Natalia Contreras, Francisco Javier González, Nicolás Martínez, Consuelo Fernanda, Catalina Gutiérrez, Valentina Vidal, Víctor Chávez, José Chacano, Edu Urrejola, Kevin Martrus, Carlos Tohá

7 de agosto de 2013

Fisiología II, Clase N° 1:

Sistema Endocrino

Señalización endocrina

Es señalización hormonal, regula a nivel global todo el sistema

por liberación de hormonas al torrente sanguíneo.

La señalización autocrina es una señalización de tipo local

que posee receptores en la misma célula secretora y posee un

feeback inmediato, y la señalización paracrina, básicamente

es en regiones cercana que no va a nivel sistémico, p. ej. En el

páncreas está la insulina y glucagón impacta al hígado,

musculatura esquelética, etc. de tipo endocrina, en cambio la

somatostatina posee una acción autoparacrina del páncreas

endocrino.

Autocrino y paracrino: acción local

Endocrino: impacta a nivel sistémico

Neurocrino: -es un apellido más rimbombante de señalización

endocrina- formalmente neuronas, por ejemplo,

hipotalámicas magnocelulares secretan hormonas, pero que

no difieren desde el punto de vista del mecanismo de la

señalización endocrina.

La función del sistema neuroendocrino es la mantención de

la homeostasis, tanto sistema nervioso como endocrino están

involucrados en la monitorización de las variables (sistema

nervioso las externas y el endocrino las internas) ocn

distintos tipos o mecanismos de comunicación y de

procesamiento de la información, y el hipotálamo cumple un

papel fundamental porque posee un alto grado de

conectividad con estructuras subcorticales, tales como la

amígdala, núcleo supraquiasmático, etc. entonces está

involucrado del monitoreo de variables incluso de las

emociones, por otro lado el hipotálamo se conecta con la

hipófisis o glándula pituitaria que regula directamente la

actividad del sistema endocrino, que una de sus

características es que es altamente jerárquico, si hay

regulación a nivel de hipófisis, eso impacta en la secreción de

toda una serie de hormonas que se secretan en el sistema

endocrino.

Sistema Endocrino Se conoce como un conjunto de glándulas, cuya función es

regular el funcionamiento global del organismo, coordinando

los múltiples órganos que lo componente, lo más importante es

que permite ajustar los requerimientos energéticos.

Las principales glándulas de este sistema:

-Hipófisis e Hipotálamo (pared de Diencéfalo) y éstos

tienen una ascendencia directa sobre el resto de las

glándulas que forman este sistema

-Tiroides y Paratiroides

-Glándula Adrenal (Corteza y Medula) y Páncreas

Endocrino –

-y todo lo que tiene que ver con sistema reproductor,

Gónadas (determinan cambios).

Existen otras estructuras, tejidos, grupos de células que

cumplen funciones endocrinas como la Placenta, Células

Cardíacas, Células Hepáticas, Células Renales que producen

Eritropoyetina y otras células como las del Íleon.

El sinónimo funcional del Sistema Endocrino es la

compensación Homeostática.

Estrés es cualquier perturbación del estado estacionario

como por ejemplo el ejercicio, cambiará las variables de los

valores controlados que tiene, y ante ese estímulo ocurrirá

un cambio interno ya que se gatillara una serie de

mecanismos que permiten la regulación de la variable, y si el

sistema está en bienestar éste se adapta. También puede

depender de la intensidad de la perturbación y que estos

mecanismos compensatorios fallen lo que lleve a una

enfermedad.

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Las respuestas son globales y sistémicas

Ejemplo: la regulación de la glicemia, en donde se activan una

serie de mecanismos en respuesta a una hipoglicemia o

hiperglicemia; Respuestas muy rápidas del páncreas, ya

estudiadas el año pasado. Pero también existe una respuesta

muy clara desde el eje Hipotálamo-Hipófisis y corteza

adrenal, donde se libera cortisol y algunos otros corticoides

estereogénicos.

El cortisol se denomina como la hormona del estrés y se

ocupa como indicador de los niveles de estrés, ya que se

libera en respuesta a distintos tipos de estrés, en este caso en

respuesta a una hipoglicemia el cortisol promueve la

glucogenólisis, inhibe la captura de glucosa en el músculo

esquelético, etc. Un papel muy adrenomimético. Pero

también responde la médula suprarrenal, donde hay células

cromafines que producen catecolaminas principalmente

adrenalina y noradrenalina lo que genera una serie de

cambios homeostáticos que favorecen un estado

simpatomimético, muy parecido a lo que ocurre cuando se

estimula el sistema simpático, que es el sistema que nos

alerta, entonces ahí se da una cosa muy particular en que la

respuesta, en este caso a un estrés por hipoglicemia, hay un

aumento dramático de la actividad catecolaminérgica,

particularmente noradrenalina-adrenalina, por un lado a

nivel de sinapsis específicas en el sistema autónomo y por

otro lado a nivel global cortesía de las células cromafines de

la médula, que literalmente el cuerpo “chapotea” en

noradrenalina y adrenalina, y eso genera una respuesta muy

robusta.

Esa es la visión que es esperable que ustedes puedan tener

presente ante distintos tipos de estímulos clásicos de cómo

responde el sistema endocrino, coordinando la actividad a

distintos órganos para dar un escenario compensatorio y de

ajuste. Y ahí lo que es importante es tener presente que

funcionalmente en el sistema endocrino uno ve que hay

mecanismos clásicos de retroalimentación negativa, que

están dados, ya sea por las variables a regular o por los

efectores que son las hormonas.

Entonces en general lo que uno dice es que hay una variable

que podría ser la glicemia, que de alguna manera es censada

por una glándula, un órgano que va a responder cambiando la

tasa de secreción de una hormona, la cual impacta en un

órgano blanco que eventualmente va a tener el efecto de

regular las variables.

IMAGEN

Énfasis: regulación de volumen y la osmolaridad sanguínea

Hay un componente importante de la respuesta hipotalámica

pero también de función renal, de la glicemia vamos a darle

una pincelada, y también el metabolismo de algunos iones

claves como el Calcio, fosfato, sodio, potasio y los protones.

Esto es lo que se conoce como una retroalimentación

negativa homeostática, por la variable, pero también hay otro

tipo de retroalimentación negativa en el sistema endocrino

que tiene que ver con que las hormonas liberadas por las

glándulas periféricas pueden regular rio arriba en las

estructuras más jerárquicas, hay muchos casos de hormonas

hipotalámicas que regulan las hormonas adenohipofisiarias

que regulan tiroides y que las hormonas tiroideas inhiben la

secreción de las hormonas liberadoras de tirosinas, y esto es

muy importante porque hace que el sistema sea muy efectivo

en mantener los valores de hormonas circulantes, por

ejemplo los valores de la glicemia, del oxígeno, etc. Muy

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controlado porque se regula por la variable y por los

efectores.

Hay una gran cantidad de hormonas que dan cuenta del

escenario compensatorio, cada hormona que he mencionado

tiene un receptor específico que se expresa en un tipo de

célula y no otro, y eso enmarca el tipo de respuesta que

tendremos.

Resumen de principales hormonas (diapo 9, ppt 2)

Conceptos: Hormona

Es una sustancia endógena que señaliza a gran distancia, a

través de receptores específicos (que marca la fisiología de

éstas)

Naturaleza:

Derivados de aminoácidos (como las catecolaminas,

dopamina y hormona tiroidea), neuropéptidos (hormonas

liberadoras de), grandes proteínas (FSH, LH e insulina),

hormonas esteroideas (derivados de colesterol como

cortisol, estrógenos, entre otras) y derivados de vitaminas

(como retinoides).

“Hay hormonas peptídicas (proteínas), esteroidales,

yodotironinas y catecolaminas”

Dada su naturaleza, algunas se almacenan en vesículas como

las proteicas v/s las lipídicas que se liberan en función de su

síntesis, etc. por supuesto que la naturaleza química de las

hormonas es muy variable, debemos recordar que las

catecolaminas son moléculas pequeñas, que en general todos

las hormonas esterogénicas son derivadas del colesterol y

son 4 ciclos alcanos, también son moléculas bastante rígidas

pero muy liposolubles y pequeñas, en contraposición con

hormonas peptídicas que pueden ser oligopéptidos de varios

residuos aminoacídicos y que tienen mayor tamaño.

Hormonas esteroidales

-Son relevantes en fisiología reproductiva y del embarazo

-producidas en corteza adrenal (particularmente el cortisol),

placenta y ovarios/testículos

-derivan del colesterol

Poseen importancia en la realización de estudios para

síntesis de pastillas anticonceptivas, donde se han intentado

desarrollar símiles de las hormonas femeninas que tengan

una mayor vida media, sin embargo al ser todos tan

parecidos, tienen numerosos efectos secundarios, pues

moléculas muy parecidas eventualmente pueden competir

por nichos funcionales variados, lo que va a generar efectos

secundarios.

Las hormonas esteroidales canónicamente cumplen su

función en:

• Caracteres sexuales

• Función reproductiva y embarazo

• Y especialmente los glucocorticoides, tienen una

importante función en controlar el metabolismo y regular el

balance hidrosalino.

En general las hormonas esteroidales son de señalización

compleja (bifásica)

Este tipo de hormona tiene receptores de tipo:

No genómicos: están asociados a la membrana plasmática,

estos receptores están asociados esencialmente a proteína G

y a las cascadas adenilciclasa, cAMP y PKA.

Genómicos: (a) Son factores de transcripción asociados

directamente al núcleo, los cuales son activados

directamente por estas hormonas que permean fácilmente la

membrana. (b) Existen otras proteínas que están en el

dominio citoplasmático y que viajan al núcleo cuando forman

el complejo ligando receptor con la hormona.

Este tipo de señalización en hormonas esteroidales es

compleja y el hecho de que pueda modificar la actividad de

los genes, genera respuestas que pueden durar por años. Por

ejemplo: los caracteres sexuales secundarios, estos

comienzan a expresarse entre 12-15 años y se mantienen

relativamente constantes hasta la menopausia.

Hormonas Peptídicas

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Básicamente hay que

recordar lo que se

habló de insulina,

sobre la síntesis de

proteínas en donde

se tenían pre-

proprecursores,

péptidos señales,

etc.

Lo relevante de todo

esto es que existe un

alto nivel de

regulación (más que

en las hormonas

esteroidales),

particularmente a

nivel del péptido

señal, ya que este

puede actuar como

regulador biológico

de la hormona.

Las hormonas proteicas son almacenadas en vesículas, por lo

tanto su liberación va a depender del aumento de Ca+ libre

en la célula, lo que va a generar un aumento en la tasa de

liberación de la hormona.

Se libera de manera actividad dependiente: aumenta la

actividad de la célula (endocrina, neuronal, etc) y aumenta la

tasa de liberación de la hormona

Hay un tono de liberación de la hormona cualquiera ella sea y

ante un estímulo, un estrés es que se modifica la tasa de

liberación, ya que no son sistemas que se prendan y apaguen,

sino más bien un análogo a subirle el volumen a la radio.

Las hormonas esteroidales no se almacenan, sino que se

activan en función de las hormonas clave que están

hidrolizando desde el colesterol, las hormonas como las

catecolaminas que son dopamina, adrenalina y noradrenalina

si se almacenan. Desde el punto de vista de los mecanismos,

se pueden agrupar con hormonas proteicas, porque son

básicamente el templado con algún aminoácido. En

contraposición las hormonas tiroideas que si bien son

derivados de la tirosina el hecho que se oxiden con yodo las

hace liposolubles y por lo tanto, si bien su naturaleza es

proteica aminoacídica son altamente liposolubles y señalizan

de una manera similar a lo que hacen las hormonas

esteroidales.

hay muchas otras proteínas subsidiarias, que tienen que ver

con un papel fundamental de las hormonas del sistema

endocrino que rápidamente alcanzan niveles plasmáticos

constantes y tiene que ver con proteínas transportadoras,

la más conocida es lejos la albúmina, pero hay una gran

cantidad de proteínas transportadoras que básicamente lo

que hacen respecto a las hormonas esteroidogénicas es

aumentarles la vida media, recuerden que cualquier

sustancia liposoluble en general no se va a sentir cómoda en

el plasma de una solución electrolítica y en general van a

tender a disolverse en la grasa, entrar en la célula, en los

depósitos, en los adipocitos, etc. Lo que sucede, es que

acomplejar una hormona esteroidal o una hormona tiroidea

con el transportador es que les aumenta la vida media

dramáticamente, como por ejemplo, la tirosina que

básicamente el 99,9% de la hormona está asociado a proteína

transportadora específica y tiene una vida media de

alrededor de una semana, en contraposición la tirosina libre

en el plasma (solución electrolítica) dura pocos minutos

porque es muy inestable. Esto se enfatiza porque permite

que haya una reserva de la hormona circulando

constantemente y como se sabe actualmente muchas

patologías que tienen que ver con hormonas, no son

problemas de la hormona propiamente tal, sino que de la

proteína transportadora. Se han visto problemas como

algunos tipos de enanismo, problemas de hormonas

tiroideas, descompensaciones del sistema endocrino en que

uno puede hacer un screening del paciente en que todas las

hormonas tiroideas, paratiroideas están perfecto, sin

embargo se van a ver las globulinas específicas de esas

hormonas que es donde está el problema.

Hipotálamo

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Componente principal del sistema endocrino, es un grupo de

distintos núcleos hay muchos tipos celulares. La importancia

anatomofuncional es que se está conectando a través del

hipotálamo y la hipófisis el sistema nervioso con el sistema

endocrino.

Sistema nervioso: Adaptabilidad instantánea en algunos

aspectos

Sistema endocrino: Respuesta más lenta, pero más robusta y

sostenida en el tiempo.

Hipófisis

Tiene una clasificación de origen embrionario:

Hipófisis posterior o Neurohipófisis

-Proviene de neuroectoderma (división del ectoderma)

-Tiene una irrigación especifica con plexos y capilares donde

se está liberando los productos endocrinos.

-Las hormonas Neurohipofisiarias en rigor son hipotalámicas

-Secreción de las hormonas neurohipofisiarias son desde

neuronas Magnocelulares que secretan vasopresina

(antidiurética) y la oxitocina, esto viene del núcleo

supraóptico y paraventricular respectivamente.

Hipófisis anterior o Adenohipófisis

-Proviene del ectoderma más externo

La gran diferencia entre la neuro y la Adenohipófisis, es que

en la segunda es donde hay células neuroendocrinas y hay

una gran producción de hormonas, la Neurohipófisis es

mucho más simple, el hipotálamo produce y secreta

directamente las hormonas: la diurética (con un rol

fundamental en el balance hidrosalino) y la Oxitocina (juega

papeles en la reproducción, en el apego maternal, etc), ambas

peptídicas. Además, en la Adenohipófisis hay 2 plexos

capilares en serie, la irrigación viene directamente por la

arteria hipofisaria superior, hay Neuronas

Parvocelulares que son neuronas de cuerpos celulares

pequeños que proyectan a este plexo y liberan lo que se

conoce como Hormonas Liberadoras o Inhibidoras de las

células endocrinas que están propiamente en la

Adenohipófisis.

p. ej. Estas neuronas parvocelulares que secretan estos

factores u hormonas promotores o inhibidoras de la

liberación a este plexo, en el cual hay una circulación interna

que llega directamente a la Adenohipófisis donde están estas

células neuroendocrinas que están produciendo el factor

estimulador de la tirosina y eso es un eje directo con la

Tiroides el factor promotor de la adrenocorticotropina y es

directo a nivel de las suprarrenales.

Y aquí es donde está la mayor complejidad desde el punto de

vista de la Conexión Hipotálamo-hipofisaria, ya que aquí hay

distintos tipos de células, por lo tanto de hormonas

específicas.

NO OLVIDAR: La gran diferencia es que en la Adenohipófisis

sí hay células neuroendocrinas que están siendo reguladas

por el hipotálamo directamente.

La sensación (sensar) hormonal es muy específica a través de

receptores y por lo tanto uno puede hacer una

categorización, son ejes hipotálamo-hipofisario que corren

en paralelo y uno puede dar cuenta que cada hormona

hipotalámica está regulando algunos de los ejes a través de

las células endocrinas presentas en la hipófisis. Por ejemplo

la hormona liberadora de corticotropina la cual no va a tener

ningún impacto en otra célula que no sea las que presenten

receptores (CRH) que son las que liberan a su vez

adenocorticotropina que a su vez promueve la síntesis de

hormonas suprarenales.

Básicamente desde el hipotálamo podemos decir que hay

distintos núcleos particularmente, no es exclusivo pero casi

el 90% son neuronas magnocelulares en el paraventricular y

en el supraóptico que proyectan hacia neurohipófisis, en

general la neuronas hipotalámicas magnocelulares que

sintetizan y secretan la vasopresina vienen

mayoritariamente del núcleo supraóptico y las que

producen la oxitocina que son las del núcleo

paraventricular, en contraposición el grupo de neuronas

parvocelulares que proyectan principalmente desde el

paraventricular pero desde muchos otros hipotalámicos

como el mamilar, entre otros, proyectan a este plexo y ahí

hay regulación específica a estas células endocrinas

presenten en la hipófisis. Recuerden que el hipotálamo es

una clasificación arbitraria ya que son una serie de núcleos,

algunos cumplen funciones distintas e independientes de los

otros núcleos pero lo correcto es decir que es una conexión

de distintos fenotipos neuronales, está en la porción ventral

del Diencéfalo, un región estratégicamente muy bien

localizada porque al comparar las entradas salidas sinápticas

desde de hipotálamo hay una gran conectividad con todo el

sistema límbico, particularmente con el hipocampo, región

que tiene que ver con memoria-particularmente-de trabajo,

con la amígdala y otros núcleos de la estría terminal que

tienen que ver con emociones primarias como ira, miedo, etc.

hay una gran conectividad con la corteza cerebral, incluso

con la neocorteza, la prefrontal, que tiene que ver con

funciones ejecutivas, funciones más propias de mamíferos

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más evolucionado como el Hombre, y también tiene una gran

conectividad con todo el resto del tálamo. El tálamo es

básicamente una estación de relevo desde estructuras

subcorticales hacia corteza, por lo tanto, la conectividad

con el hipotálamo indica que está ahí mismo con el tálamo,

permite que el hipotálamo esté escuchando que es lo que

pasa con toda la actividad del sistema nervioso. Otra

conexión que es muy importante del hipotálamo tiene que

ver con el núcleo supraquiasmático, tiene que ver con la

regulación circadiana del sistema endocrino, eso nos permite

entender porque en la época estival, en primavera-verano a

través del núcleo supraquiasmático se activa el sistema

endocrino, y aumenta la producción de hormonas y uno anda

“haciéndose el lindo”, y en invierno todo lo contrario.

Desde un punto de vista clínico, es importante saber que el

hipotálamo está conectado con los sistemas motivacionales,

todo lo que es Sistema ascendente activante, también

conocido como núcleo del rafe y lo que antiguamente se

conocía como formación reticular, son todos estos núcleos

que básicamente se conocen como sistemas motivacionales y

hay una alta actividad con distintos núcleos. Algunos de éstos

núcleos del SAA, p. ej. El núcleo tubero mamilar que tiene

que ver con vigilia, con aumentar la alerta, conecta

directamente con las neuronas parvocelulares de la

adenohipófisis y de alguna manera permiten explicar

también como es que la emoción, incluso los estados

motivacionales, pueden afectar inclusive hormonalmente a

una persona, particularmente en cuadros depresivos, pero

literalmente afectan a nivel vegetativo el sistema.

En general podemos decir que el hipotálamo conectivamente

está regulando la actividad y secreción de hormonas

hipofisiarias, de acuerdo a las necesidades del organismo. En

general controla todo lo que es actividad autonónomica, por

proyecciones arriba abajo, desde el puente más rostral , por

tronco encéfalo, hacia abajo y también controla procesos

metabólicos claves que tienen que ver con la ingesta de

alimentos, tomar agua y actividades dependientes del ciclo

circadiano.