Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición “Salvador Zubirán”
Departamento de Endocrinología y Metabolismo
INCMNSZ
Principios Generales de
Endocrinología
Dr. Daniel Cuevas-Ramos
Objetivos
INCMNSZ
1. Contrastar los conceptos de endocrino, paracrino, autocrino, intracrino.
2. Definir el termino de hormona, célula blanco y receptor.
3. Entender las diferencias principales en los mecanismos de acción de los
péptidos, esteroides y hormonas tiroideas.
4. Comparar y contrastar las acciones de las hormonas ejercidas por los
receptores de membrana plasmática con aquellos mediados por
receptores intracelulares.
5. Entender el papel de las proteínas fijadoras de hormonas.
6. Entender los mecanismos de retroalimentación negativa.
7. Explicar los efectos de secreción, degradación y excreción en las
concentraciones plasmáticas de hormonas.
Introducción
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Función del sistema endocrino
Coordinar e integrar la actividad celular
Regulación de la función orgánica
Mantener la homeostasis
Ambiente interno constante o en equilibrio
Crucial para la adecuada función celular
De lo contrario, se presentan las enfermedades
El Sistema Endocrino
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Funciones fisiológicas y sus componentes
1. Regulación del sodio y balance de agua
- Control del volumen sanguíneo y presión arterial
2. Regulación del calcio y fósforo
3. Regulación del balance de energía.
4. Aporte del combustible para las demandas metabólicas celulares.
5. Respuesta al estrés.
6. Reproducción, desarrollo, crecimiento y envejecimiento.
El Sistema Endocrino
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Descripción clásica
1. El mensajero químico u hormona producido por un órgano es liberado
2. Actúa en un órgano a distancia.
Descripción actual
1. Red de múltiples órganos que liberan hormonas, desde péptidos muy
pequeños hasta glicoproteínas.
2. El efecto lo ejercen en regiones vecinas o en órganos a distancia.
3. Está coordinado con el sistema nervioso central y periférico, así como
con el sistema inmune.
4. Esto ha llevado a los términos de “Neuroendocrinología” e “Inmunidad
Neuroendocrina”, describiendo su interacción.
El Sistema Endocrino
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Tres componentes básicos
1. Glándulas endocrinas
2. Hormonas
3. Órgano blanco
El Sistema Endocrino
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EL SISTEMA ENDOCRINO
Órganos endocrinos localizados
en el organismo. Su función esta
controlada por hormonas
liberadas a la circulación o
producidas localmente. La
producción hormonal está
controlada por el
hipotálamo e hipófisis.
Hormonas
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Tres grupos principales de hormonas
1. Hormonas peptídicas o proteínas
2. Hormonas esteroideas
3. Hormonas derivadas de aminoácidos (aminas)
Hormonas
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Tres grupos principales de hormonas
1. La estructura de la hormona dicta la localización del receptor
a) Péptidos y aminas en superficie celular
b) Esteroides, receptores intracelulares
2. La estructura de la hormona dicta la vida media
a) Aminas, la más corta (2-3 minutos)
b) Polipéptidos, 4 a 40 minutos
c) Esteroides y proteínas, 4-170 minutos,
d) Hormonas tiroideas, 1 a 7 días
Hormonas
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Hormonas peptídicas o proteínas
1. La mayoría de las hormonas son peptídicas.
2. Moléculas de 3 a 200 aminoácidos,
3. Sintetizadas como
Pre-pro-hormonas, con procesamiento a
Pro-hormonas y finalmente a
Hormonas
4. Almacenadas en vesículas para su exocitosis.
Hormonas
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SINTESIS HORMONAS
PEPTÍDICAS
Las hormonas peptídicas son
sintetizadas como pre-prohormonas en los ribosomas y
procesadas a pro-hormonas en
el retículo endoplásmico. En el
aparato de Golgi, la hormona o
pro-hormona es empacada en
vesículas secretoras, las cuales,
son liberadas desde la célula en
respuesta a la entrada calcio. El
calcio es indispensable para el
anclaje de las vesículas a la
membrana celular y para la
exocitosis de su contenido.
Hormonas
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EJEMPLO DE SINTESIS
HORMONAL
La proinsulina puede
considerarse como la prohormona y la insulina como la
hormona. Después de un
procesamiento enzimático, la
proinsulina pierde la cadena de
aminoácidos denominada
péptido C para formar la
insulina.
Hormonas
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Hormonas peptídicas o proteínas
1. Ejemplos de hormonas peptídicas:
- Insulina, Glucagon
- Corticotropina (ACTH)
2. Un subgrupo son las proteínas unidas a un grupo de carbohidratos,
llamadas, glicoproteínas. Ejemplos de glicoproteínas son:
- Gonadotropinas (Luteinizante -LH- y Folículo-estimulante -FSH-)
- Hormona estimulante de tiroides (TSH)
3. El carbohidrato es fundamental para determinar la actividad biológica y
la destrucción de la hormona (vida media).
Hormonas
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Hormonas esteroideas
1. Derivadas del colesterol.
2. Síntesis en la corteza adrenal, gónadas y placenta.
3. La vitamina D y sus metabolitos son consideradas hormonas
esteroideas.
4. Se revisarán por separado.
Hormonas
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Hormonas derivadas de aminoácidos
1. Sintetizadas desde tirosina, son las catecolaminas, norepinefrina,
epinefrina, dopamina y hormonas tiroideas.
2. Se revisarán por separado.
Mecanismo de acción
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Efectos de las hormonas
1. Dependiendo del sitio donde la hormona es liberada y hacia donde
ejerce su efecto biológico.
2. Se clasifican en efecto
Endocrino
Paracrino
Autocrino
Intracrino
Mecanismo de acción
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MECANISMO DE ACCIÓN DE
LAS HORMONAS
Las hormonas que entran a la
circulación y se unen en un
receptor en la célula blanco a
distancia es endocrino. Las
hormonas que se unen en
células cercanas a la célula que
las liberó, ejercen un efecto
paracrino. Las hormonas que
ejercen su efecto en receptores
de la misma célula que las
liberó, producen un efecto
autocrino. Cuando la hormona
actúa intracelular en la misma
célula que la sintetizó, se
denomina intracrino.
Transporte hormonal
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Transporte de las hormonas en la circulación
1. Las hormonas en la circulación pueden circular libres o unidas a las
proteínas transportadoras.
2. Utilidad de viajar unidas a proteínas:
- Aumenta la vida media
- Regula la actividad de la hormona al determinar que cantidad de
hormona es la fracción libre que se unirá al receptor.
3. Muchas proteínas transportadoras son globulinas sintetizadas en el
hígado. Las enfermedades hepáticas afectan la acción hormonal.
Depuración hormonal
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Eliminar las hormonas de la circulación
1. Tasa de depuración metabólica.
- Cantidad de hormona que se depuró del plasma por unidad de
tiempo.
2. Las hormonas se pueden depurar por dos mecanismos:
- Fase 1: hidroxilación u oxidación
- Fase 2: Glucuronidación, sulfación, reducción con glutation.
3. Después se eliminan por el hígado o por el riñón.
4. También por internalización del complejo hormona-receptor seguido de
degradación lisosomal.
5. Una pequeña fracción hormonal se elimina sin cambio.
Depuración hormonal
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TASA DE DEPURACIÓN
METABÓLICA (MCR)
MCR = La suma de la eliminación
hormonal del organismo.
Este proceso incluye degradación
(hepática, renal) por los procesos
enzimáticos señalados en la
figura.
En algunas enfermedades, se
miden las hormonas o sus
metabolitos en la orina, para
evaluar la función de un órgano
endocrino en particular.
Efectos de las hormonas
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Efectos de las hormonas en las células
1. Afinidad: determina la facilidad con la que se separa y se une una
hormona de su receptor.
2. Especificidad: habilidad del receptor para distinguir el tipo de hormona
con la cual debe interaccionar.
3. Las enfermedades endocrinas ocurren cuando:
a) La hormona está elevada o baja, fuera de lo normal
b) Cuando el receptor:
No esta presente
Sí esta presente pero:
El número de receptores es menor o
Su función está alterada.
Efectos de las hormonas
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Efectos de las hormonas en las células
1. Agonista: un agonista del receptor tiene un efecto similar al de la
hormona al unirse a su receptor.
2. Antagonista: un antagonista bloquea el efecto de la hormona en el
receptor.
Receptores hormonales
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Efectos de las hormonas en sus receptores
1. Receptores de membrana: localizados en la membrana celular del órgano
blanco de la hormona.
a) Ligados a canales iónicos
b) Reguladores de la actividad de proteínas intracelulares
- Receptores acoplados a proteínas G
- Receptores tirosina kinasa
c) Receptores ligados a kinasas
- Hormona de crecimiento
Receptores hormonales
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Efectos de las hormonas en las células
1. Receptores intracelulares: superfamilia de receptores esteroideos.
- Son receptores nucleares.
- Regulan la trascripción genética,
- Regulan la síntesis de proteínas,
- Ejemplos:
a) Hormonas tiroideas,
b) Vitamina D,
c) Esteroides.
Receptores Nucleares
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RECEPTORES
INTRACELULARES
Existen dos tipos de receptores
intracelulares. 1. Los receptores
no ocupados de hormonas
tiroideas reprimen la transcripción
del DNA. Al unirse la hormona
tiroidea inicia la transcripción del
gen. Por ello, el receptor
hormonas tiroideas actúa como
un represor de la transcripción en
ausencia de la hormona y la unión
de la misma lo convierte en un
activador que estimula la
transcripción del gen.
Receptores Nucleares
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RECEPTORES
INTRACELULARES
2. Los receptores de hormonas
esteroideas, los cuales, no se
unen al DNA al menos que esté
presente la hormona. El complejo
esteroide-receptor activa la
transcripción del DNA.
Regulación de los receptores hormonales
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Mecanismos de regulación de los receptores hormonales
1. Desensibilización: la exposición prolongada a la hormona disminuye la
respuesta a esa hormona en las células.
- Mecanismo lento:
- El receptor se puede introducir a las células para
disminuir la respuesta (Endocitosis)
- El receptor es destruido dentro de la célula.
- Ello produce “regulación a la baja” de los receptores
- Mecanismo rápido:
- Desfosforilación
2. Regulación a la alta: cuando la hormona es poca o efecto inducido por
otra hormona en células distintas a su órgano blanco (tiroides en
corazón)
Control liberación hormonal
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Mecanismos de regulación de la concentración hormonal
1. Los niveles de las hormonas oscilan durante el día.
2. Ello se debe a la interacción con otros sistemas del organismo:
a) Hormonal
b) Neural
c) Nutricional
d) Medio ambiente
Control liberación hormonal
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PATRÓN DE LIBERACIÓN
HORMONAL
2.1.Los
Lasniveles
concentraciones
hormonales
hormonales
cambian con
en insomnio,
plasma fluctúan
luz,
durante
estrés,elenfermedad,
día. Las mediciones
función al
azar
hepática
no sirven,
y renal,
no reflejan
patrón el
estado circadiano.
endocrino de ese
individuo.
Control liberación hormonal
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CONTROL NEURAL
La control hormonal está bajo
estricta regulación del sistema
nervioso. Por ello se utiliza el
término de “neuroendocrino”. El
sistema simpático y parasimpático
utilizando acetilcolina y
norepinefrina (post-ganglionares)
o sólo acetilcolina (preganglionares). El ejemplo típico
es el de glándulas suprarrenales.
Control liberación hormonal
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CONTROL HORMONAL
1. Regulación Negativa: Figura A.
2. Regulación Positiva: Figura B.
3. Regulación por el producto: Figura C.
Control liberación hormonal
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CONTROL HORMONAL
1. Regulación Negativa
Control liberación hormonal
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Mecanismos de regulación de la concentración hormonal
CONTROL NUTRICIONAL
1. Ejemplos son la ingesta de glucosa y liberación de insulina, o
2. El nivel de calcio y la regulación de PTH.
Pueden ser múltiples factores nutricionales lo que regulen la misma
hormona:
La liberación de insulina es regulada también por aminoácidos
Conceptos clave
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1. Basándose en la química de las hormonas se clasifican en proteínas,
derivados de aminoácidos y esteroides.
2. La disponibilidad de las hormonas y su efecto fisiológico depende de la
concentración de las proteínas transportadoras.
3. Los efectos biológicos de las hormonas requieren su interacción con
receptores en los órganos blanco.
4. La liberación hormonal está bajo control hormonal, neural, y regulación
del producto.
5. Las hormonas controlan su propia liberación mediante mecanismos de
retro-alimentación.
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Control liberación hormonal