1
Bases biológicas para la producción animal
Daniel Salamone
M.V. Gambini, Andrés
Dr. Fernandez Martín
Fisiología Animal
Facultad de Agronomía
Hipotólamo e Hipófisis: localización
2
Sistema Porta-Hipofisario
Células Neurosecretoras
Hipotálamo
Eminencia Media
Arteria Hipofisaria anterior
Adenohipófisis
Se conecta por
vasos sanguíneos
Neurohipófisis
Se conecta por
fibras nerviosas
3
Hipotálamo
 Conexión vascular (sitema porta)
• Factores liberadores

Conexión nerviosa
• Nucleo supraóptico y paraventricular
• Oxitocina, hormona antidiurética
4
Hipotálamo-Neurohipófisis
OX = Oxitocina
ADH = Hormona Antidiurética
SNC
Hipotálamo
ADH
OX
ADH
OX
Neuro-Hipófisis
ADH
Riñón
OX
Utero
OX
G. Mamaria
5
Oxitocina: Eyección de Leche
6
Reflejo Neuro-Endócrino
Sin Oxitocina
Alvéolos
Mamarios
Células
Mioepiteliales
Con Oxitocina
Esquema GB Martin
Eje Hipotálamo-Hipofisario
Información
externa
Información
interna
SNC
Hipotálamo
Hormona
liberadora
Hipófisis
Hormona
trófica
Organo Blanco
Hormona 3
7
Hormonas Hipofisarias
LH
H Luteinizante
FSH
H Folículo Estimulante
TSH
H Estimulante de Tiroides (Tirotrofina)
ACTH
H Adrenocorticotrofa (Corticotrofina)
GH
H del Crecimiento (Somatotrofina)
PRL
Prolactina
8
9
Hormonas Hipotálamo y Adenohipófisis
Hipotálamo
Adenohipófisis
GnRH: H Liberadora de Gonadotrofinas
LH: H Luteinizante
FSH: H Folículo Estimulante
TRH: H Liberadora de Tirotrofina
TSH: H Estimulante de
Tiroides (Tirotrofina)
CRH: H Liberadora de Corticotrofina
ACTH: H Adrenocorticotrofa
(Corticotrofina)
GRH: H Liberadora de H de Crecimiento
GIH: H Inhibidora de H de Crecimiento
(Somatostatina)
GH: H de Crecimiento
(Somatotrofina, STH)
PRH: H Liberadora de Prolactina
PIH: H Inhibidora de Prolactina
(Dopamina)
PRL: Prolactina
10
Hipotálamo-Adenohipófisis
SNC
SNC
Hipotálamo
Hipotálamo
TRH
CRH
GnRH
PRH
Adeno-Hipófisis
TSH
ACTH
LH
FSH
Tiroides
PIH
Gónadas
GIH
Adeno-Hipófisis
PRL
Células
Adrenal
GRH
G. Mamaria
GH
Hígado
Hueso
Prolactina
SNC
Hipotálamo
PRH
PIH
Adeno-Hipófisis
PRL
Células
G. Mamaria
 Estimulada por PRH
 Inhibida por PIH
 Proteína de 194-199 AA
 Funciones:
11
• Desarrollo glándula mamaria
• Lactogénesis
 Organos blanco:
• Glándula Mamaria
• Casi todas los tejidos del
organismo tienen receptores
a PRL
Hormona del Crecimiento
 Estimulada por GRH
 Inhibida por GIH
 Mediada por IGF-I
 Respuestas biológicas:
SNC
Hipotálamo
GRH
•  consumo glucosa, 
GIH
Adeno-Hipófisis
GH
Células
G. Mamaria
Hígado
Hueso
glucemia
 síntesis de proteínas
 movilización de grasas
crecimiento
•
•
•
 Organos blanco:
• Hígado
• Músculo
• Tejido adiposo
12
13
Efectos de GH
Efecto Directo
Efecto Indirecto
GH
Hígado
IGF-I
Grasa
Movilización de Grasa
Crecimiento
Hueso
IGF-I: mediador de la GH
 Secretada por el hígado y otros tejidos
 Estimulada por la GH
 La mayoría de las acciones de la GH
son mediadas por la IGF-I
 Estimula:
• Mitosis
• Síntesis proteica
 Vincula la nutrición con la reproducción
14
Control de secreción de GH
Nutrición
Estrés
Ejercicio
SNC
GRH
Hipotálamo
GRH
GIH
GIH
Adeno-Hipófisis
GH
Hígado
IGF-I
Sueño
15
Hipotálamo-Hipófisis-Adrenal
SNC
Hipotálamo
CRH
Adeno-Hipófisis
ACTH
Corteza Adrenal
Cortisol
Hígado, Músculo y Grasa
16
 Respuestas biológicas:
•  gluconeogénesis:
  transportador de glucosa
•  degradación de proteínas
•  movilización de grasas
 Organos blanco:
• Hígado
• Músculo
• Tejido adiposo
 Hormonas no controladas
por Hipófisis:
• Aldosterona
• Adrenalina
17
Ubicación de Tiroides y
Paratiroides
Laringe
Tráquea
Esófago
18
19
FOLÍCULOS DE COLOIDE
(TIROGLOBULINA)+
CÉLULAS C
(PARAFOLICULARES).
CALCITONINA.
Hormonas Tiroidea
Sangre
I-
T3 T4
Núcleo
Coloide con tiroglobulina
20
Hormona tiroidea
21
Hipotálamo-Hipófisis-Tiroides
SNC
Hipotálamo
TRH
Adeno-Hipófisis
TSH
Tiroides
T3
T4
Tejidos Periféricos
 Hormonas:
• Tetra-iodo-tironina o Tiroxina
(T4)
Tri-iodo-tironina (T3)
•
 Respuestas biológicas:
•  Metabolismo basal:
  consumo de O2
  síntesis de enzimas
metabólicas
  síntesis de proteínas
 Organos blanco:
• Todos
 Hormona no controlada por
Hipófisis:
• Calcitonina
22
Efectos metabólicos
 Termogenesis y consumo de O2




hipertiroidismo : thermofobia.
hipotiroidismo : sensibilidad al frío
Síntesis proteica:efecto en el desarrollo
Lipidos:
hipertiroidismo : hipocolesterolemia.
hipotiroidismo : hipercolesterolemia.
Síntesis de glucidos : glucemia
Metabolismo del Agua y electrolitos:
hipotiroidismo: edema
23
Hormonas tiroidea
 Efecto en el crecimiento –potencia la
GH, esencial para la osificación y la
maduración de órganos
 Efectos en el sistema nervioso –
SNC:maduración y conecciones
nerviosas
SNAutonomo: potencia el efecto de las
catecolaminas, Ej frecuenciua cardiaca
etc.
24
25
Funciones que escapan al Eje H-H



Calcemia:
• Parathormona
(Paratiroides)
Calcitonina (Tiroides)
Vitamina D3 (Riñón)
•
•
Glucemia (e.o.):
• Insulina (Páncreas)
• Glucagón (Páncreas)
Niveles de sodio:
• Aldosterona (Corteza
•
Adrenal)
Angiotensina I y II
(Riñón)




Digestión (e.o.):
• Secretina
• Gastrina
• Colecistoquinina
Producción de
eritrocitos:
• Eritropoyetina (Riñón)
Detección de
fotoperíodo:
• Melatonina (Pineal)
Otros…
26
PARATIROIDES
27
28
Calcemia
29
Es la concentración de CALCIO en sangre
Es el resultado neto del equilibrio
entre la entrada y salida de calcio a la
corriente sanguínea
 Mamíferos: 10 mg/dl
 Rango de ajuste: 5%
Calcio en el organismo
 1.5 % del Peso Vivo
 Esqueleto: 99%
 Plasma y LEC: menos del 1%
 Se pierde por:
• Leche
• Feto
• Cáscara de huevos
• Orina
• Heces
30
Funciones del calcio
 Componente estructural del esqueleto y
los dientes
 Excitabilidad neuronal y contracción
muscular
 Membranas celulares
 Adhesión y comunicación entre células
 Proliferación celular
 Actividad enzimática
 Coagulación de la sangre
 Liberación de hormonas/exocitosis
31
32
Distribución de Calcio en plasma
Ionizado
10%
Complejos
37%
47%
6%
Unido a albúmina
Unido a las globulinas
Entrada, salida y depósito
Ca++ y
HPO4--
Intestino
Heces
Riñón
Ca++
HPO4-Hueso
LEC
Orina
33
Compartimentos corporales y Calcio
Dieta
Luz Intestinal
Epitelio
Intestinal
34
Hueso
Osteoclasto
Osteoblastos
Osteocitos
Líquido
Extracelular
Epitelio Renal
Heces
Líquido Tubular Renal
Orina
Líquido Oseo
McDonald 1991
Control hormonal de calcemia
 Parathormona (PTH)
 Calcitonina (CT)
 Colecalciferol (Vitamina D3)
 Otras hormonas de acciones indirectas:
• Estrógenos
• Hormona de crecimiento (GH)
• Prolactina (PRL)
• Lactógeno placentario (LP)
• GC, T4, Glucagón, etc...
35
Parathormona (PTH)




Hipercalcemiante
Secretada por la Paratiroides cuando hay
hipocalcemia
Aumenta Ca y disminuye P en plasma
Hueso: aumenta la reorganización esquelética (
Nº de osteoclastos y la osteólisis)
Riñón:
•reabsorción de Ca  y P 
•acelera la formación de los metabolitos activos de la Vit
D en el riñón

36
Intestino: estimula indirectamente la absorción
de Ca
Calcitonina (CT)
Hipocalcemiante

Secretada por las células C de la Tiroides
cuando hay hipercalcemia





Evita la hipercalcemia postprandial
Disminuye Ca y P en plasma
Hueso: estimula el depósito de Ca
Riñón: promueve la excreción de Ca y P
Intestino: inhibe indirectamente la
absorción de Ca
37
Vitamina D3 (Colecalciferol)
Hipercalcemiante



En la dieta hay pequeñas cantidades

En riñón: se convierte en 1,25dihidroxicolecalciferol (Vit D3 activada)
En piel: se sintetiza como previtamina D3
En hígado: se transforma en Vit D3 inactiva
(25-hidroxicolecalciferol)
• La PTH estimula esta conversión
• La CT inhibe esta conversión
38
Regulación hormonal del calcio
Ca++ y
HPO4--
39
+ PTH
- CT
Vit D3
(PTH  CT )
Ca++ HPO4--
PTH
PTH
Vit D3
Heces
Ca++ Mineral
CT
PTH
Ca++
Oseo
CT
Orina
McDonald 1991
40
Efectos de las hormonas
Ca++
PTH
Sangre
CT
Intestino
Absorción de Ca++
Hueso
Resorción de Ca++
1,25(OH)2D3
25(OH)D3
Retención de Ca++
Excreción de HPO4--
Riñón
Swenson 1984
Resumen

La PTH y la CT ejercen un control de retroalimentación negativa dual, manteniendo las concentraciones de Ca++ en el LEC dentro de límites estrechos

Sus principales órganos blancos son hueso y riñón, lo
que permite redistribuir pero no incrementar la
cantidad total de calcio

Los efectos de la PTH y CT se complementan por la
vitamina D y sus metabolitos, que son los únicos que
permiten incrementar, a través de la absorción
intestinal, la cantidad total de Ca++ en el organismo
41
42
La Glándula Adrenal
43
2 glándulas
Peso total: 3.9 ± SEM 0.2 g (ovinos)
Al lado de los riñones y cerca de la Aorta
Recibe el 25% del gasto cardíaco
Capsula
Glomerulosa
Fasciculata
Reticularis
Médula
44
Esteroidogénesis Adrenal
Colesterol
P450scc
Pregnenolona
P450c17
3HSD
Progesterona
P450c17
Desoxicorticosterona
Corticosterona
P450c17
3HSD
P450c21
P450aldo
17OHP5
17OHP4
S-Tferase
DHEA(S)
DHEA
(5)
3HSD
P450c17
A4
(4)
P450c21
Desoxicortisol
P450c11
Cortisol
P450aldo
Aldosterona
(Glomerulosa)
(Fasciculata)
(Reticularis)
Conley & Bird 1997
Ejes Hipotálamo-Hipófisis-Adrenal
y Simpático Adrenal
45
NT
Estrés
Hipotálamo
Hipotálamo
AVP
ACTH
CRH
Hipófisis
GBM
Homeostasis
GBM
Activación
Sistema
Simpático
Médula
Cortisol
Catecolaminas
Corteza
Adrenal
Glucocorticoides
 Catabolismo de proteinas
 Desaminación de aminoacidos:


- gluconeogenesis
- elevación de los niveles de glucosa e
insulina
-  de grasas y colesterol sanguineos
Resosorción de calcio oseo y unrinario
Antiinflamatorio y antialérgico
46
Mineralocorticoides
 Hormonas que regulan los electrolitos
del cuerpo
- mantiene niveles de Na + y de agua
- incrementa perdidas de K+ e H +
- incrmenta la volemia
47
Regulación
mineralocorticoides
48
Catecolaminas
49
50
51
Páncreas: Islotes de Langerhans
Células
Células
Células
Células
A/: Glucagón 30%
B/: Insulina 60%
D/: Somatostatina 10%
F: Polipéptido pancreático
Representan el 1 a 3 % de la masa pancreática
Drenan principalmente en la Vena Porta: van
directamente al hígado (principal órgano blanco)
52
Páncreas
Ducto
Islote de
Langerhans
Acinos
Vaso
53
54
Glucemia
Es la concentración de GLUCOSA en sangre
Es el resultado neto del equilibrio entre la
entrada y salida de glucosa a la corriente
sanguínea
 NO rumiantes: 80 a 120 mg/dl
 RUMIANTES: 40 a 60 mg/dl
medida en
ayunas
Glucosa
 Es el carbohidrato de mayor importancia

como fuente energético para las células en
animales NO rumiantes
Es la única fuente de energía para el SNC
CH2OH
HO
HOH
OH
OH
55
56
Fuentes de glucosa
Sangre
Salida
Aporte
GLU
Depósito
Hígado
 Aporte:
• Absorción a nivel
•
•
intestinal
Neoglucogénesis
Glucógenolisis
 Depósito:
• Glucógeno en hígado
 Salida:
• Glucogenogénesis
• Anabolismo de
lípidos y proteínas:
precursor
Glucógeno
 Depósito energético de los
carbohidratos en el animal
 Hígado y los músculos
 Unidades -D-glucosa unidas entre sí a
través de sus átomos de carbono 1–4 y
1–6
57
Rol del Hígado
 Nutrientes llegan directamente al
hígado vía la Vena Porta
 Principal reservorio de glucosa:
glucoGENOgénesis
 Es el único órgano con capacidad de
glucoNEOgénesis porque tiene
glucosa-6-fosfatasa
58
Sistema Porta - Hepático
Vena Cava
Aorta
Arteria
Hepática
Vena Hepática
Hígado
Vena Porta
59
Músculo
 Glucosa es el sustrato energético para
la contracción
 Almancena glucosa en forma de
glucógeno
 No posee Glucosa-6-fosfatasa, por lo
que la degradación de glucógeno da
piruvato y lactato
60
El ciclo del Lactato o de Cori
HIGADO
SANGRE
61
MUSCULO
Glucosa
Glucosa
Glucógeno
Glucógeno
Lactato
Lactato
Anaerobiosis
Kaneko 1989
Organos involucrados en la
regulación de la glucemia
 SNC (Sistema Simpático y Parasimpático)
 Hipotálamo (CRH)
 Adenohipófisis (ACTH)
 Glándula Adrenal:
• Corteza (Glucocorticoides)
• Médula (Adrenalina)
 Páncreas (Insulina, Glucagón y Somatostatina,

Polipéptido Pancreático)
Tracto Gastrointestinal (Hormonas
gastrointestinales)
62
Insulina (1)
Hipoglucemiante


Polipéptido: Células B


Inhibida por: hipoglucemia, somatostatina
Estimulada por: hiperglucemia, AA, AG,
cuerpos cetónicos, glucagón, péptido
inhibidor gástrico (PIG), gastrina, secretina,
CCK
Vida media en la circulación: 5 a 10
minutos, y está unida a una globulina 
63
Insulina (2)
Anabólica

Organos blancos principales: Hígado, tejido adiposo y
tejido muscular (no son los únicos)

Función DUAL:
• Permeabilidad de las membranas
• Utilización de la glucosa intracelular: induce reacciones
enzimáticas (energía, glucogeno-génesis, síntesis de
proteínas y grasa)

Estimula la:

Inhibe la degradación de proteínas y grasas
• síntesis de proteínas a partir de los AA
• síntesis de grasa a partir de AG y glicerol
• la entrada de los precursores a las células
64
Efectos de la Insulina
65
Páncreas
Músculo
H2O + CO2
Grasa
Insulina
Triglicéridos
Glicerol
Glucosa
Glucosa
Glucógeno
Glucosa
Glucosa
Glucógeno
Hígado
Acidos Grasos
66
¿Qué células requieren de la Insulina
para la entrada de Glucosa?
Células en las cuales la
insulina NO AFECTA la
absorción de glucosa
Cerebro
Hígado
Epitelio Intestinal
Eritrocitos
Epitelio Tubular Renal
Leucocitos
Células en las cuales la
insulina AUMENTA la
absorción de glucosa
Células Musculares:
•
•
•
Estriado
Liso
Cardíaco
Otras células periféricas
McDonald 1991
Glucagón
Hiperglucemiante
Catabólica


Polipéptido: Células A

Inhibida por: hiperglucemia, insulina,
somatostatina, AGL altos

Vida media en sangre: 5 minutos, al pasar por el
hígado se inactiva el 30-40%

Actúa principalmente en el Hígado
Estimulado por: hipoglucemia, AGL bajos, AA, CCK,
gastrina, PIG, catecolaminas, GH, glucocorticoides
67
Músculo
Diabetes
Proteínas
Amino
Acidos
68
Grasa
Triglicéridos
Glucosa
Acidos Grasos
Glucosa
Hígado
Urea
Glucógeno
Acetona
Riñón
NaHCO3
+
H

H2O + CO2
Cetoacidosis
Cerebro
Na
Acetona
Coma
McDonald 1991
69
La regulación de Calcemia y Glucemia
Calcemia
• Osteólisis
osteocítica
• Reabsorción
renal de Calcio
• Osteólisis
osteoclástica
• Absorción intestinal
de Calcio
Glucemia
Reservorio
inmediato para
mantener niveles
sanguíneos
Glucógenolisis
Rápido, intensidad limitada y
sensible a cambios pequeños
Mantenimiento de
un abastecimiento
sostenido
Respuesta más lenta,
intensidad de gran potencial
y menos sensible a pequeños
cambios
Gluconeogénesis
McDonald 1991
70
71
Leptina
(Zhang et al., 1994)
Leptos = Delgado
Gen Ob en ratón
Deficientes en leptina, obesos,
hiperinsulinemia, hiperfagia,
hipotermia, hipotiroidismo,
hipogonadismo (infertilidad)



La administración del producto del gen (Leptina) revierte los
síntomas de los ratones obesos (1995)
Identificado en rumiantes en 1997
Leptina determinada en plasma en rumiantes en 2000
Secreción de Leptina
72
 Tejido Adiposo y Placenta
 Leptina se expresa además en

hipotálamo, hipófisis, estómago,
músculo esqueletico, glándula
mamaria
Doble control:
• Nivel basal que NO es sensible a la
•
ingesta que refleja la adiposidad del
organismo (CONDICION CORPORAL)
Nivel que es sensible a la ingesta
(variación diurna)
Adipocitos
Acciones de la Leptina
El tejido adiposo, además de recibir
señales, también las emite…
 Inhibe el apetito: inhibe al Neuropéptido Y
(del hipotálamo) que estimula el apetito e
inhibe la secreción de LH
 Aumenta el metabolismo basal
 Modula el sistema neuroendócrino (GH, LH)
 Acciones periféricos sobre el sistema
reproductivo (ovario, útero)
73
74
Detección de
Fotoperíodo
Retina
Luz
Nervio
75
Pineal
Días Largos
Melatonina
Días Cortos
Baja
Frecuencia
Pulsos de GnRH
Alta
Frecuencia
Hipófisis
Baja
Frecuencia
Pulsos de LH
Estradiol
Alta
Frecuencia
Estradiol
Ovario
Karsch et al. 1984
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