Katalin Baksai L.

Clase 1. Generalidades Endocrino – Ejes hipotalámicos – Neurohipófisis

Generalidades Endocrino:Control de la secreción hormonal:

• Retroalimentación negativa: la respuesta del órgano blanco va a inhibir a la glándula endocrina para que deje de secretar la hormona. Hay señales que se sobreponen a un circuito más simple. *la hipoglicemia es gatillante de la secreción de CRH, el cortisol hace que el hígado libere glucosa, lo que revierte la hipoglicemia

• Retroalimentación positiva: el producto del órgano blanco gatilla la liberación de más hormona. Ocurre un bang, hecho irreversible, como el parto (oxitocina, dilatación, lo que genera mayor secreción) o la ovulación. No son habituales.

Especifidad:

• La hormona tendrá efecto solo donde haya su receptor. Pero cada hormona posee más de un tipo de receptor y cada receptor esta acoplado a diferentes sistemas de transducción.

• Los tipos celulares diferentes entienden una señal de manera diferente (túbulo proximal y distal frente a PTH que aumenta AMPc, que el proximal entiende como una inhibición de la reabsorción de PO4 y el distal como estímulo de la entrada de Ca).

Respuesta del tejido blanco:

• Receptores que poseen afinidad por la hormona, una afinidad muy alta, las hormonas actúan en concentraciones de nano molar.

• Sensibilidad: concentración de hormona que es capaz de dar el 50% de la respuesta máxima. Depende de la afinidad del receptor por la hormona.

• Número de receptores: frente a la misma sensibilidad, se alcanzan respuestas máximas diferentes debido a la cantidad de receptores. Los receptores se pueden contar con hormonas radiactivas. La afinidad se puede medir si el receptor suelta la hormona radiactiva para unir otra no radiactiva (suelta o apretada).

• Spare Receptors: receptores de reserva. El tejido alcanza el 100% de respuesta pero solo el 45% de sus receptores están ocupados. No se necesitan todos los receptores para un máximo de respuesta. Down regulation:

o Si yo no tengo receptores de reserva al bajar el número de receptores no obtengo la respuesta máxima.

o Si hay receptores de reserva yo sí puedo llegar a la respuesta máxima, pero necesito más concentración de hormona.

Disfunciones endocrinas por regulación de los receptores:

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• Desensibilización: disminuye el número de receptores. Obesidad insulina, Asma Betadrenergicos, hipertiroidismo aumentan beta adrenérgicos cardiacos.

Los receptores de desensibilizan. Frente a la misma cantidad de hormona, los receptores no responden igual. Puede ser que bajó (downregulation) o aumentó (upregulation) el número de receptores o que los receptores son menos sensibles porque cambió su estructura.

• Autoinmunidad: miastenia gravis anticuerpos contra los receptores nicotínicos aumentando su degradación. Hipertiroidismo anticuerpo contra el receptor de TSH activando el receptor, generando mucha hormona tiroidea. Diabetes anticuerpos contra receptores de insulina.

• Receptor: mutaciones del receptor. Feminización testicular gen del receptor de andrógeno mutado. Osteomalacia receptor de la vitamina D mutado.

Magnitud de la respuesta a la hormona

• Concentración de la hormona (velocidades: secreción, entrega de la circulación a tejidos y degradación)

• Número de células blanco (sensibilidad, receptores funcionales, afinidad, mecanismo de transducción)

Duración

• Tiempo de Disponibilidad de la hormona (cuanto tiempo dura la secreción, velocidad de aclaramiento velocidad con la que la hormona desaparece del plasma)

• Tipo de Respuesta (genómico: muy lento. Fosforilación: rápidas y reversibles.)

Integración:

• Sinergismo: el efecto final es mayor que la suma de los efectos individuales. 1+1+1=5. Puede ocurrir a nivel celular o sistémico.

• Sumación: suma de los efectos. 1+1+1=3. El cortisol produce una serie de efectos a nivel de TA y TM. El efecto final será la suma de los efectos a los demás niveles. También puede ser celular o sistémico.

• Push - pull: tira y afloja. Mientras una sección del sistema inhibe la otra estimula, ambas frente a un mismo estimulo. La glicemia alta (+) a las células beta del páncreas y estas secretan insulina que (-) la alta glicemia y la baja. Por otro lado, la glicemia alta (-) a las células alfa que dejan de secretar glucagón. Cuando la glicemia es baja, se estimula la secreción de glucagón lo que (+) la glicemia. También este sistema está condicionado por el sistema autónomo que también modifican las células alfa y beta del páncreas. El simpático estimula a alfa e inhibe a beta. El parasimpático estimula a ambos.

Ejes hipotalámicos: • Hipotálamo libera hormonas liberadoras.

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• Hipófisis libera hormonas tróficas.

• Órgano libera hormonas.

• Está regulado por mecanismos de retroalimentación negativa en todo nivel.

• Hay neuronas del hipotálamo que tienen su soma en el hipotálamo y sus axones se extienden hasta la neurohipófisis, donde su secreción es liberada directamente a la circulación, vasopresina y oxitocina.

• Otro tipo de neuronas tienen su soma en el hipotálamo pero sus axones liberan la secreción al sistema porta hipotalámico hipofisario. La hormona es llevada a la adenohipófisis y desde allí son liberadas.

• En general las hormonas son péptidos, excepto la dopamina que es la inhibidora de la prolactina. Los péptidos se llaman CRF o factor liberador, u hormona liberadora. Activan la secreción de otra hormona.

• Las hormonas de la adenohipófisis son de tres tipos. Las que derivan del gen de la propiomelanocortina (ACTH, MSH y LPH); las glicoproteínas (FSH, LH y TSH) que contienen dos subunidades alfa y beta y comparten la cadena alfa obteniendo reacciones cruzadas; somatomamotroficas (GH y PRL) que también son parecidas y también se ven efectos cruzados. Todos son péptidos.

• Pueden ser secretados de manera pulsátil reguladas por el ciclo circadiano. GH y TSH se secreta más de noche. Los pulsos de GnRH y LH coinciden a lo largo del día. Se ha demostrado que en terapias de reemplazo hormonal es más efectivo administrarlas en la hora del día que corresponde. No se sabe por qué es así.

• PRL facilita la producción de leche solo en condiciones de lactancia. Esta inhibida por la dopamina (DA) y T3 en condiciones normales. Se produce más en la noche e inhibe la ovulación.

Neurohipófisis:• Oxitocina y vasopresina. Poseen efectos cruzados por su gran similitud.

• Son sintetizadas en los somas neuronales del núcleo supra óptico (SON) y el para ventricular (PVN).

• Se sintetizan unidas a una proteína precursora llamada neurofisina (mutaciones en ella produce problemas en la producción de la hormona). Se sintetizan como preprohormona.

• Mediante cambios postraduccionales son convertidas en neurofisina y ADH u oxitocina.

• La oxitocina estimula la contracción uterina (parto) y también la contracción de las células mioepiteliales de la gl. Mamaria para la eyección de la leche por el estímulo de la succión. Estímulos emocionales o sensitivos (oler, escuchar, mirar a la cría) también producen la liberación de oxitocina por NPV y NSO del hipotálamo.

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• La hipertonicidad y bajo volumen también estimulan la liberación de oxitocina, ya que es muy parecida a la ADH.

• Estímulos químicos provenientes de otros núcleos del SNC son los mensajeros de los estímulos fisiológicos antes nombrados. Estos son: opioides, relaxina, ANP (péptido natriurético auricular) que son inhibidores. ANGII, CCK, estrógenos son estimuladores.

• Estimula también estimula la secreción de PRL.

• Ambas hormonas influyen en comportamientos sociales como defensa y cuidado de crías, mediante experimentos: infusiones, antisueros, antagonistas en receptores, cepas mutantes.

• La acción social se ejerce en el hipotálamo (PVN y SON) y núcleos que son inervados por aferencias desde y hacia el hipotálamo, como el bulbo olfatorio.

• Experimento: postura arqueada de ratona sobre sus crías. Se mide el tiempo en que la ratona mantiene la posición. Se inyecta en el núcleo pre óptico un antagonista de oxitocina y la ratona esta un tiempo menor protegiendo a sus crías y también disminuye la cantidad de crías que tiene debajo o que protege.

• Experimento: conductas agresivas. Se mide el ataque de la ratona frente a intrusos. En ratones dóciles, el suministro de ambas hormonas aumenta considerablemente la agresividad. En ratones agresivos, el suministro de antagonistas de las hormonas disminuye significativamente la agresividad frente al intruso.

• OX y ADH son importantes en cuidados maternos. Ox importante al inicio (parto) y la ADH mantiene la conducta ya establecida.

• OX y ADH participan en las conductas proactivas de agresión materna. Ratones KO de Ox son menos agresivas. ADH promueve también las conductas de agresión.

• Las regiones en donde estas hormonas condicionan estos comportamientos pueden ser coincidentes o diferentes.

Clase 2. Respuesta al Stress

• Stress: síndrome de sentirse enfermo

• Hormonas del stress: corticosterona – cortisol – ACTH – AVP - Ox - CRH – urocortina.

• Eje CRH- ACTH- suprarrenal. Producto final: GC (hace retroal. (-)). Importantes en coordinar los ciclos de sueño y vigilia, estados emocionales, funciones cognitivas, reloj biológico, cambian el metabolismo y modifican la función reproductora e inflamatoria (disminuyen).

• Estrés físico: traumas, enfermedades, cirugía mayor, hipoglicemia, fiebre, inyecciones, ejercicio, frio, inmovilización (se usa para investigar), inmunización.

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• El hipotálamo está conectado a hipófisis para liberar hormonas tróficas. Pero también está en conexión con la activación del sist. Simpático, está conectado con las horm. Pre simpáticas. En stress se activa el sistema simpático y el eje. El simpático inerva a la medula suprarrenal, que liberará adrenalina.

Stress agudo:• Cebra y león.

• Se activa el hipotálamo y el SS. Se liberan catecolaminas desde la medula suprarrenal, lo que cambia el ritmo respiratorio, frec cardiaca, aumenta presión arterial y riego sanguíneo hacia los músculos (para arrancar).

• El peligro se estima, y se estiman las fuerzas propias para decidir correr o pelear.

Catecolaminas:

• Se sintetizan a partir de tirosina. Se produce adrenalina o noradrenalina.

• Se produce una descarga masiva de adrenalina lo que acelera el corazón, vasoconstricción a nivel de la piel (ponerse pálido) y vasodilatación en TM.

• En el metabolismo, aumenta la lipolisis, degradación de glicógeno, aumento de la glucosa sanguínea, etc.

• Algunas están mediadas por receptores beta y otras por alfa. Con fármacos se pueden bloquear las respuestas selectivamente mediante antagonistas de alfa o beta. En el hipertiroidismo se bloquea la estimulación del beta, sin afectar otras funciones mediadas por catecolaminas.

Sistema simpático:

• centros en el tronco encéfalo donde están las neuronas pre simpáticas, que modifican:

o corazón: frec y contractibilidad; venas: venoconstricción (aumenta retorno venoso) aum. Gasto cardiaco y por lo tanto, la presión sanguínea.

o Renal: liberación de renina AII aldosterona aumento resist periférica aumenta la presión.

o aldosteronareab. NA retorno venoso.

• Usando varios efectores, se modifica la presión arterial. La respuesta al stress estará condicionada por cómo están funcionando estos efectores (n° de receptores y cómo funcionan).

Stress crónico:• Activación del eje hipotálamo hipófisis suprarrenal (eje HPA).

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• Aumento en la secreción de cortisol (ratones corticosterona).

• Aumenta la liberación de fuentes de energía, reducir inflamación y resp inmune (inmunodepresión) por cortisol.

• CRH ACTH cortisol.

• Cortisol inhibe a nivel de la hipófisis y el hipotálamo (inhibe tanto a CRH y a AVP).

• CRH y AVP que son estimuladores de ACTH, están influenciados por ciclo circadiano (núcleo supraquiasmático) y por el hipocampo.

• El cortisol circula unido a una proteína plasmática. Cortisol disponible depende del equilibrio entre el libre y el unido a la proteína.

• También a nivel del hipocampo el cortisol hace feedback negativo, ya que el cortisol aumenta la inhibición del hipocampo, al hipotálamo (CHR y AVP).

CRH• Se produce en el núcleo para ventricular del hipotálamo. También a nivel de las

suprarrenales, testículos, páncreas, placenta, tracto GI.

• Activa receptores del tipo CRH1 y CRH2. CRH1 aumenta AMPc, PKA y la entrada de calcio a las células.

• Su efecto más importante es elevar las concentraciones de ACTH y péptidos involucrados. Por lo tanto, modifica los GC plasmáticos.

• Efectos extrahipofisiarios:

o Adm. Sistémica: vasodilatación mesentérica, estimulación de la respiración.

o Intracerebroventricular: Aumento del SNA aumentan catecolaminas, glucagón, glicemia, presión arterial. Inhibe secreción HCl y función reproductora (disminuyendo receptividad sexual y secreción de LH).

Regulación de su expresión:

• Estrógenos

• IK6 modifica resp inmune

• AMPc aumenta su expresión (también la de AVP). Recordar que CRH y AVP son capaces de provocar la liberación de ACTH.

ACTH• Proviene del gen del pro opio melano cortina (precursor endorfinas MSH ACTH).

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• La proteína que se origina de la traducción tiene un procesamiento post traduccional. Se corta y dependiendo del tejido da origen a pedacitos: ACTH, endorfinas, MSH.

• Está controlado por CRH (más importante) y AVP (potencia a CRH), Ox (por efectos cruzados con AVP, se mete en su receptor) y también AII y CCK. ANP inhibe la secreción de ACTH.

• Su secreción también es estimulada por el sistema inmune. IL 1 y IL4 (monocitos) estimulación de CRH; IL 2 (LT) directa e indirectamente; y el TNF (macrófagos)directamente. Hormonas del sistema inmune son capaces de aumentar la liberación de ACTH. La activación del eje disminuye la respuesta inmune e inflamatoria, por lo que se conforma otro ciclo de retroalimentación.

Glucocorticoides• Provienen de la corteza suprarrenal.

• Glomerulosa aldosterona (mineralocorticoide)

• Fasciculata cortisol (GL)

• Reticularis dehidroepiandrosterona (andrógeno)

• Todos provienen del colesterol.

• Colesterol pregnenolona. Rx más lenta, marca el paso. Todos los cort. parten de acá.

• Los precursores, a través de múltiples enzimas del tipo redox, pueden ser convertidos en los distintos productos terminales: aldosterona, cortisol (GC más importante).

• La mayoría de las enzimas están en el REL. Pero hay un par de enzimas que son mitocondriales. Colesterol a pregnenolona es mitocondrial, luego siguen muchas rx en el REL y termina en la mitocondria con la producción de cortisol y aldosterona.

• El cortisol es producido 100 veces más que la aldosterona.

• El cortisol y la aldosterona se parecen mucho estructuralmente, por lo que hay efectos cruzados entre ellas. Hay mucho cortisol que está unido a receptores de mineralocorticoides, pero no al revés.

Receptores de GC:

• Son del tipo citosólico nuclear.

• Migran al núcleo, donde se unen con cofactores y son capaces de modificar la transcripción de distintos genes.

• Dependiendo de con qué cofactor formen complejo, van a regular la expresión del gen A o el gen B. Entonces, cada célula expresará ciertos tipos de cofactores y por lo tanto se regularán ciertos genes específicos en dicha célula.

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• Hay sitios en el DNA que tienen afinidad con el receptor de GC y se unen a los complejos, generando la alteración de la transcripción.

• La formación del complejo va a depender de las propiedades y el estado del receptor. En el citosol pueden ser modificados por fosforilación, deacetilación, activados por la unión de cofactores, heterodimerizaciones, inactivados por coactivadores. La respuesta final (activación o inhibición de un gen) dependerá del estado final del receptor, si esta fosforilado, si esta con ubiquitina se va a destruir, etc. Todo esto sumado a qué cofactor en el núcleo se va a unir.

• 20% de los genes responden a GC. La acción del receptor sobre ellos va a depender de su fosforilación y hay diferentes proteínas kinasas que fosforilarán.

• La respuesta final del tejido dependerá:

o Cuantos receptores de GC y mineralocorticoides.

o Disponibilidad de hormona. Depende de la enzima que convierte el cortisol en corticosterona y esta no es capaz de unirse al receptor.

o Glicoproteína P es un transportador que saca cosas de la célula, los GC son sustratos de este transportador. Por lo que una célula con mucha glicop P puede ser insensible a GC.

o Variantes de receptor, dependen del procesamiento postraduccional.

o Contexto celular local. Que cofactores de expresan en la célula para formar el complejo.

Regulación:

• Estimulo emocional tálamo y corteza amígdala hipotálamo hipocampo

• El cortisol hace feedback en la amígdala (+) y en el hipocampo (-) por lo que en estas zonas hay receptores de GC.

• En sujetos knockout de receptores en cerebro anterior se perderá el retorno a la homeostasis por feedback (-) y habrá estrés exacerbado crónico y depresión.

• La retroalimentación de GC es muy rápida ya que NO es por regulación génica.

o Inhibición por GABA: se produce una secreción de Cl- y K+ por un transportador KCC2. La secreción de GABA hace que los canales de Cl- se abran y entre el Cl- produciendo hiperpolarización y reducción de la excitabilidad.

o Cuando hay stress los GC activan los receptores alfa1adrenergicos (a1AR) que inhibe el transportador KCC2, revirtiendo la gradiente de cloruro y en vez de entrar por los canales, comienza a salir. Por lo tanto, la mb se despolariza y colapsa el gradiente.

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• La liberación de CRH en una célula del PVN depende de entradas inhibitorias gabaergicas como de estimulatorias glutamatergicas. En condiciones normales se tiene una cierta cantidad de glutamato y gaba lo que genera una situación de despolarización de las neuronas. La estimulación de receptores de CRH provocan la liberación de señales retrogradas que actúan en la neurona glutamatérgica inhibiendo la liberación de más glutamato y en neuronas gabaergicas inhibiendo la liberación de gaba. En situaciones de stress aumenta la inhibición por esta señal retrograda y esta es activa en receptores de endocanabinoides que están presentes a nivel pre sináptico. Esto modifica el balance entre glutamato y gaba en el hipotálamo. La liberación de los endocanabinoides no es un efecto genómico ya que se puede producir por un GC acoplado a albumina por lo que es imposible que entre a la célula.

Modificaciones de funciones cognitivas

• El aprendizaje en situaciones de stress se ve disminuido. Pero un poco de stress lo mejora. La primera etapa del aprendizaje (percepción y atención) es favorecida por CORT, NA, CRH. Cuando los aumentos de CORT se mantienen, en la segunda etapa de consolidación se suprime lo que no es relevante y se queda lo más importante.

• Cuando hay stress previo al aprendizaje los altos niveles de corticoides influyen en la primera etapa de percepción y atención y se va a suprimir información importante, el proceso será más deficiente.

Clase 3. Metabolismo Energético

• Nosotros no almacenamos glucosa, porque para mantener las condiciones isoosmóticas habría que tener una cantidad muy grande de agua.

• El glicógeno se puede almacenar sin grandes cantidades de agua. Sin embargo, dura un día o menos.

• Cuando se degradan proteínas, hay pérdida de función.

• Las grasas no hay problema osmótico, pero no son hidrosolubles por lo que su transporte gasta energía. Esta dura aprox. 40 días.

• Todas las vías metabólicas están conectadas. El propósito de esto es mantener los niveles de glucosa, ya que el SN ocupa principalmente esta energía. En casos extremos usa cuerpos cetónicos.

• Si los hay disponibles, los ac gr van a inhibir el uso de la glucosa en el musculo. El acetil coa producido de los ac grasos inhibe a la piruvato deshidrogenasa (piruvato a acetil coa). Este acetil coa pasa a citrato y este inhibe a la fosfofructokinasa y al transporte de glucosa (GLUT4).

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• Cuando hay exceso de glucosa esta va a inhibir la degradación de ácidos grasos en el tejido adiposo: piruvato acetil coa citrato acetil coa malonil coa. Cuando hay exceso de malonil coa este iniciará la formación de ácidos grasos y va a inhibir a la carnitinaciltransferasa para que no entre a la mitocondria.

• Periodo absortivo (hay nutrientes) y periodo postabsortivo (no hay nutrientes).

• En el absortivo el metabolismo guardará para cuando no hayan nutrientes. Glucosa glicógeno; glicerol y ac grasos triglicéridos; aa proteínas.

• Periodo postabsortivo el metabolismo toma nutrientes de las reservas. E nivel del tejido en general se inhibe el uso de glucosa y se prefieren los ac gr y cuerpos cetónicos, ya que la glucosa es para el SN. El hígado se convierte en una fábrica de glucosa gluconeogénesis, usando como sustrato aa, glicerol, lactato.

Fase absortiva• Hormona más importante INSULINA

• Guarda para periodos de ayuno.

Insulina• Disminuye la glicemia.

• Promueve el ingreso de glucosa a la célula.

• GLUT4 en condiciones basales se ubica peri nuclearmente. Cuando hay insulina en el medio GLUT4 se transporta a la mbp.

• El receptor de insulina es de tipo tirosina kinasa. Al llegar la insulina al receptor activa una tirosina quinasa en la parte citosólica y fosforila proteínas, como las IRS1, 2, 3 y 4, lo que llevan a cambios intracelulares como llevar GLUT4 desde sus vesículas a la mbp (endocitosis) aumentando la cantidad de transportadores.

• A través de los sustratos del receptor de insulina IRS, al ser fosforilados, se modifica el metabolismo de la glucosa, la síntesis de glicógeno y proteínas y también la expresión algunos genes a través de factores de transcripción.

• Es capaz de modificar la dif celular y el crecimiento. Su receptor es muy parecido al de otros factores de crecimiento (fibroblastos).

• Las vesículas que contienen a GLUT4 poseen proteínas que facilitan la unión con la mbp, como la VAMP2, sinaptomedina.

• Cuando no hay insulina, los transportadores vuelven a ser introducidos en vesículas.

• GLUT1, 2 y 3 no responden a insulina. Están en la mbp.

Insulina en hepatocitos:

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• La insulina modifica etapas claves del metabolismo de la glucosa en hepatocitos. En la vía glicolítica promueve la formación de glucosa6P, PEP piruvato, Acetil coa ac gr. Es decir, se forma glucógeno y lo que sobra se convierte en ac gr.

• Como la formación de piruvato esta favorecida, este formara acetil coa y este citrato, saldrá al citosol para formar nuevamente acetil coa y este malonil coa para iniciar la síntesis de ácidos grasos, que en presencia de insulina estará favorecida. Estos se usaran para formar triglicéridos en adipocitos.

• Los triglicéridos son difíciles de transportar. Las grasas son absorbidas en forma de quilomicrones (CM) y en los vasos sanguíneos hay una lipasa que los convierte en ácidos grasos y monoglicéridos. Los ácidos grasos pueden ir al TA para formar triglicéridos y los monoglicéridos en algunos tejidos sirven como fuentes de energía.

• El colesterol será incorporado para formar parte de las mbp. En el hígado las HDL serán incorporadas a través de receptores específicos donde puede degradarse en colesterol y ac gr, que entre otras cosas, será usado (colesterol) para formar sales biliares. El hígado producirá también lipoproteínas hacia la circulación.

• Entonces aumenta:

o Captación de glucosa

o Síntesis de glicógeno

o Síntesis de triglicéridos

Insulina en tejido adiposo:

• En el TA hay lipasas que transforman los triglicéridos en ac gr que van a la circulación (lipolisis).

• En el TA la insulina aumenta la incorporación de glucosa, glucosa glicógeno pero bastante poco. Aumenta la conversión de piruvato acetil coa malonil coa. En la degradación de glucosa de produce triosa P se une con ac gr para formar triglicéridos. También aumenta la incorporación de ac gr al TA a través de las lipoproteínas que circulan, lo que aumenta la síntesis de triglicéridos. En presencia de insulina, la degradación de triglicéridos esta disminuida. Entonces aumenta:

o Captación de glucosa

o Síntesis y captación de ac gr

o Síntesis de triglicéridos

o Síntesis de glicógeno

Insulina en tejido muscular:

• En el TM aumenta la captación de glucosa, pero acá no hay síntesis de ac gr.

• Aumenta la síntesis y almacenamiento de glicógeno.

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• Aumenta la síntesis de proteínas, ya que aumenta la incorporación de aa. Se inhibe la degradación de proteínas. Entonces aumenta:

o Captación de glucosa

o Síntesis de fructosa 1,6 biP

o Síntesis de glicógeno

o Captación de aa.

• La insulina hace lo mismo en todos los tejidos, pero con énfasis diferentes (en negrita).

• La insulina también tiene efecto en transporte de muchos iones y actúa como factor de crecimiento.

Origen y secreción:

• La insulina es una gran proteína que se sintetiza a partir de un precursor.

• La proinsulina posee 4 cisteínas que forman dos puentes disulfuro. En el granulo de secreción se procesa para formar insulina y péptido C.

• Las células beta de los islotes de Langerhans secretan insulina. Las alfa secretan glucagón y la delta somatostatina.

• El potencial de membrana aumenta en presencia de concentraciones de glucosa mayores. A 6,5mM está en potencial de reposo, cuando hay 10mM la membrana se despolariza y genera potenciales de acción.

• La glucosa entra a la célula beta por GLUT1. La glucosa se va a metabolizar y generará ATP. Un canal de KATP que es sensible a ATP, que tiene una proteína acoplada llamada SUR1, se va a cerrar en presencia de un aumento de ATP, esto despolariza la mbp. Esta despolarización abrirá canales sensibles a voltaje: canales de CaT, que despolarizan aún más la célula. Esto permitirá la apertura de canales de NaV lo que abrirá canales de Ca de tipo L y p/Q que van a generar un aumento en los niveles de calcio en el citosol. La entrada de calcio provoca la exocitosis de los gránulos de insulina. La vuelta al estado basal esta mediada por la apertura de canales de K que son sensibles a Ca.

• Hay otros factores que generan la secreción de insulina. La arginina no modifica canales a través de ATP, sino que de alguna manera induce la apertura de los canales de Ca y Na mencionados anteriormente. También la somatostatina, el péptido parecido a glucagón que modifican la cantidad de AMPc y modifican la liberación de insulina.

• Entonces, la célula beta es estimulada por: glucosa, aa (arginina), ac gr, cetonas, acetil colina, hormonas de tracto GI (GPLI), glucagón, cortisol, GH. Es inhibida por: somatostatina (mismo islote), EP y NE.

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Fase post absortiva/ayuno• Hormonas contra regulatorias de insulina: glucagón, catecolaminas, glucocorticoides, GH.

GlucagónOrigen y secreción:

• Se sintetiza a partir de pro glucagón (158 residuos), que se corta en fragmentos: glucagón, GLP1 y GLP2 que son péptidos tipo glucagón. Dependiendo del tipo celular el producto del corte es diferente. En la célula alfa el principal producto es glucagón, en célula del íleon será GLP1 y GLP2.

• Se produce en las células alfa.

• Su mecanismo de secreción se parece al de insulina. La célula alfa tiene canales similares a la beta, pero con un aumento de la glucosa se inhibe la secreción de glucagón.

• En condiciones de baja glucosa el canal de potasio KATP funciona parcialmente abierto, manteniendo un potencial de mb que abre otros canales de CaT, Na y Ca de tipo N que permiten la entrada de calcio y por consiguiente, la liberación de glucagón.

• Cuando hay alta glucosa la secreción de glucagón esta disminuida porque el canal de KATP

se cierra completamente, lo que provoca una despolarización muy grande que inactiva o inhibe los demás canales, por lo que entra menos calcio. Es un modelo propuesto al que le faltan piezas.

• Puede que una de las diferencias entre beta y alfa sea el manejo de la glucosa que entra, a partir de las cantidades de ella que van a metabolismo aeróbico y anaeróbico. La célula alfa cambia menos la concentración de ATP en función de la glucosa porque esta no va toda a la mitocondria para formar ATP. Por lo tanto, al haber altos niveles de glucosa los cambios son diferentes en alfa y beta. La diferencia es que los canales de la célula alfa de inactivan frente a despolarizaciones muy grandes (alta glucosa) por lo que bloquea la entrada de calcio y la posterior liberación de glucagón. (en la liberación de insulina, la despolarización grande abre los canales de calcio y se libera la insulina).

Funciones:

• Se libera cuando hay poca glucosa, cuando hay pocos ac gr y cuando aumentan los aa en circulación. También en situaciones de ayuno y ejercicio prolongado.

• Aumenta la glicogenolisis, la síntesis de glucosa en el hígado (gluconeogénesis) y en el TA y TM aumenta la lipolisis.

• Posee receptores en hígado, riñón, adipocitos, bazo, cerebro, tracto GI, retina, suprarrenal y en células beta del páncreas (estimula la liberación de insulina).

• Es inhibido por glucosa, insulina y somatostatina. Dentro del islote hay regulación paracrina porque insulina regula glucagón y viceversa y somatostatina inhibe a glucagón e insulina.

• Entonces glucagón aumenta:

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o Producción de glucosa

o Lipolisis

o Señal de saciedad (disminuye la ingesta de alimentos)

o Gasto de energía y termogénesis

o Síntesis de sales biliares

Receptor:

• Su activación produce un aumento del AMPc, que activa la PKA y esta fosforila a la glicógeno sintetasa (síntesis de glicógeno) y la convierte en inactiva, se detiene la síntesis de glicógeno.

• PKA también fosforila a la fosforilasa quinasa y la activa fosforilasa quinasa P. Esta fosforila a la fosforilasa del glicógeno que pasa a activa fosforilasa P, esta fosforilará al glicógeno y lo convertirá en glucosa.

• Por lo tanto, la activación por AMPc de PKA modifica una serie de enzima que participan en la síntesis de glucógeno.

• PKA también regula la formación de PEP, ya que fosforila a la piruvato kinasa (PEP piruvato) y la inactiva piruvato quinasa P.

Catecolaminas:• Medula suprarrenal.

• Actuaran sobre receptores alfa y beta. La activación sobre receptores beta tiene como segundo mensajero a AMPc, por lo que producirá los mismos efectos que glucagón.

• Aumenta la glucogenolisis y lipolisis (beta) y gluconeogénesis (alfa).

• Disminuyen el uso de glucosa (para cerebro) (beta).

• Aumenta la secreción de insulina y glucagón (beta).

• Relajo de la musculatura GI (beta).

• La PKA actúa sobre lipasa sensible a hormonas que transforma triglicéridos en ac gr.

• PKA es sensible también a T3, cortisol y GH (GH también estimula a lipasas sensible a hormonas y aumentan los ac gr libres). Cortisol y GH inhiben la formación de glicerol P, por lo que se inhibe la formación de triglicéridos.

• Los adipocitos además de estar bajo control de insulina y catecolaminas están sujetos a control por GH (disminuye captación de glucosa), cortisol (disminuye captación de glucosa), T3 (aumenta captación de glucosa). Catecolaminas y T3 aumentan la lipolisis y captación de glucosa.

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Glucocorticoides• Las catecolaminas tienen una vida media corta y son de efecto rápido.

• Los GC permiten mantener largos ayunos (noche).

• Corteza suprarrenal, zona fasciculata.

• Se secretan en respuesta a ACTH, que activa un receptor que esta acoplado a protG, lo que activa adenilato ciclasa y aumenta el AMPc y PKA (fosforilación proteínas) lo que lleva a un aumento de cortisol.

• Se necesita colesterol de la circulación que se incorpora a través de receptores de LDL. En la mitocondria formara pregnenolona y luego cortisol.

• ACTH provoca, a través de PKA, un aumento en la conversión de colesterol en pregnenolona y su entrada a la mitocondria, aumenta la síntesis de las enzimas, aumenta el receptor de LDL, AL y HDL.

• Para que los GC no actúen en receptores de MC hay expresión diferencial de la enzima 11beta deshidrogenasa 1 (cortisona cortisol) en tejidos donde el cortisol posee efecto y este actúa en el receptor de GC, y 11BDH2 (cortisol cortisona) en tejidos donde actúan MC y se une al receptor de MC. Así se favorece la presencia de GC o MC en los diferentes tejidos.

• Funciones anabólicas: Producir glucosa en el hígado a partir de un aumento en la síntesis de las enzimas de la gluconeogénesis y sus acciones clave.

• Funciones catabólicas: en TA se degradan triglicéridos para obtener ac gr y glicerol y ser usados en gluconeogénesis en el hígado. En músculos, piel, TC y TL se degradan prot a aa para ser usados en gluconeogénesis y como sustratos para formar enzimas en el hígado.

• El propósito es proporcionarle al hígado sustratos para la gluconeogénesis y proveer al resto de los tejidos ac gr para que la glucosa sea reservada para SN.

• Entonces aumentan:

o Gluconeogénesis

o Degradación de proteínas

o Degradación de triglicéridos

Clase 4. Control del peso corporal

• El hipotálamo es un centro fundamental en el control de la ingesta.

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• Experimento: lesionando o estimulando selectivamente núcleos del hipotálamo se modifican los comportamientos. VMH: lesión aumenta ingesta; estimulo disminuye ingesta. LH: lesión disminuye ingesta; estimulo aumenta ingesta.

• Modelo antiguo: Hambre comer se apaga LH saciedad deja de comer hipoglicemia VMH se apaga se come etc…

• Experimento: se lesiona en rata el VMH. Se observa un aumento significativo de peso pero llega hasta cierto punto y se estabiliza el peso. Aumenta la ingesta, pero también llega a una fase donde se estabiliza.

• Experimento: se evalúa si las ratas hacen trabajo para alimentarse. Los animales control aprietan más veces la palanca para obtener más pellet. En los animales con el VMH lesionado, en fase dinámica y estática, llega un momento en que el animal no está dispuesto a apretar muchas veces la palanca para obtener el pellet. Esto no calza con el modelo anterior.

• Experimento: lesión de LH, produce una baja de peso. También se llega hasta cierto punto en que el peso se estabiliza. Esto no concuerda con el modelo propuesto.

• Experimento: se evalúa la cantidad de pellets consumidos en función de las horas que han estado privados de comer. Un grupo come a las 7pm y otro a la 1pm. Los de las 7 comen al principio mucho más y luego se estabilizan. Los de la 1 tienen un aumento mucho mayor. Tampoco coincide con el modelo.

• La ingesta está regulada por factores que no son homeostáticos. Patrones culturales, sociales, etc.

• Experimento: se tiene un grupo de animales que son condicionados antes de comer (Pavlov) y otro control. Los condicionados cada vez que está el estímulo van a comer, si no está el estímulo su ingesta es variada.

• Las conductas son mediadas en parte por factores homeostáticos y factores culturales.

• Hay señales de saciedad y señales de adiposidad. Se generan en el tracto GI y TA. Señalizan al hipotálamo para informarle de la situación del cuerpo.

Señales de adiposidad: Leptina• Las señales de adiposidad son la insulina y la leptina. La leptina es una hormona que libera

el TA. Se descubrió en ratones genéticamente obesos. Experimento: al ratón obeso le inyectaron sangre de ratón sano, y su obesidad comenzó a disminuir. Por lo tanto, se pensó que hay algo en el ratón sano que el obeso no tiene, una hormona. Esta es la leptina y el gen que tienen mutado es el gen que codifica leptina.

• La leptina se produce en función de la cantidad de TA.

• Hay ratones diabéticos que también son obesos. Si tienen leptina, pero el receptor estaba mutado.

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• Pocos obesos tienen deficiencia de leptina pero muchos tienen resistencia a la leptina, su receptor no les funciona bien.

• Estas señales nos permiten mantener nuestro peso por periodos prolongados.

Señales de saciedad:• Estas señales nos permiten regular a diario el volumen de la ingesta.

• Indican que ya se ha comido suficiente. Disminuyen la ingesta.

• Son todas hormonas sintetizadas en su mayoría en el tracto GI.

• Responden a señales provenientes de los nutrientes. Algunas responden a carbohidratos, grasas, etc. también a la distención del estómago.

• Informan al hipotálamo que a su vez modifica el balance entre ingesta y gasto de energía.

• Responden a la ingesta y actúan sobre la comida del momento. Pocas actúan en la siguiente.

• Los antagonistas de estas señales aumentan la ingesta de esa comida.

• Todas disminuyen la ingesta, excepto la grelina que la aumenta.

• CCK, GLP1, PYY, apopresina, enterostatina, oxintomodulina, amilina (blanco terapéutico para disminuir la ingesta).

GLP-1 y oxintomodulina:

• GLP1 es secretado en mayor cantidad en presencia de carbohidratos y grasas.

• Son anorexigénicos.

• GLP-1 y oxintomodulina son producidas por la célula L del íleon y colon y por neuronas del núcleo tracto solitario (NTS) caudal.

• Son estimuladas por alimentos en el íleon, que vía Ach estimula vagalmente al NTS. También son estimuladas por leptina, GRP, GIP.

• Se inhiben cuando hay estimulación simpática, CCK, somatostatina.

• Su receptor esta acoplado a protG (GLP1R).

• Provienen de un precursor común grande, que es el mismo del glucagón. Dependiendo del sitio el producto que obtenemos es diferente.

• El control de la ingesta no solo pasa por señales que van al hipotálamo, sino que también poseen efectos locales:

o Disminuye secreción de gastrina

o Disminuye la ingesta

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o Disminuye los niveles de gherelina (grelina)

• GLP1 forma parte importante del freno del íleon, que es un circuito de retroalimentación entre el íleon y el estómago. También:

o Aumenta insulina (vía vagal)

o Disminuye glucagón

o Disminuye la producción de glucosa

o Disminuye el vaciamiento gástrico y secreción de HCl (vía aferentes vagales). La comida se mantiene más tiempo en el estómago ya que hay mucha comida.

o Baja ingesta

o PVN: actúa en las neuronas de CRH

o Núcleo arcuato: neuronas POMC (propiomelanocortina)

o NTS y área postrema

o Amígdala, donde estas señales se conectan con redes de las emociones (sistema límbico). Ingesta condicionada por las emociones. La mayoría de las veces no se come por hambre.

• La ingesta de comida generara la liberación por parte de las células L del íleon de GLP1. GLP1 estimula la liberación de insulina en el páncreas, y la insulina provocara la síntesis de glicógeno en el hígado, captación de glucosa en musculo y la formación de triglicéridos en adipocitos.

• GLP1 también disminuirá o inhibirá el vaciamiento gástrico y estimulará la saciedad a nivel del cerebro.

• La ingesta de alimento también provoca la libración de GIP por parte de las células K del intestino que también estimulara la secreción de insulina en el páncreas.

• Propuesta terapéutica para obesidad: GLP1 es inactivada por una dipeptidasa DPP4. Si se inhibe esa enzima haciendo que se una a vildagliptina, se mantendría más tiempo activa a GLP1 provocando mayor saciedad.

Gerelina y obestatina:

• La gerelina produce un aumento de la ingesta y la obestatina produce el efecto contrario.

• Ambas se sintetizan a partir de un precursor común.

• La obestatina disminuye la ingesta, aumenta la motilidad del tracto GI y disminuye la liberación de GH. La gerelina hace todo lo contrario.

• Gerelina se sintetiza en el estómago o duodeno. Tiene efectos a nivel de varios circuitos en el SNC como hipotálamo, hipocampo, tronco cerebral y ventral tegmentum y núcleo

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acumbens (circuitos del placer y conductas de adicción. Todas las drogas que producen adicción como cocaína, dulces, sexo, juego, producen un aumento de la liberación de DA en el núcleo acumbens). Esto afecta las conductas de comer.

• Gerelina a través del SNA (hipotálamo) cambiará el metabolismo de la glucosa, lípidos a través de modificaciones en el TA, en hígado y en páncreas con la secreción de insulina y glucagón.

• Gerelina se secreta justo antes de las comidas, para incentivar la ingesta.

• En la célula beta del páncreas modifica la secreción de insulina. En ratones knockout, con antagonistas del receptor o con anticuerpos antigerelina disminuyen los niveles de secreción de insulina.

• Entonces, gerelina señaliza a nivel de SNC y a nivel periférico como páncreas y estomago (motilidad).

CCK:

• Es secretada en mayor cantidad por comidas ricas en proteínas y grasas.

• Secretada por células I.

• Aumenta la motilidad del tracto GI.

• Aumenta la contracción de la vesícula biliar y liberación de enzimas pancreáticas.

• Disminuye el vaciamiento gástrico, lo que disminuye el tamaño de las comidas (no ingesta).

• Antagonistas de CCK aumentan el tamaño de las comidas, bloquean aumento de PYY y suprimen la inhibición por gerelina.

PYY:

• Secretado en mayor cantidad en la ingesta de grasas.

• Secretada por células L del íleon.

• Participa en el freno del íleon.

• Baja la ingesta.

• Cambia la motilidad.

• Actúa en el hipotálamo (receptor Y2).

• En obesos está alterado.

• Es secretado en respuesta a la presencia de lípidos en el intestino.

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Las hormonas de saciedad, además de ser secretadas en el tracto GI, la mayoría también son secretadas en el SNC. Por lo tanto, no solo vienen de la periferia, sino que también se sintetizan localmente. Excepciones: insulina, glucagón, leptina y amilina.

• Si hay mucha insulina y leptina estarán favorecidas las rx catabólicas e inhibidas las anabólicas, ya que es una señal de que hay mucha grasa y se tendera a disminuir la ingesta y perder peso.

• Si hay poca insulina y leptina se inhibirán las rx catabólicas y se favorecerán las anabólicas, ya que es una señal de que hay poca grasa y se tendera a aumentar la ingesta y ganar peso. En los obesos como no hay leptina, no se censa la cantidad de TA y se interpreta como que hay poco.

Señales en el hipotálamo:

• Las señales de adiposidad señalizan al hipotálamo, y este debería cambiar el balance hacia el lado que corresponda: ingesta o gasto. Puede modificar el gasto de energía a través de activación del SNP, trabajo físico, termogénesis.

• Dicho de otra forma, las señales de adiposidad informarán al hipotálamo para que este ajuste el gasto de energía de acuerdo a dichas señales y las que vienen del tracto GI.

• En el hipotálamo hay varios núcleos o subnucleos que se relacionan con el control del peso.

• El núcleo arcuato (ARC) es el principal lugar de acción de la leptina. ARC se conecta con PVN (en donde se secreta CRH y TRH). El PVN controla salidas autonómicas y regula a hipófisis.

• ARC también está conectado con neuronas que tienen receptores para MSH y estas están conectadas con el hipotálamo lateral (LH) que a su vez se conectan con la corteza.

• Leptina también actúa en el hipotálamo dorsomedial (DMH) y este está conectado con PVN.

• La comunicación del ARC permite que se ajusten y regulen las salidas autonómicas, LH y a la hipófisis que regula el resto del organismo.

• Gerelina actúa también a nivel del ARC provocando los efectos opuestos a leptina. Mientras leptina baja el apetito y baja el peso, gerelina los aumenta.

Cómo funciona ARC:

En ARC hay dos tipos de neuronas:

• Orexigénicas: Las que expresan NPY y AgRP. AgRP es un péptido que proviene del gen Agouti.

• Anorexigénicas: expresan el gen POMC y CART (es un péptido que se secreta en respuesta a cocaína).

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• La activación de las neuronas orexigénicas producen aumento de la ingesta y la activación de las anorexigénicas producen una disminución de la ingesta.

• El balance de amabas neuronas condicionan las conductas de ingesta.

• Ambas proyectan hacia una neurona que tiene receptores MC4R o MC3R para la alfa-MSH (POMC). El AgRP es antagonista de ese receptor.

• Ambas neuronas tienen receptores para leptina e insulina. Ambas aumentan la expresión de POMC y disminuyen la de AgRP.

• La neurona AgRP es una neurona gabaergica que señaliza a la neurona POMC inhibiéndola.

• El receptor de leptina es de tirosina kinasa como el de insulina.

• El ARC señaliza a LH. LH está conectado a los circuitos de recompensa (núcleo segmentado (SN), núcleo tegmentado ventral (VTA) y núcleo estriado).

• LH recibe información de circuitos relacionados con recompensa y castigo, estímulos emocionales, olores, día y noche, corteza asociativa, vagal y del gusto, nociceptores y somatosensoriales, señales de la circulación (leptina).

• LH también proyecta hacia circuitos que condicionan nuestra conducta alimentaria: hacia el MH PVN hipófisis, proyecta hacia el raphe y otros núcleos del tronco encéfalo que tienen que ver con el sueño y vigilia, al locus ceruleus atención, corteza funciones cognitivas y toma de decisiones, también con salidas autonómicas simpáticas y parasimpáticas y control motor.

• Se ha descrito la presencia de endocanabinoides presentes en varios de esos circuitos. La marihuana cambian las conductas alimentarias.

Clase 5. Metabolismo Hidrosalino

Vasopresina (ADH o AVP)Estímulos y secreción:

• Privación de agua aumenta osmolaridad del plasma es censada en el hipotálamo aumenta la liberación de ADH riñón promoverá la reabsorción de agua.

• Mucha agua baja osmolaridad del plasma hipotálamo censa baja ADH aumenta diuresis.

• Osmoreceptores hipotalámicos censan la osmolaridad y estimulan la secreción de ADH. También hay receptores que censan presión arterial e informan al hipotálamo vía nervio vago y tracto solitario, lo que también condiciona secreción de ADH.

• Actúa principalmente a nivel renal, pero también hay receptores en otros lados.

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• Cuando la osmolaridad del plasma aumenta más allá de 280 aumenta la secreción de ADH. Aproximadamente en 295 mosm/kg se siente sed.

• La concentración de Na extracelular es 140, y por lo tanto la de cloruro también. 140+140=280 que es la osmolaridad del plasma.

• El volumen circulante y la presión arterial influyen en la ADH. Cuando disminuyen la presión y el volumen, aumenta la ADH en el plasma.

• Pequeños aumentos (5%) en la osmolaridad liberarán grandes cantidades de ADH, mientras que se necesitan mayores cambios (-20%) en presión y volumen para liberar esa misma cantidad de ADH.

• Los osmoreceptores censan los cambios en la osmolaridad midiendo la concentración de Na. En el hipotálamo hay canales de NaX en núcleo u órgano subfornical (SFO) que censan y son responsables de controlar la ingesta de Na.

• Experimento: ratones deficientes en el canal de NaX prefieren tomar agua o agua con sal. Los ratones control y los knockout mientras más sodio, menos agua tomaban. Pero luego de un estado de deshidratación, los control no querían tomar agua con sal y disminuyen su ingesta de Na. Los ratones knockout siguen tomando agua con sale a pesar de estar deshidratados.

• Experimento: se mide la preferencia por sal en ratones control y knockout luego de ser inyectados con diversas sustancias que afectan la osmolaridad. Sin infusión y con 0,145M de Na ambos grupos se comportan igual. Con una de 0,5M de Na los control disminuyen su preferencia por sal y los knockout la mantienen. Con una infusión de 0,145M de Na y 0,71M de manitol ambos se comportan igual que con la infusión de 0,145M de Na sola. Este control es para censar que sea el Na el que es censado y el que causa la disminución de la ingesta y no otra partícula.

• Experimento: luego en los mismos ratones se midieron respuestas en estados de deshidratación de 24, 48 y 72 hrs. La deshidratación aumenta la osmolaridad del plasma. Si se miden los niveles de Na, la osmolaridad, niveles de ADH ambos ratones se comportan de la misma manera. Si se miden los mismos parámetros luego de la infusión de una solución isoosmótica y otra hiperosmótica, ambos ratones también se comportaban igual. Si se miden el volumen, el Na y la osmolaridad de la orina luego de deshidratación y también ambos ratones se comportaban igual.

• Por lo tanto, ese canal de NaX controla la ingesta o preferencia por Na pero no el balance hidrosalino.

• Experimento: se tienen células con canales de Na los que algunos están abiertos generando potenciales de acción. Cuando se aplica un estímulo hiperosmótico o hipertónico la célula se achica y aumenta la frecuencia de potenciales de acción, por lo que esos canales censan el estiramiento de la mbp lo que es un estímulo para que se abran más canales en respuesta a la hipertonicidad.

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• Estos canales de Na son los TRPV1 y 4 presentes en el SON. Cuando se aumenta la osmolaridad, aumenta la frecuencia de descarga de las neuronas. Cuando se tiene un knockout de ese canal, al aumentar la osmolaridad, la frecuencia de descargas no cambia. Por lo tanto, estos canales censan y generan cambios en el balance hidrosalino.

• Estas neuronas del SON son las que secretan ADH, por lo tanto, si al aumentar la osmolaridad aumentan su frecuencia de descarga, también se aumentará la frecuencia de descarga de ADH.

• En neuronas de la cresta supra óptica (o OVLT=organum vasculosum of lamina terminalis) también hay canales TRPV1 y responden exactamente igual.

• Entonces:

o canales de NaX censan los niveles de Na y controlan su ingesta.

o Canales de Na TRPV1 y 4 son osmoreceptores que censan osmolaridad y controlan la secreción de ADH.

• Otros factores que regulan secreción de ADH:

o Si la T° ambiente aumenta, disminuye la diuresis (baja ADH). Si T° disminuye, aumenta la diuresis (aumenta ADH).

o El stress aumenta ADH ACTH en hipófisis cortisol.

o Drogas como opioides, barbitúricos, nicotina aumentan ADH.

Receptores:

• Tres tipos: V1a (V1), V2 y V1b (V3).

• V2 se expresan en riñón y a nivel vascular.

• V1 se expresa en riñón, hígado, musculo, cardiovascular y SNC.

• V3 en hipófisis y condiciona la secreción de ACTH.

• Ox tiene cierta afinidad por los receptores de ADH. ADH también tiene afinidad por los receptores de Ox. Hay efectos cruzados.

• V1 a y b tienen 7 dominios de transmembrana. Poseen sitios de consenso para fosforilación de prot quinasas asociadas a receptores que se acoplan a protG, aa que tienen importancia para la salida del RE, cisteínas palmitoiladas que tienen un grupo palmitoil que interactúan con la mb, sitios de consenso para la PKC. Entonces, poseen sitios que permiten activaciones por protG, sitios que permiten el anclaje a mbp y han sido mapeados los aa para unión de agonistas y antagonistas.

• Los V2 regulan la diuresis. Presentes en la mb basolateral, se acoplan a protGAMPcPKA lo que produce la inserción de vesículas con AQP2 en la mbp

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aumentando la reabsorción de agua. También condiciona la incorporación del canal epitelial de Na que tiene que ver con la reabsorción de Na.

Funciones:

• ADH regula la presión arterial de manera directa e indirecta:

o Directamente aumentando la reabsorción de líquido lo que aumenta la presión.o Indirectamente porque con V1a es un potente vasoconstrictor y activador de la

actividad simpática (catecolaminas). Condiciona los baroreceptores que censan presión e informan al SNC. V1a también en la corteza suprarrenal aumenta la secreción de MC aldosterona que aumenta la reabsorción de Na y con esto la presión arterial.

o A nivel de V1b (hipófisis) aumenta la liberación de ACTH glucocorticoides. o A nivel de V2 aumenta la reabsorción de agua por AQP2 y vasodilatación.

• ADH en el riñón V2 a través de la inserción en la mb de AQP2 y ENaC se reabsorbe agua. • En el túbulo colector se une a V1a reninaAngIIaldosterona que modifica la H-

ATPasa. • En hipófisis actúa en V1b (ox también) aumentando la secreción de ACTH. En knockout de

V1b, Ox se une a su receptor OTR y también es capaz de liberar ACTH. • En suprarrenal estimula la secreción de aldosterona y proliferación de la Glomerulosa. En

la medula se sintetiza ADH y estimula la producción de catecolaminas.• En hígado aumenta la degradación de glicógeno. • La ADH modifica la secreción de aldosterona directamente en la corteza suprarrenal e

indirectamente a través de renina.

Renina – Angiotensina - AldosteronaRenina:

• Renina es secretada en riñón (V1a en túbulo colector) cuando hay baja presión de perfusión en este. Rompe el angiotensinógeno producido por el hígado en AngI y este a nivel del pulmón con convertasa pasa a AngII, que a nivel de la corteza suprarrenal aumenta la secreción de aldosterona. También en el cerebro modifica la secreción de ADH.

• La renina es sintetizada en el aparato yuxtaglomerular. Se almacena en vesículas que son liberadas por proteínas diferentes a las de las demás exocitosis, por lo que no está claro.

• Estímulos: AngII se une a un receptor acoplado a una protGq que aumenta el ingreso de Ca. El Ca bloquea la liberación de las vesículas, pero también involucra una cascada con una PKA que aumenta la secreción de vesículas.

• El factor o péptido natriurético de la aurícula (ANP) también posee un receptor en estas células y a través de una PKG también bloqueara la secreción de renina.

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• También hay receptores beta adrenérgicos o para prostaglandinas que aumentaran el AMPc que favorece la secreción de renina.

• También hay renina producida localmente que forma angiotensina.

AngII:

• La angII puede ser rota por proteasas y formar fragmentos inactivos y activos (angIII).

• La angII se une a receptores acoplados a protG que produce vasoconstricción, regula los genes de renina.

• La secreción de aldosterona, además de ser estimulada por angII que causa un aumento del Ca intracelular, también es estimulada por los altos niveles de K ya que también produce aumento de Ca.

• La angII y K aumentan la conversión de colesterol pregnenolona y la corticosteronaaldosterona.

• Factores menos importantes son ACTH, ADH, niveles de Na. Inhibidores: ANP, DA, somatostatina.

• La angII también a nivel renal y en intestino aumenta la reabsorción de agua y sodio, que en conjunto con la producción de aldosterona mantiene el líquido extracelular. En SNC modifica la sed, ADH y descarga simpática. En la medula las catecolaminas. Simpático, ADH y catecolaminas provocaran vasoconstricción por lo que aumentara la resistencia periférica. En el musculo liso vascular también produce vasoconstricción. En el corazón aumenta la fuerza de contracción por lo que aumenta el gasto cardiaco.

• Entonces: aumenta la presión porque resist. Periférica X gasto card.= presión arterial

• angII y ADHpresión arterial.

• Receptores de angII son 2. AT1 causa los efectos más conocidos como vasoconstricción, retención de Na, aldosterona, simpático, etc. AT2 tiene efectos menos conocidos de tipo desarrollo (que son antiproliferativos, induce apoptosis, inhibe crecimiento celular, etapas de embriogénesis).

• angII en riñón aumenta ENaC (canal epitelial de Na que también es modificado por ADH), disminuye ROMK (canal de K) y aumenta AQP2. Participa en el control y conservación de agua y Na y por lo tanto, en la concentración de la orina.

Aldosterona:

• Receptores intracelulares de MC. Forma complejos con otras proteínas y se une a sitios del DNA modificando la expresión génica.

• Genes modificados: aumenta NaK ATPasa, ENaC, ROMK.

• El cambio en el transporte de Na es un efecto rápido. La expresión de ENaC y NaKATPasa mantienen ese alto transporte de Na en el tiempo.

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• Hay efectos que no son genómicos. Aumenta la PKC en células intercaladas que activan una bomba de protones y un canal de K que son importantes en la acidificación de la orina.

• En células principales produce múltiples cascadas de fosforilación y aumento de Ca, que modifican la NaKATPasa, el intercambiador Na protones, en KATP, ROMK y ENaC.

• Por lo tanto, aldosterona produce el mismo efecto final, genómica y no genómicamente.

• El receptor no ha sido descrito en detalle. Propuestas: Receptor clásico citosólico que migra al núcleo, receptos de mb que produce cascadas de fosforilación que modifican factores de transcripción. Hay interacción con receptores de factores de crecimiento como el epidermal.

• En glándula suprarrenal produce los mismos efectos que en riñón, expulsa K y absorbe Na. Regula la composición iónica de la secreción salival.

ANP:

• Secretado por la aurícula del corazón en respuesta a un aumento del volumen.

• Actúa como contra regulatorio de aldosterona y ADH.

• Aumento retorno venosoelongación de fibras auriculares aumenta fuerza de contracción aumenta volumen de eyección y secreción de ANP en riñón aumenta la diuresis y velocidad de filtraciónaumenta excreción de Na disminuye volumen sanguíneo.

• Disminuye la reabsorción de agua y sal en el túbulo colector.

• Disminuye la secreción de renina, aldosterona y ADH.

• Bloquea el efecto de angII y ACTH en suprarrenales.

• Baja presión arterial y gasto cardiaco.

• Baja el consumo de agua y la ingesta de sal.

• Aumento de volumen corazónANPcerebro baja ADH

Aumenta velocidad de filtración glomerular baja la secreción de reninabaja aldosteronaaumenta excreción de agua y Na.

Clase 6. Homeostasis de Calcio y Fosfato

• Canales de Ca, sensibles a volt o a otros ligandos

• Transportadores, intercambiador Na Ca que usa gradiente de Na

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• Gran parte del Ca está secuestrado en REL que tiene una Ca ATPasa que entra Ca y saca protones.

• Requerimientos de Ca durante la vida cambian. En niños y en embarazo son mayores que en vida adulta.

• El hueso está en equilibrio entre formación y resorción ósea.

• En intestino es importante la absorción del Ca

• En riñón es reabsorbido desde el túbulo.

• Dos hormonas fundamentales: PTH y vitD, efectores en hueso, riñón e intestino delgado.

Parathormona (PTH)• Secretada por paratiroides.

• Responde a la disminución de los niveles de Ca plasmático gracias a censores de Ca.

• Se sintetiza como un pre pro PTH de 84aa. Su transcripción está regulada por 1,25 (OH)2

vitD.

• PTH 1 a 34 es activo, del 2 a 34 es agonista parcial y del 3 a 34 es inactivo. Los primeros aa son fundamentales para su unión con el receptor.

• También se secretan fragmentos de PTH que dependen de las concentraciones de Ca. Son secretados en hipercalcemia cuando PTH es baja. No se sabe muy bien qué hacen estos fragmentos. Pero se sabe que:

• PTH (7-84) es un antagonista en el receptor. En paratiroides baja PTH, en riñón baja 1,25 (OH)2 vitD, en hueso inhibe la formación de osteoclastos por lo que baja la liberación de Ca. Se especula que usan un receptor diferente.

Censor CaSR

• El Ca extracelular es muy alto. Se debe censar la diminución de Ca para secretar PTH.

• El sensor de Ca (CaSR) es una prot que parece receptor que se acopla a protG. En algunas patologías genéticas de la homeostasis del Ca se vio esta prot mutada.

• Está presente en paratiroides y en todos los org blanco de PTH.

• Su dominio extracelular aparte de unir Ca también une otros cationes divalentes como Mg, Pb, Cd, etc. También une poliaminas como protamina, neomicina, etc.

• Cuando baja el pH disminuye su sensibilidad a cationes.

• Su dominio interior tiene sitios de fosforilación por PKC y GRK.

• En paratiroides, la activación de CaSR disminuye la secreción y síntesis de PTH. Esto porque activa cascadas de reacción y la liberación de Ca desde RE que llevan a la

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activación de fosfolipasas PLA2 que inhibe la secreción de PTH. Además aumenta el receptor de 1,25 (OH)2 vitD que reduce la síntesis de PTH por su efecto genómico.

• También inhibe el crecimiento celular.

Receptor:

• PTH1R en periferia y PH2R a nivel de SNC.

• PTH1R presente en los efectores de PTH: riñón, huesos.

• Es un homodímero que al unirse la hormona se disocia.

• Ha sido hallado en núcleo, posiblemente para modificar expresión de genes.

• Acoplado a protG.

• Su tráfico hacia la mbp está regulado por proteínas asociadas al receptor. También está regulada su internalización en la mb y el tiempo que permanece en ella.

• Estas prot de regulación son beta arestina que señaliza para internalizar el receptor. En el hueso hay metaloproteasas que modifican la parte extracelular y lo inactivan.

Vitamina D• Experimentos clave: influencia de la dieta, la luz solar como factor importante en el

individuo y en la irradiación de alimentos.

• El componente que cambiaba con la luz solar era un esteroide.

Síntesis y regulación:

• Uno ingiere la provitamina D y en la piel, con la radiación solar, se convierte en colecalciferol (vitD).

• La vitD se une a una prot transportadora (DBP) y viaja en la circulación hasta el hígado.

• En el hígado se hidroxila en posición 25 25 (OH) vitD. Luego en el riñón se hidroxila en posición 1 1,25 (OH)2 vitD.

• 1,25 (OH)2 vitD hace retroalimentación a nivel del hígado y reduce la síntesis de PTH.

• La radiación solar es fundamental para la conversión de provitD en vitD:

o 7dehidrocolesterol provitDvitD por rayos UVB es un proceso lento.

o vitD se une a DBP.

o Llega al hígado donde se hidroxila a 25 (OH) vitD por la enzima 25 hidroxilasa CYP17A1 mitocondrial, presente en múltiples tejidos, pero el más importante son los hepatocitos y kupffer.

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o 25 hidroxilasa mitocondrial es más expresada en mujeres y es inducible por estradiol.

o El mensajero de la 25 hidroxilasa mitocondrial es inhibido por 1,25 (OH)2 vitD, sin usar VDRE.

o 25 (OH) vitD unida a DBP será captada por un receptor (megalina) presente en varios tejidos (riñón) y en la mitocondria la 1alfa hidroxilasa la convertirá en 1,25 (OH)2 vitD.

• 1 alfa hidroxilasa es regulada por (síntesis de 1,25 (OH)2 vitD):

o Aumentada por PTH

o 1,25 (OH)2 vitD (producto) baja su transcripción.

o Mucho Ca extracelular baja la transcripción y viceversa. Esto esta mediado por CaSR.

o También es regulada por esteroides sexuales, calcitonina, fosfato, PRL, etc.

• 24 hidroxilasa (degradación de 1,25 (OH)2 vitD):

o 25 (OH) vitD si es hidroxilada en 24, obtengo producto inactivo.

o Presente en mitocondria de varios tejidos, el más importante riñón.

o Sus sustratos son la 25 y la 1,25 (OH)2 vitD.

o Regulación reciproca con 1 hidroxilasa.

o 1,25 (OH)2 vitD eleva su transcripción

o PTH baja su mensajero. Pero en TCD y osteoblastos aumenta su transcripción.

o También es regulada por fosfato, calcitonina, etc.

• Entonces, a nivel del riñón, la síntesis y degradación de 1,25 (OH)2 vitD están altamente reguladas.

Transporte de vitD:

• DBP tiene un alto recambio en el día.

• Sintetizada en el hígado como todas las prot transportadoras.

• Une todas la familia de vitD (hidroxiladas o no hidroxiladas). Mayor afinidad con 25(OH) vitD.

• Knockout de DBP no poseen problemas, es reemplazada por albumina y lipoproteínas.

• Filtra a nivel del glomérulo a pesar de ser proteína.

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• Desde el túbulo proximal DBP unido a vitD es captado por megalina y se reincorpora en el túbulo.

• Knockout de megalina pierden vitD por la orina.

Receptores VDR:

• Nucleares que regulan la transcripción.

• Regula genes fundamentales para la homeostasis del calcio calbindina, calcitonina, PTH, PTHR, Ca ATPasa.

• Forma un heterodímero con RXR (retinoide X) y este complejo se unirá al DNA.

• Presente en todas las células, regula la dif celular.

• Posee mayor afinidad por 1,25 (OH)2 vitD.

• Regulado por glucocorticoides (baja su expresión) y 1,25 (OH)2 vitD (aumenta su expresión en la mayoría de los tejidos pero la baja en TP).

Acciones:

• Genómicas y no genómicas como los demás esteroides.

• Genómicas: regulación del gen de calbindina, TRPV5 y 4.

• No genómicas: están en estudio. VDR están presentes en caveolas. Se propone otro receptor MARRS. Abren canales en osteoblastos, contracción cardiomiocitos, secreción insulina, foto protección keratinocitos, apertura canales Ca, aumento Ca citosólico, aumento PLC.

• VDR participa en el sistema renina ang, aumenta incidencia de ciertos canceres, modula resp inmune.

Efectores:Absorción de Ca en el intestino:

• 25-35% del Ca ingerido se absorbe.

• Se absorbe por vía transcelular y paracelular.

• Vía transcelular:

• TRPV6 (o CaT1) es un canal apical de Ca que lo incorpora al enterocito:

o Esta siempre abierto, selectivo a Ca, regulado por cationes. Posee proteínas que inhiben o activan su actividad.

o Es un canal muy regulado por microambiente local, interacción con otras proteínas y fosforilación.

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o Su tráfico está regulado por prot que controlan su llegada a la mb apical.

o Los mutantes no poseen problemas con la absorción del ca. Aparentemente hay polimorfismo u otros canales.

o Se expresa en muchas otras células aparte del tracto GI, como placenta, mamas, páncreas, próstata, etc.

o Esta sobreexpresado en algunos canceres: próstata, mamario, colorectal, ovárico.

• Calbindina 9K es una prot que une Ca al interior de la célula:

o No se sabe con exactitud como la célula maneja el repentino aumento de Ca (ya que su concentración es de 10-7M).

o Se postula que al unir Ca hace una rueda de la fortuna y se la pasa a otra calbindina y está a otra y así sucesivamente, y la deja cerca de la mb basolateral para ser exportado al LEC. Este trasbordo hace que el Ca nunca estuviese libre y por lo tanto no cambia las concentraciones citosólicas de Ca.

o Es regulada por 1,25 (OH)2 vitD y dieta.

o Mutantes de calbindina son normales pero se postula que aumenta PMCA y TRPV6 o la existencia de otros blancos para 1,25 (OH)2 vitD que pudieran ser otras prot que hicieran el trabajo de calbindina.

• PMCA (CaATPasa) se ubica en la mb basolateral y saca el Ca que entró:

o ATP dependiente (bomba de Ca).

o Posee varias isoformas.

o Regulada su expresión por CaM, 1,25 (OH)2 vitD.

• NCX también se ubica en la mb basolateral:

o Es un intercambiador Na Ca. Entra 3Na y saca 1Ca.

o NCX1 predominante en intestino pero más importante en riñón.

o NO es regulada por 1,25 (OH)2 vitD.

• Vía paracelular:

• Unión entre células por uniones estrechas claudinas.

• Las claudinas del intestino son sensibles a 1,25 (OH)2 vitD.

• No es saturable (cte.).

• Ocurre a lo largo del intestino.

• No depende de la cantidad de Ca en la dieta.

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• Mayor en el íleon porque el bolo alimenticio se queda ahí más tiempo.

Resumiendo: la 1,25 (OH)2 vitD aumenta la absorción de Ca porque aumenta la expresión de TRPV6, calbindina, PMCA, claudinas. Las deficiencias en vitD disminuyen la absorción de Ca en un 80%. Knockout de VDR tienen mala absorción de Ca. Su rol en la absorción de Ca intestinal es fundamental.

• CaSR también está presente en el tracto GI (estómago e intestino). Modifica en el estómago: secreción de gastrina secreción de HCl. La absorción de Ca se ve favorecida en pH bajos (mayor solubilidad de sales de Ca). Actúa como censor de aa para la secreción de gastrina y de HCl que se ven influidos por el contenido de aa del bolo. En el intestino bloquea el canal de cloruro CFTR (mutado en fibrosis quística) y por lo tanto se bloquea la salida de agua, disminuye la secreción de fluido en el intestino.

Hueso:• PTH y 1,25 (OH)2 vitD.

• Equilibrio entre la formación (osteoblastos) y resorción (osteoclastos).

• Osteoblastos:

o Secretan proteínas para la mineralización: col I, osteocalcina y osteopontina (unión de Ca y P)

o Provienen de células madre mesenquimáticas.

o Poseen factores de transcripción para la expresión del linaje osteoblástico: Runx2 (KO no forman hueso, regula osterix), Osterix (KO problemas en formación de hueso), ATF4 (familia CREB, mantiene la identidad del osteoblasto).

o Se producen en el hueso, mineralizan, es importante su equilibrio con los osteoclastos.

• Osteocitos:

o Provienen de los osteoblastos pero difieren en morfología, expresión de prot y ubicación.

o 90% del hueso.

o Proyectan prolongaciones dendríticas al frente de mineralización, se piensa que para censar factores importantes para la mineralización del hueso: intensidad de trabajo, frecuencia y carga que recibe el hueso. Por eso es importante que el hueso este sometido a una cierta carga para que mantenga su masa ósea.

o Regulan el metabolismo mineral y ósea a nivel sistémico y local.

• Osteoclastos:

o Provienen del linaje de células hematopoyéticas mononucleadas.

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o Los factores que influyen en su diferenciación: RANKL (proviene de osteoblastos, osteocitos, células T) NFATc1acelera la diferenciación a osteoclasto. OPG (osteoblastos) bloquea la formación de osteoclastos.

• Osteoblastos y osteoclastos están en equilibrio debido a factores de transcripción que son secretados por los mismo tipos celulares y modifican al vecino.

• Si formación >> resorción, aumenta la masa óseahuesos de mármol, se quiebran y se disuelven rápidamente.

o Puede ocurrir por disminución de resorción (menos osteoclastos, o estos tienen fallada la secreción de anhidrasa carbónica (osteopetrosis) o catepsina K (pycnodysostosis) necesarias para la resorción del hueso).

o Puede ocurrir por aumento de la formación donde hay más osteoblastos de los necesarios (osteoclerosis, hiperosteosis). Son huesos frágiles también.

• Si resorción >> formación, se tendrá osteoporosis u osteopenia. Le ocurre a astronautas por falta de gravedad (necesitan carga), postrados, secundario a glucocorticoides, mal nutrición.

o Drogas anti resorción (anti catabólicas): bifosfonatos, moduladores del receptor de estrógenos, análogos a vit D, anti RANKL.

o Drogas anabólicas que aumentan la formación: PTH, antagonistas de CaSR.

PTH en hueso:

• Se secreta cuando hay poco calcio, por lo que aumenta la resorción.

• Sus receptores están en osteoblastos que activan la diferenciación de osteoclastos por lo que la cantidad de estos aumenta y hay más resorción Por estimulo de PTH el osteoblasto expresa RANKL, que estimula la diferenciación del osteoclasto. Esto ocurre en secreción crónica de PTH.

• Aumenta la diferenciación de osteoblastos en secreciones intermitentes de PTH

• Bloquea OPG en osteoblastos.

CaSR en hueso:

• Censa los niveles locales de Ca.

• En osteoblastos condiciona la proliferación, migración y diferenciación.

• En osteoclastos activan RANK y esto lleva a un aumento de su actividad.

• KO del censor raquíticos y alta PTH.

• KO del censor solo en osteoblastos desarrollo óseo anormal

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PTH va a activar indirectamente a osteoclastos a través de osteoblastos produciendo resorción ósea. CaSR censará los niveles locales de Ca y en función de eso condicionará el funcionamiento de los osteoclastos.

VitD en hueso:

• VDR se expresa en todos los tipos celulares.

• Sus efectos dependen del tiempo de exposición y estado de diferenciación.

• En osteoblastos ayuda a la diferenciación y regula la síntesis de proteínas importantes como osteocalcina, fosfatasa alcalina, col I, osteopontina y RANKL.

• En ratones KO de VDR se ven esqueletos normales. Pero los osteoblastos y volumen óseo están disminuidos. Esto puede deberse a variadas isoformas de proteínas y mecanismos de compensación.

Otros factores que influencian el metabolismo del hueso:

• Estrógenos

• GH

• GCs

• Insulina

• Factores locales: IGF1 (factor de crecimiento parecido a insulina) condiciona el equilibrio entre blastos y clastos.

Riñón:• Reabsorción de Ca y excreción de fosfato.

Reabsorción de Ca:

• El Ca se filtra hacia el túbulo y es reabsorbido en las diferentes porciones en diferentes proporciones.

• En TCP 90% paracelular (55% del calcio de reabsorbe acá)

• En TCD 100% transcelular (10% del calcio de reabsorbe acá)

• En porción gruesa del asa de Henle 50% paracelular (20% del calcio se reabsorbe acá)

• La mayoría del Ca es reabsorbido, muy poco se va en la orina (1-3%)

• Túbulo distal y conector: existe ECaC (TRPV5) que es un canal epitelial de Ca en la mb apical, calbindina 28K, NCX, NaKATPasa, PMCA. El mecanismo es parecido al del intestino.

PTH en riñón:

• Aumenta reabsorción de Ca.

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• TCP es insensible a PTH y la mayor parte del calcio es reabsorbido por vía paracelular, dependiente de la reabsorción de sodio.

• Asa ascendente de Henle el calcio es reabsorbido mitad paracelular (dependiente de reabsorción de Na) y mitad transcelular (sensible a PTH).

• TD todo el Ca es reabsorbido por vía transcelular y el completamente sensible a PTH.

• En TCD la PTH aumenta el eflujo basolateral de Cl, por lo que la concentración de cloruro baja y aumenta la gradiente transepitelial de voltaje. Esto provoca un aumento del influjo de Ca y luego este Ca sale por NCX (aumentado por PTH) que lo intercambia por Na, y después este Na sale por una NaKATPasa. El K que entro finalmente sale por un canal basolateral.

• PTH inhibe la reabsorción de PO4. Se recupera Ca y se bota PO4.

• En TCP el 80% del PO4 es secretado vía transcelular sensible a PTH que cambia la Vmax de transporte ya que aumenta la incorporación del cotransportador Na/PO4 en la mbp.

• En TD se secreta un 10% y también es sensible a PTH.

• Entonces, la reabsorción del Ca está parcialmente sujeta a PTH pero la inhibición de la reabsorción de PO4 está totalmente sujeta a la PTH.

• Estimula la síntesis de 1,25 (OH)2 vitD ya que activa la 1 hidroxilasa e inhibe a la 24 hidroxilasa.

CaSR en riñón:

• Efectos en Ca son independientes de Ca y vitD. Están mediados por el sensor.

• Se expresan en apical y basolateral, dependiendo de la parte del túbulo.

• Tiene diferentes efectos en los distintos transportadores a lo largo del túbulo que regularan la homeostasis del Ca y de otros iones.

• En TP la activación de CaSR inhibe a la 1 hidroxilasa por lo que inhibe la formación de 1,25 (OH)2 vitD. También modifica el intercambiador Na PO4 aumentando la reabsorción de PO4 (al revés de PTH). Pero igual si es que hay mucha PTH y mucho PO4, la expresión de CaSR se reduce, ya que en condiciones tales no se desea reabsorber fosfato.

• En la porción gruesa del asa de Henle inhibe la secreción de potasio en el canal de ROMK, lo que provoca que el intercambiador Na Cl K NKCC2 se bloquee (bajando la absorción de Na y cloruro) y esto a su vez inhibe la absorción de Ca paracelular. Esto provoca efecto diurético.

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• En TCD modifica la actividad de TRPV5 aumentando la reabsorción activa de Ca similar a la del intestino (TRPV5, calbindina 28K, NCX1, PMCA1b).

• En túbulo colector inhibe la AQP2 por lo que también provoca efecto diurético. Aumenta el eflujo de protones por V-ATPasa.

1,25 (OH)2 vitD en Riñón:

• Efecto parecido al del intestino.

• El calcio se reabsorbe, ya que aumenta la expresión de proteínas relacionadas al transporte: TRPV5, calbindina 28K y los basolaterales NCX y PMCA (en TD).

CalcitoninaSíntesis y secreción:

• Contra regulatorio de las hormonas anteriores.

• Baja el Ca plasmático.

• Producida en células C de tiroides. En el hipotálamo a través del mismo gen, pero procesado de manera diferente, se sintetiza CGRP (péptido relacionado al gen de la calcitonina).

• Las células C también tienes CaSR, que esta acoplado a PLCPKCactivación de canales de Na despolarización entrada de Ca secreción de calcitonina.

• Su secreción es estimulada por altos niveles de Ca plasmático, CGRP, GC, glucagón, hormonas del GI.

• Es inhibida por somatostatina, 1,25 (OH)2 vitD (disminuye su ARNm).

Receptor:

• También une CGRP.

• Misma familia de receptores de PTH, GHRH, glucagón, entre otros.

• Variadas isoformas dependiendo del procesamiento del ARNm.

• Esta acoplado a protGadenilato ciclasaPLC

Efectos:

• Bloquea la resorción por efectos en osteoclastos. Efecto corto porque los receptores se desensibilizan rápidamente. Producen cambios morfológicos (baja motilidad) e inhibe la formación de osteoclastos multinucleados (funcionales).

• En riñón su acción no está clara. Su acción depende de la especie. En nosotros aumenta la excreción de Ca, PO4, Na, K y Mg. En ratas aumentan la reabsorción de los iones.

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• Efecto similar a ADH, aumentando la incorporación de AQP2.

• Regula la expresión de la 1 hidroxilasa.

• Su efecto en el balance diario de Ca está en debate. Sus niveles plasmáticos no son importantes para el estado de los huesos.

• Calcitonina de salmón es más potente y se usa para tratar osteoporosis.

• En estados de alta demanda de Ca es más importante, como en la lactancia, ya que los knockout pierden masa ósea en ese periodo y también aumenta la síntesis de 1,25 (OH)2

vitD.

Clase 7. Control del Crecimiento y Desarrollo

Hormona del crecimiento (GH)• Efecto directo: disminuye el TA.

• Efecto indirecto: mediado por IGF1 aumento del crecimiento.

• En la etapa prenatal el crecimiento es muy alto, luego del nacimiento decae, para retomarse en la pubertad y luego cae nuevamente cuando se alcanza la talla adulta.

• No se crece toda la vida, pero si se tienen GH toda la vida.

• IGF1 también disminuye con la edad, pero su disminución no es tan drástica como la de la propia GH.

Síntesis y secreción:

• Es producida en la adenohipófisis en las células somatotrofas (más abundantes).

• Su secreción está bajo control del hipotálamo: GHRH, gerelina (activan) y somatostatina (SST) (inhibe).

• GH provoca la síntesis de IGF1, que hace feedback hacia el hipotálamo donde estimula SST.

• Hay regulación entre las células que producen GHRH y SST, por lo que los niveles de GH dependen del balance entre ambas.

• GH también posee efectos que no son dependientes de IGF1 y son efectos directos. Los efectos de GH en cerebro, corazón y gónadas no son dependientes de IGF1. Sin embargo, efectos en TA, riñones, musculo si dependen de IGF1.

• Su gen se expresa en las células somatotrofas por factores de transcripción que ellas poseen.

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• PIT1 es un factor de transcripción especifico de hipófisis, su transcripción se ve aumentada por aumentos de AMPc. En casos de deficiencias de crecimiento esta mutado.

• El receptor de glucocorticoides GR también condiciona la transcripción de su gen.

• Su secreción es pulsátil, cada dos horas. Los pulsos están condicionados por la liberación de SST y GHRH.

• Su secreción esta condicionada por los ritmos de sueño, ejercicio y estados nutricionales.

• El peak más alto es en el sueño (medianoche) pero no se sabe si la GH índice el sueño o el sueño induce GH. Pero si está condicionado por los ritmos de sueño, las personas que tienen alterado el sueño podrían tener alterada GH.

• Durante el ejercicio se libera más en mujeres que en hombres ya que su efecto esta potenciado por estrógenos.

• La hiperglicemia bloquea GH y la hipoglicemia aumenta GH.

• Promueve la retención de N. El N se queda en los aa.

• Mantiene la glicemia. Es contraregulatoria de insulina.

• En la pubertad aumentan los pulsos de secreción, sumado al aumento de estrógenos en mujeres. Los estrógenos aumentan la secreción de GH y modifican los blancos.

• En condiciones de hiperglicemia la secreción de GH en el tiempo decrece y aumenta SST.

• La arginina también estimula GH e inhibe SST. Se usa el test de activación por arginina para ver si la hipófisis secreta GH.

Alteraciones en estados especiales:

• En obesidad esta disminuida.

• En diabetes y ayuno aumenta.

• En anorexia esta aumentada pero IGF1 baja.

• En acromegalia hay un aumento significativo de GH que luego produce diabetes. Aumenta la frecuencia de GHRH ya que no responde al feedback de IGF1.

• En hipocortisolismo baja GH. En hipercortisolismo también baja.

• En hipotiroidismo baja la respuestas de GH a la hipoglicemia.

• En embarazo la GH esta aumentada sobre todo en las primeras semanas.

GH en metabolismo:

• Aumenta la gluconeogénesis y degradación de glicógeno en el hígado.

• En TA aumenta lipolisis.

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• Aumenta la síntesis proteica. Este aumento de la masa magra en parte se debe a la acumulación de líquido. Sin embargo, los datos no son concluyentes.

Receptor:

• Se dimeriza cuando une GH. Activa una tirosina quinasa JAK2.

• JAK2 activa los sustratos del receptor de insulina que sería lo que condiciona los cambios en el metabolismo de la glucosa. También activa los factores de transcripción STATs que modifican la transcripción de muchos genes.

• La parte externa del receptor circula como una proteína de unión a la GH por el plasma.

• En enanos de Laron hay mutaciones en la parte externa del receptor ya que tienen niveles de GH normales.

• GH circula unida a proteínas plasmáticas GHBP1 (alta afinidad, baja capacidad) y GHBP2 (baja afinidad, alta capacidad). Estas prot son el dominio extracelular del receptor.

• La activación del receptor conlleva a una serie de cascadas que van a tener efectos a nivel metabólico y también a través de STAT y ERK van a modificar la transcripción de varios genes, incluso genes que hacer feedback negativo hacia la activación de la JAK2, bloqueando la cascada de las STATs. Hay alteraciones de crecimiento que son por mutaciones en las cascadas intracelulares y poseen GH y receptores normales.

• También hay mutaciones en el receptor: en el sitio de unión, la dimerización, señalización deficiente, no se anclan a la mb, mutaciones en gen de STATs e IGF1.

• Es por esto que muchas fallas en el crecimiento no son revertidas con GH.

Enfermedades relacionadas a GH:

• Hay que descartar enfermedad renal, tiroidea o diabetes. Si hay sospechas de un déficit en GH se hacen test de secreción que se basan en los parámetros que aumentan la secreción de la hormona: ejercicio, sueño prof, infusión de arginina.

• Cuando hay exceso de GH se produce diabetes y problemas cardiovasculares severas.

• Enanismo: déficit en gral de todas las hormonas hipofisarias. La gracia es que son proporcionalmente pequeños y tienen mejor pronóstico que la gente con exceso de GH.

• Gigantismo: exceso de GH antes del cierre de las epífisis de los huesos, por lo que las personas crecen enteras y son gigantes. Sus esqueletos no son capaces de soportar el peso del cuerpo y poseen problemas cardiovasculares.

• Acromegalia: exceso de GH en la vida adulta (tumor en adenohipófisis). Se pierde la secreción pulsátil de GH. Comienza a crecer tejido blando y huesos cortos: manos, pies, huesos de la cara, lengua, apneas del sueño por obstrucción, diabetes. Los cambios son lentos y por ello difíciles de detectar. Los tumores se sacan con cirugía, se irradian o se tratan con un análogo de SST llamado octeotride que metaboliza más lento y por lo tanto posee efectos más prolongados.

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• Los enfermos de exceso de GH mueren mucho más jóvenes. Se ha demostrado que las personas que poseen menos GH o el receptor algo mutado, viven una mejor vejez ya que en general no tienen las enfermedades asociadas al envejecimiento, tampoco tienen problemas de obesidad ni riesgo cardiovascular.

Clase 8. Metabolismo basal y Hormonas Tiroideas

Hormonas tiroideas:• Poseen acción en todas las células del organismo.

• Tienen características de peptídicas y esteroidales.

• Los folículos tiroideos en el centro contienen un coloide y a su alrededor están las células foliculares.

• Estas hormonas son yodadas y el yodo se debe ingerir en la dieta.

• Se forman por el acoplamiento de dos tirosinas y poseen 4 o 3 átomos de yodo.

• La rT3 tiene un yodo en otro sitio con respecto de T3 y es inactiva.

Síntesis:

• El yodo usa un transportador para entrar a la célula llamado NIS que ocupa la gradiente de Na. Luego ese Na se saca con una NaKATPasa.

• NIS se expresa casi exclusivamente en la tiroides. Hay un poco en salivales y mamaria.

• La tiroglobulina se sintetiza en RERGolgisecreción y se secreta por apical al coloide. TG posee muchas tirosinas en su estructura.

• En la mb apical esta la prot pendrina que media la salida del yoduro hacia el coloide. Misma función hace un canal cloruro/yoduro.

• También está la tiroperoxidasa que se encarga se incorporar el yoduro en las tirosinas de la TG y utiliza como sustrato H2O2 (organificación). Esto dará como resultado algunas tirosinas con uno o dos yoduros.

• Luego la TPO acopla dos tirosinas (acoplamiento) y también usa como sustrato agua oxigenada. Pero T3 y T4 recién formados siguen estando pegadas a TG. Esto es lo que se acumula en el coloide.

• En la mb apical también hay una enzima DUOX2 que forma el agua oxigenada que se usa como sustrato. Ocupa NADPH.

• La hormona se acumula en el extracelular (raro).

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• Cuando las células reciben un estímulo, endocitan un trozo de coloide. Dentro de la célula por medio de una hidrólisis se separa T4 o T3 de la TG y así la hormona es secretada hacia la circulación usando un transportador desconocido.

• No está completamente claro que TG se reutilice. Los aa van a lisosoma.

• La célula libera la hormona cuando se activa el receptor de TSH.

• NIS, TPO, receptor TSH y TG tienen en sus genes sitios de interacción con factores de transcripción que se expresan solo en el tiroides, como NTF1, PAX8, por lo que estas prot solo están en tiroides.

• TRH hipotalámica TSH hipofisaria (factor más importante)liberación T3 y T4. T3 y T4 hacen feedback a nivel de hipotálamo e hipófisis mediante acciones genómicas que inhiben la expresión del ARNm de TRH, TSH y receptor de TRH.

TRH:• Su secreción en el hipotálamo está regulada por información desde núcleos del

hipotálamo y el bulbo (núcleo dorso medial, arcuato, medula oblonga) que señalizan al PVN.

• También está influido por CART y NPY.

• Desde DMN llegan señales de la vía de las leptinas. Desde ARC llegan señales anorexigenicas y orexigenicas. De la medula oblonga señales de temperatura.

• Está bajo control de vías neuronales que se relacionan con la ingesta de alimentos (leptinas) y del control de temperatura.

TSH:• No tiene liberación pulsátil.

• Bajo en el día. Alto en la noche.

T3 y T4:• La vida media de T3 es mucho más corta que la de T4. Esto es porque T3 se filtra por la

orina.

• Circulan unidas a prot plasmáticas como TBG (no es lo mismo que TG) que se sintetiza en el hígado y une el 70% de cada hormona. También se unen a albúmina y prealbúmina.

• La hormona libre que circula es muy poca, menos del 1%. La unión de T4 a la proteína es más fuerte que en T3 por lo que hay menos T4 libre.

• La que se une al receptor es la hormona libre.

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• Los niveles de TBG pueden ser diferentes por simple determinación genética, enfermedades crónicas al hígado y durante el embarazo y recién nacidos hay más TBG. Esta disminuida con altas dosis de GC.

• La cantidad de TBG condicionará cuanta hormona tiroidea este libre para unirse al receptor.

• T4 es considerado una prohormona (reservorio).

• La conversión de T4 a T3 se realiza por enzimas deyodasas (D1, 2 y 3) que sacan 1 yodo a T4 para convertirla en T3. Si saca 2 yodos forma T2 que es inactiva.

• D3 produce rT3 que es inactiva, y después puede pasar a T2.

• La mayor parte de la T3 circulante proviene de la deyodación de T4.

• D1 está presente en riñón e hígado. Es sensible a PTU (inhibidor).

• D2 está presente en adenohipófisis, cerebro, TAB. No es sensible a PTU.

• Estas enzimas están reguladas por las propias hormonas tiroideas y por ayuno.

• En los diferentes tejidos la cantidad de T3 que viene de la degradación local T4 o no, es diferente. Entonces, la presencia de T3 en los diferentes tejidos depende de la expresión diferencial de las enzimas que degradan T4.

• A través de PTU se puede bloquear selectivamente a D1 sin afectar las otras enzimas.

• Las hormonas entran a la célula a través de transportadores específicos: uno para entrar la T4 (Mct8 que también entra T3 y Oatp1), la D2 la convierte en T3 y otro transportador saca T3. Los demás transportadores no se conocen.

Acciones:

• Fundamentales para el desarrollo. Sin hormona tiroidea hay desarrollo normal del crecimiento pero no de las capacidades mentales. Puede ser revertido administrando la hormona:

o Cretinismo: déficit de hormona tiroidea en el desarrollo. Retraso mental. Desarrollo somático aceptable.

o En los recién nacidos se miden las hormonas y si hay defecto se les da suplementos vía oral (eutirox).

• Aumenta el consumo de oxígeno. Modifican el metabolismo basal (cuanto oxigeno consumen las células en condiciones de reposo). Esto se mide midiendo el consumo de oxígeno y la expulsión de CO2.

Receptores:

• Modifican la expresión de genes como el del receptor beta adrenérgico, la NaKATPasa (esto es lo que hace que cambie el metabolismo basal, ya que se necesita más ATP para

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que funcione la bomba, por lo que se consume más oxígeno), aumenta el receptor para GH.

• T3 entra a la célula mediante transportadores, actúa sobre receptores citosólicos que migran al núcleo y modifican la transcripción de algunos genes como el transportador GLUT1.

• T3 también actúa en receptores de mb que activan PLCPKCMAPK modifican el tráfico del TRbeta (receptor de T3), receptores de estrógenos (ER) y también de las STATs (que son parte de la cascada de GH). También se modifica la expresión del intercambiador Na protones.

• Por la vía de la MAPK (receptor de mb) también participa en la proliferación celular y angiogénesis en procesos tumorales.

• Al modificar los tráficos de TRbeta y ER cambian la expresión de otros genes que están bajo control de estos receptores.

• A través de la unión con el receptor TRbeta aumenta la actividad de NaKATPasa y su inserción en la mb.

• Entonces, a través del receptor de mb (alfaVbeta3) se activan las acciones de la vía MAPK. A través del receptor citosólico TRbeta aumenta la transcripción de GLUT1 y la actividad de NaKATPasa.

• Un tercer receptor es el TRalfa (citosólico) modifican el citoesqueleto a través de la polimerización de actina.

• Las hormonas tiroides afectan el metabolismo de TODO: carbohidratos, proteínas, lípidos, esenciales para el desarrollo y maduración de SNC.

Hipertiroidismo:

• Al aumentar el receptor beta adrenérgico en presencia de catecolaminas se produce aumento de la frecuencia cardiaca por sobreexpresión del receptor beta adrenérgico. Se trata con bloqueador del receptor.

• No tienen tolerancia al calor

• Nerviosos

• Magros, energéticos

• Ojos saltones

• Taquicardia

• Delgados

• Una de las causas es la producción de anticuerpos dirigidos contra el receptor de TSH. Pero estos anticuerpos activan al receptor, por lo que las células tiroideas secretan T3 y T4. El

Katalin Baksai L.

feedback de T3 y T4 no surte efecto ya que estos anticuerpos siguen adheridos y siguen estimulando a la célula.

Hipotiroidismo:

• Lentos

• Gordos

• Torpes

• Hipotónicos

• Perdida de pelo

• Desgano, depresión

• Terapias de reemplazo muy eficientes.

• Puede provocarse por falta en la ingesta de yodo.

FIN