Hormonas

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HormonasHormonas

Hormonas: mesanjeros Hormonas: mesanjeros qumicos transportados por qumicos transportados por sangre.sangre. Pueden estimular otras Pueden estimular otras

glndulasglndulas Regulan el crecimiento, Regulan el crecimiento,

desarrollo, metabolismo, etc.desarrollo, metabolismo, etc.

Anatomy Summary: Hormones

Copyright 2007 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings Figure 7-2 (1 of 4)







Animation: Endocrine System: Endocrine System ReviewPLAY

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SealizacinSealizacin y y RetroalimentacinRetroalimentacinLas glndulas" endocrinas sintetizan y almacenan las hormonas. Estas glndulas tienen un sistema de d t i ddeteccin y de sealizacin que regulan la duracin y la magnitud de la liberacin de hormona a travs de la retroalimentacin de la clula blanco.

SistemaSistema EndocrinoEndocrino vs. vs. NerviosoNervioso

Sistemas principales de comunicacin en el Sistemas principales de comunicacin en el cuerpo. cuerpo.

Integran los estmulos y las respuestas a los Integran los estmulos y las respuestas a los bi l ibi l icambios en el entorno externo e interno. cambios en el entorno externo e interno.

Ambos son cruciales para las funciones Ambos son cruciales para las funciones coordinadas de clulas, tejidos y rganos.coordinadas de clulas, tejidos y rganos.

A diferencia del sistema nervioso, el sistema A diferencia del sistema nervioso, el sistema endocrino es anatmicamente discontinuoendocrino es anatmicamente discontinuo..

SistemaSistema NerviosoNervioso

El sistema nervioso ejerce un control de punto a punto a p ptravs de los nervios, similar a enviar mensajes por telfono convencional. El control nervioso es de naturaleza elctrica y rpido.

Las Las HormonasHormonas viajanviajan porporsangresangre a a sussus clulasclulas blancoblanco

El sistema endocrino transmite sus mensajes hormonales para todas las clulas por la secrecin en la sangre. Al igual que un programa de radio, se requiere un receptor para obtener el mensaje - en el caso de los mensajes del sistema endocrino, las clulas deben tener un receptor para la hormona con el fin de responder.

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Axon Neurotransmitter

Endocrine gland

Hormonecarried

Paracrine regulator

Receptor proteins

by blood

Target cell

Una clula es blanco porque tiene un Una clula es blanco porque tiene un receptor especfico para esa hormonareceptor especfico para esa hormona

La mayora de las hormonas circulan en la sangre, y entran en contacto con esencialmente todas las clulas. Sin embargo, una hormona determinada generalmente afecta slo a un nmero limitado de clulas, que se denominan clulas diana o blanco. Una clula diana responde a

h ll t l huna hormona porque lleva receptores para la hormona.

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PrincipalesPrincipales funcionesfunciones del del sistemasistema endocrinoendocrino

MantenimientoMantenimiento deldel mediomedio internointerno enen elel cuerpocuerpo(mantener(mantener elel entornoentorno bioqumicobioqumico ptimo)ptimo)..

IntegracinIntegracin yy regulacinregulacin deldel crecimientocrecimiento yy elel desarrollodesarrollo.. Control,Control, mantenimientomantenimiento yy lala instigacininstigacin dede lalaCo t o ,Co t o , a te e toa te e to yy aa st gac st gac dede aa

reproduccinreproduccin sexual,sexual, incluyendoincluyendo lala gametognesis,gametognesis, elelcoito,coito, lala fertilizacin,fertilizacin, elel crecimientocrecimiento fetalfetal yy elel desarrollodesarrolloyy lala nutricinnutricin deldel recinrecin nacidonacido..

Tipos de sealizacin de Tipos de sealizacin de clula a clulaclula a clula

Las hormonas endocrinas clsicas viajan a travs de torrente sanguneo a las clulas diana; Las neurohormonas se liberan a travs de las sinapsis y viajan por sangre; hormonas paracrinas actan sobre las clulas adyacentes y las hormonas autocrinas se liberan y actan sobre la clula que las secretada. Adems, las hormonas intracrinas actan dentro de la clula que las produce.

RespuestaRespuesta vs. vs. distanciadistanciarecorridarecorrida

Accin endocrina: la hormona se distribuye en la sangre y se une a las clulas diana distantes. Accin paracrina: La hormona acta localmente difundiendo desde su fuente hasta las clulas dianas vecinas. Accin autocrina: La hormona acta en la misma clula que la qproduce.

HormonasHormonas y y sistemassistemasprincipalesprincipales

El Hipotlamo produce factores que estimulan la El Hipotlamo produce factores que estimulan la produccin de hormonas de la hipfisis anterior que produccin de hormonas de la hipfisis anterior que actan sobre la glndula endocrina perifrica para actan sobre la glndula endocrina perifrica para estimular la liberacin de una tercera hormona. estimular la liberacin de una tercera hormona.

Hormonas de la hipfisis posterior se sintetizan en losHormonas de la hipfisis posterior se sintetizan en los Hormonas de la hipfisis posterior se sintetizan en los Hormonas de la hipfisis posterior se sintetizan en los cuerpos celulares neuronales en el hipotlamo y se cuerpos celulares neuronales en el hipotlamo y se liberan a travs de las sinapsis en pituitaria posterior. liberan a travs de las sinapsis en pituitaria posterior.

La La oxitocinaoxitocina y de la hormona y de la hormona antidiurticaantidiurtica (ADH)(ADH)) )

TiposTipos de de hormonashormonas Las Las HormonasHormonas se se clasificanclasifican en en cuatrocuatro

gruposgrupos estructuralesestructurales, con , con miembrosmiembros de de cadacadagrupogrupo teniendoteniendo propiedadespropiedades en en comncomn:: PptidosPptidos andand protenasprotenas PptidosPptidos and and protenasprotenas DerivadosDerivados de Amino de Amino cidoscidos. . EsteroidesEsteroides DerivadosDerivados de de cidoscidos grasosgrasos -- EicosanoidesEicosanoides

RangoRango dede tamaotamao:: dede 33 aa cientoscientos aminocidosaminocidos.. AA menudomenudo producidoproducido comocomo precursoresprecursores dede pesopeso

molecularmolecular msms grandesgrandes queque sese escindeescindeproteolticamenteproteolticamente aa lala formaforma activaactiva dede lala

HormonasHormonasPeptdicasPeptdicas//ProtecasProtecas

pphormonahormona..

SonSon solublessolubles enen aguaagua.. ComprendeComprende elel mayormayor nmeronmero dede HormonasHormonas..

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EstnEstn codificadascodificadas porpor unun gengen especficoespecfico queque sese transcribetranscribe enenARNmARNm yy sese traducetraduce enen unun precursorprecursor dede unauna protenaprotena llamadallamadapreprohormonapreprohormona..

LasLas preprohormonaspreprohormonas aa menudomenudo sonson modificadasmodificadas despusdespus dede lalap pp p pptraduccintraduccin enen elel RERE parapara contenercontener carbohidratoscarbohidratos ((glicosilacinglicosilacin))

PreprohormonasPreprohormonas contienencontienen pptidospptidos sealseal (aminocidos(aminocidoshidrofbicoshidrofbicos)) queque loslos dirigendirigen aa GolgiGolgi,, dondedonde sese eliminaelimina lalasecuenciasecuencia sealseal parapara formarformar prohormonaprohormona

LaLa prohormonaprohormona sese transformatransforma enen lala hormonahormona activaactiva yy seseempaquetaempaqueta enen vesculasvesculas secretorassecretoras


LasLas vesculasvesculas secretorassecretoras sese muevenmueven aa lala membranamembrana plasmticaplasmticadondedonde esperanesperan unauna sealseal.. LuegoLuego sonson exocitadasexocitadas yy secretadassecretadas alaltorrentetorrente sanguneosanguneo

EnEn algunosalgunos casoscasos lala prohormonaprohormona eses secretadasecretada yy sese convierteconvierte enen EnEn algunosalgunos casos,casos, lala prohormonaprohormona eses secretadasecretada yy sese convierteconvierte enenelel fluidofluido extracelularextracelular enen lala hormonahormona activaactiva:: unun ejemploejemplo eses lalaangiotensinaangiotensina lala cualcual eses secretadasecretada porpor elel hgadohgado yy sese convierteconvierte enenformaforma activaactiva porpor laslas enzimasenzimas secretadassecretadas porpor elel rinrin yy pulmnpulmn

Peptide Hormone Synthesis, Packaging, and Release

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To target

Active hormone

Golgi complex

Peptide

Messenger RNA on the ribosomes binds amino acids into a peptide chain called a preprohormone.The chain is directed into the ER lumen by a signal sequence of amino acids.

The secretory vesicle releases its contents by exocytosis into the extracellular space.

The hormone moves into the circulation for transport to its target.

Enzymes in the ER chop off the signal sequence, creating an inactiveprohormone.

The prohormone passes from theER through the Golgi complex.

Secretory vesicles containing enzymes and prohormone bud off the Golgi. The enzymes chop the prohormone into one or more active peptides plus additional peptide fragments.

Ribosome

Transport

Endoplasmic reticulum (ER)

1 2 3 6

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Secretoryvesicle

ECFCytoplasm Plasma

fragment

Releasesignal

Capillaryendothelium

mRNA

Prohormone

Signalsequence

Transportvesicle

Preprohormone

1

2

3

4

5

6

HormonasHormonas aminocidosaminocidosHay dos Hay dos gruposgrupos de de hormonashormonas derivadasderivadas de la de la tiroisinatiroisinaLasLas HormonasHormonas TiroideasTiroideas y y laslas CatecolaminasCatecolaminas

Tiroxina Tirosina Epinefrina

HormonasHormonas TiroideasTiroideas

Las hormonas tiroideas son bsicamente una tirosina Las hormonas tiroideas son bsicamente una tirosina "doble" con la incorporacin de 3 o 4 tomos de iodo. "doble" con la incorporacin de 3 o 4 tomos de iodo.

La hormona tiroidea es producida por la glndula La hormona tiroidea es producida por la glndula tiroides y es soluble en lpidos. tiroides y es soluble en lpidos.

Las hormonas tiroideas son producidos por Las hormonas tiroideas son producidos por modificacin de un residuo de tirosina contenida en modificacin de un residuo de tirosina contenida en tiroglobulinatiroglobulina, despus de la traduccin modificados , despus de la traduccin modificados para unir el iodo, a continuacin proteolticamente para unir el iodo, a continuacin proteolticamente escindidas y se libera como Tescindidas y se libera como T44 y Ty T33. La T. La T33 y Ty T44 luego se luego se unen a protenas transportadoras para el transporte en unen a protenas transportadoras para el transporte en la sangrela sangre

HormonasHormonas TiroideasTiroideas

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CatecolaminasCatecolaminas Las Las catecolaminascatecolaminas son son neurohormonasneurohormonas y y

neurotransmisoresneurotransmisores. . La La EpinefrinaEpinefrina and and NorepinefrinaNorepinefrina son son producidaproducida

porpor la la mdulamdula adrenal y son adrenal y son solublessolubles en en aguaagua. . SecretadasSecretadas comocomo hormonashormonas peptdicaspeptdicas SecretadasSecretadas comocomo hormonashormonas peptdicaspeptdicas

SntesisSntesis de de catecolaminascatecolaminas

AminocidosAminocidos Otros dos aminocidos se utilizan para la sntesis Otros dos aminocidos se utilizan para la sntesis

de hormonasde hormonas: : El triptfano El triptfano es el precursor de la es el precursor de la serotoninaserotonina y y

la hormonala hormona melatoninamelatonina pinealpinealla hormona la hormona melatoninamelatonina pineal pineal El cido El cido glutmicoglutmico se convierte a la se convierte a la histaminahistamina

TodasTodas laslas hormonashormonas esteroidesesteroides sonson derivadosderivados dedecolesterolcolesterol yy sloslo sese diferenciandiferencian enen lala estructuraestructuradeldel anilloanillo yy laslas cadenascadenas lateraleslaterales unidasunidas aa ll..

TodasTodas laslas hormonashormonas esteroidesesteroides sonson liposol blesliposol bles

EsteroidesEsteroides

TodasTodas laslas hormonashormonas esteroidesesteroides sonson liposolublesliposolubles

TiposTipos de de EsteroidesEsteroides Los Los glucocorticoidesglucocorticoides; ; cortisolcortisol es el principal es el principal

representante en la mayora de los mamferos. representante en la mayora de los mamferos. Los Los mineralocorticoidesmineralocorticoides; aldosterona siendo ; aldosterona siendo

ms prominente. ms prominente. pp Los Los andrgenosandrgenos como la testosterona. como la testosterona. Los Los estrgenosestrgenos, incluyendo estradiol y , incluyendo estradiol y estronaestrona. . Los Los progestgenosprogestgenos como la progesterona.como la progesterona.

EsteroidesEsteroides SonSon sintetizadossintetizados yy liberadosliberados inmediatamenteinmediatamente.. SurgenSurgen deldel mismomismo compuestocompuesto originaloriginal:: ColesterolColesterol .. LasLas enzimasenzimas queque producenproducen laslas hormonashormonas esteroidesesteroides dede

colesterolcolesterol sese encuentranencuentran enen laslas mitocondriasmitocondrias yy ERER lisoliso.. LosLos esteroidesesteroides sonson liposolublesliposolubles yy porpor lolo tantotanto sonson

librementelibremente permeablespermeables aa laslas membranasmembranas porpor lolo queque nonosese almacenanalmacenan enen laslas clulasclulas..

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EsteroidesEsteroides Las hormonas esteroides no son solubles en agua por lo Las hormonas esteroides no son solubles en agua por lo

que tiene que ser transportado en la sangre que tiene que ser transportado en la sangre acomplejado con globulinas de unin especficas. acomplejado con globulinas de unin especficas.

La globulina transportadora de La globulina transportadora de corticosteroidescorticosteroidestransportatransporta cortisolcortisoltransporta transporta cortisolcortisol ..

La globulina transportadora de esteroides sexuales lleva La globulina transportadora de esteroides sexuales lleva testosterona y estradiol .testosterona y estradiol .

En algunos casos un esteroide es secretado por una En algunos casos un esteroide es secretado por una clula y se convierte en el esteroide activo por la clula clula y se convierte en el esteroide activo por la clula diana: un ejemplo es el andrgeno que es secretado por diana: un ejemplo es el andrgeno que es secretado por la gnada y se convierte en estrgeno en el cerebrola gnada y se convierte en estrgeno en el cerebro

Steroid Hormones: StructureSteroid hormones are derived from cholesterol

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EnzimasEnzimas esteroidognicasesteroidognicasCommon name "Old" name Current name

Side-chain cleavage enzyme; desmolase

P450SCC CYP11A1

3 beta-hydroxysteroid dehydrogenase

3 beta-HSD 3 beta-HSD

17 alpha-hydroxylase/17,20 lyase P450C17 CYP17

21-hydroxylase P450C21 CYP21A2

11 beta-hydroxylase P450C11 CYP11B1

Aldosterone synthase P450C11AS CYP11B2

Aromatase P450aro CYP19

Sntesis de EsteroidesSntesis de EsteroidesTodas las hormonas esteroides son derivados de colesterol. Una serie de pasos enzimticos en la mitocondria y ER de tejidos esteroidognicos convierten al colesterol en todas las otras hormonas esteroides y productos intermedios.

La etapa limitante de la velocidad en este proceso es el transporte de colesterol libre desde el citoplasma a la mitocondria. Esta etapa se lleva a cabo por la protena regulacin aguda de esteroidognesis (StAR)

Sntesis de EsteroidesSntesis de EsteroidesEl colesterol proviene del colesterol sintetizado dentro de la clula a partir de acetato, de steres de colesterol en las gotas de lpidos intracelulares o de captacin de lipoprotenas de baja densidad que contienen colesterol.

Las lipoprotenas captadas de plasma son ms importantes cuando las clulas esteroidognicas son estimuladas crnicamente.

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colesterol

Lipoprotenaextracelular

PoolColesterol

LH

ATP

cAMPPKA+

acetato

Pregnenolona

Progesterona

Androstenediona

TESTOSTERONA

3HSD

P450c17

17HSD

1,251,25--dihidroxi vitamina D3 tambin deriva de dihidroxi vitamina D3 tambin deriva de colesterol y es soluble en lpidos. colesterol y es soluble en lpidos.

No es realmente una "vitamina", ya que puede No es realmente una "vitamina", ya que puede ser sintetizada de novoser sintetizada de novo

1,251,25--Dihidroxi Vitamina D3Dihidroxi Vitamina D3

ser sintetizada de novo. ser sintetizada de novo. Acta como una verdadera hormona.Acta como una verdadera hormona.

Derivados de cidos Grasos Derivados de cidos Grasos --EicosanoidesEicosanoides

El El cido araquidnicocido araquidnico es el precursor ms abundante es el precursor ms abundante de estas hormonas. Reservorios de cido araquidnico de estas hormonas. Reservorios de cido araquidnico estn presentes en los lpidos de membrana y es estn presentes en los lpidos de membrana y es liberado a travs de la accin de diversas lipasas. liberado a travs de la accin de diversas lipasas.

Estas hormonas se inactivan rpidamente por serEstas hormonas se inactivan rpidamente por ser Estas hormonas se inactivan rpidamente por ser Estas hormonas se inactivan rpidamente por ser metabolizados, y son normalmente activas durante slo metabolizados, y son normalmente activas durante slo unos segundos.unos segundos.

Derivados de cidos Grasos Derivados de cidos Grasos --EicosanoidesEicosanoides

Los Los eicosanoideseicosanoides son un gran grupo de son un gran grupo de molculas de derivados de cidos grasos molculas de derivados de cidos grasos poliinsaturados. poliinsaturados.

Los principales grupos de hormonas de esta Los principales grupos de hormonas de esta p p g pp p g pclase son clase son prostaglandinas, prostaciclinas, prostaglandinas, prostaciclinas, tromboxanostromboxanos y y leucotrienosleucotrienos..

Regulacin de la Secrecin Hormonal

Deteccin y sealizacin: una necesidad biolgica se detecta, el sistema endocrino enva una seal a una clula diana cuya accin se dirige a la necesidad biolgica. Las principales caractersticas de este sistema de respuesta de estmulo son:de este sistema de respuesta de estmulo son:

Recepcin de estmulo Sntesis y secrecin de la hormona Transporte de la hormona a la clula diana Respuesta hormonal en la clula diana La degradacin de la hormona

Control de la Actividad Endocrina

Los efectos fisiolgicos de las hormonas dependen en gran medida de su concentracin en la sangre. Casi inevitablemente resulta una enfermedadCasi inevitablemente, resulta una enfermedad cuando las concentraciones hormonales estn demasiado altos o demasiado bajos, y es por lo tanto crucial un control preciso sobre las concentraciones circulantes de las hormonas.

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La concentracin de hormona sobre la clula blanco depende de tres factores:

Tasa de produccinTasa de entregaTasa of degradacin and eliminacin


Tasa de produccin: La sntesis y secrecin de hormonas son el aspecto ms altamente regulado dehormonas son el aspecto ms altamente regulado de control endocrino. Tal control est mediada por los circuitos de retroalimentacin positivos y negativos.


Tasa de entrega: Por ejemplo a mayor flujo sanguneo mayor delivery hormonal.


Tasa de degradacin y eliminacin: Las hormonas, como todas las biomolculas, tienen tasas caractersticos de decaimineto, y se metaboliza y se elimina del cuerpo a travs de varias rutas.

El apagado de la secrecin de una hormona que tiene una vida media muy corta provoca que la concentracin de hormona circulante caiga abruptamente, pero si la vida media biolgica de la hormona es larga, las concentraciones eficaces persisten durante algn tiempo despus de que cese la secrecin.

Control de la produccin de hormonas por

retroalimentacin

Los circuitos de retroalimentacin son ampliamente utilizados para regular la secrecin de hormonas en el eje hipotlamo-hipfisis.

Seales que recibe una clula endocrina

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Control Nervioso Seales nerviosas al hipotlamo estimula la

sntesis y secrecin de factores de liberacin que estimulan la produccin y la liberacin de hormonas hipofisariasde hormonas hipofisarias.

Control cronotrpico Ritmicidad neuronal endgena. Ritmos diurnos, los ritmos circadianos. (hormona de

crecimiento y cortisol), ciclo de sueo-vigilia; ritmo estacional.E i di d i dif Episodios de secrecin ocurren con diferente periodicidad.

Los pulsos pueden ser tan frecuentes como cada 5-10 minutos.

Si la periodicidad es de aproximadamente 24 horas, el ritmo se denomina circadiano.

El control circadiano (cronotrpico)

Reloj Circadiano

Control por retroalimentacin La retroalimentacin negativa es ms comn:

por ejemplo, LH de la pituitaria estimula los testculos para producir testosterona que a su vez se retroalimenta e inhibe la secrecin de LHvez se retroalimenta e inhibe la secrecin de LH.

La retroalimentacin positiva es menos comn.

Efectos de retroalimentacin negativos del cortisol

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Control Substrato-hormona La glucosa y la insulina: a medida que aumenta la

glucosa estimula el pncreas para secretar insulina.

Control de retroalimentacin de la insulina por las

concentraciones de glucosa

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