierta por una cápsula de tejido conectivo.

La corteza suprarrenal produce hormonas esteroideas que son esenciales para la vida. La médula suprarrenal produce tres hormonas: noradrenalina, adrenalina y un pequeña cantidad de dopamina.

Corteza suprarrenal:

Se divide en tres zonas, cada una de las cuales secreta distintas hormonas. La zona externa, justo por debajo de la cápsula de tejido conectivo, es la zona glomerulosa. Secreta hormonas llamadas mineralcorticoides. La aldosterona es el principal mineralcorticoide. Regula la homeostasis de dos iones minerales, sodio y potasio, y ayuda a ajustar la presión y el volumen sanguíneo. También promueve la excreción de H+ en la orina, lo cual previene la acidosis.

La zona media, o zona fasciculada, es la más ancha de las tres. Sus células secretan principalmente glucocorticoides, llamados así porque afectan la homeostasis de la glucosa y regulan el metabolismo y la resistencia al estrés. Éstos son: cortisol (hidrocortisona), corticosterona y la cortisona. De estas tres hormonas la más abundante

es el cortisol, y se le atribuye el 95% de la actividad glucocorticoidea. Estas hormonas tienen los siguientes efectos:

• Degradación de proteínas• Formación de glucosa• Lipólisis• Resistencia al estrés• Efectos antiinflamatorios• Depresión de las respuestas inmunitarias.

Las células de la zona más interna, la zona reticular, sintetizan cantidades pequeñas de andrógenos débiles, los cuales son hormonas esteroideas. El andrógeno principal es la dehidroepiandrosterona (DHEA). En lo hombres, luego de la pubertad, la cantidad de secreción de andrógenos por la glándula suprarrenal es mínima, debido a la alta producción del andrógeno testosterona en los testículos. En las mujeres, sin embargo, los andrógenos suprarrenales juegan un papel importante. Estimulan la libido y son convertidos en estrógenos por otros tejidos. Además, luego de la menopausia todos los estrógenos provienen de la conversión de los andrógenos suprarrenales.

Médula suprarrenal:

Es un ganglio simpático modificado del sistema nervioso autónomo (SNA). Se desarrolla del mismo tejido embrionario que los otros ganglios simpáticos, pero sus células que carecen de axones, forman cúmulos alrededor de los grandes vasos sanguíneos. En lugar de liberar un neurotransmisor, las células de la médula suprarrenal secretan hormonas. Sus células productoras de hormonas se denominan células cromafines, y se encuentran inervadas por neuronas simpáticas preganglionares en el nervio esplácnico. Debido a que el SNA ejerce un control directo sobre éstas células, la liberación hormonal puede producirse de manera muy rápida.

Las dos hormonas principales sintetizadas son la adrenalina y la noradrenalina (NA). El cortisol secretado por la corteza suprarrenal induce la síntesis de la enzima requerida para convertir la NA en adrenalina. Las hormonas medulares no son esenciales para la vida, dado que sólo intensifican las respuestas simpáticas en otras partes del cuerpo.

En situaciones estrés y durante el ejercicio, las células cromafines secretan adrenalina y noradrenalina. Estas dos hormonas aumentan en gran medida la respuesta de huida o de lucha. Incrementan la frecuencia cardiaca y la fuerza de contracción, aumentan el gasto cardiaco, el cual aumenta la presión arterial. También aumenta la irrigación del corazón, el hígado, los músculos esqueléticos y el tejido adiposo, dilatan las vías aéreas y aumentan los niveles sanguíneos de glucosa y de ácidos grasos.

Islotes pancreáticos:

El páncreas es un órgano aplanado, localizado en el marco duodenal, la primera parte del intestino delgado. Casi el 99% de las células del páncreas se disponen en racimos llamados ácinos, que producen enzimas digestivas (porción exocrina). Diseminados entre los ácinos exocrinos, existen entre 1-2 millones de pequeños racimos de tejido endocrino, llamados Islotes pancreáticos o Islotes de Langerhans.

Cada islote pancreático incluye cuatro tipos de células secretoras de hormonas:

• Las alfa o células A, que constituyen cerca del 17% de las células de los islotes y son las encargadas de secretar glucagón. Esta hormona eleva el nivel de glucosa sanguíneo acelerando la degradación de glucógeno en glucosa en el hígado (glucogenólisis), convirtiendo otros nutrientes en glucosa en el hígado (gluconeogénesis) y liberando glucosa hacia la sangre. • Las beta o células B, constituyen cerca del 70% de las células de los islotes y secretan Insulina. Su principal acción es disminuir el nivel de glucosa sanguínea, acelerando el transporte de glucosa hacia las células, convirtiendo glucosa en glucógeno (glucogenogénesis) y disminuyendo la glucogenólisis y la gluconeogénesis. También aumenta la lipogénesis y estimula la síntesis de proteínas. • Las delta o células D, constituyen cerca del 7% y secretan Somatostatina. Actía como hormona paracrina, e inhibe la secreción de insulina y de glucagón, y también puede actuar como hormona circulante, disminuyendo la absorción de nutrientes desde el tubo digestivo. • Las células F constituyen el resto de las células de los islotes pancreáticos y secretan polipéptido pancreático, que inhibe la secreción de somastostatina, la contracción de la vesícula biliar y la secreción de enzimas digestivas por el páncreas.

Ovarios y testículos:

Las gónadas son los órganos que producen los gametos: espermatozoides en los hombres y ovocitos en las mujeres. Además de su función reproductiva, las gónadas secretan hormonas.

Los ovarios se ubican en la cavidad pelviana y producen estrógenos (estradiol y estrona), progesterona. Estas hormonas sexuales, en conjunto con la FSH y la LH, gobiernan el desarrollo y el mantenimiento de los caracteres sexuales secundarios femeninos, los ciclos reproductores, el embarazo, la lactancia y las funciones reproductoras femeninas normales. También produce otra hormona denominada Inhibina, hormona proteica que inhibe la secreción la FSH.

Los testículos yacen en el interior del escroto y producen testosterona e inhibina. Estas hormonas sexuales gobiernan el desarrollo y el mantenimiento de los caracteres sexuales secundarios masculinos y la función reproductora masculina normal.

Glándula Pineal:

Es una glándula que se encuentra adosada al techo del tercer ventrículo cerebral. Está constituida por células secretoras llamadas pinealocitos, neuroglia y terminaciones posganglionares de axón simpáticos.

La glándula pineal secreta melatonina, una hormona aminoacídica derivada de la serotonina. Ésta contribuye a ajustar el reloj biológico del cuerpo (controlado en el núcleo supraquiasmático del hipotálamo). Durante el sueño los niveles plasmáticos de melatonina aumentan.

Timo:

El timo está localizado detrás del esternón entre los pulmones. Secreta varias hormonas relacionadas con la inmunidad: Timosina, Factor Tímico humoral (THF), El

tímico (TF) y la Timoyetina, que promueven la maduración de las células T, y pueden retardar el proceso de envejecimiento.

Bibliografía

Guyton Arthur C, Hall John E., “Tratado de Fisiología Médica”, Editorial Elsevier, 11ª edición, España, 2006.

Tortora Gerard J., Derrickson Bryan, “Principios de Anatomía y Fisiología”, Editorial médica panamericana, 11º Edición, España, 2006.