Sistema Neuroendocrino: Conceptos Generales y Síntesis de Hormonas Proteicas

CONCEPTOS GENERALES

1. Las hormonas son productos químicos. sintetizados por tejidos específicos, y transportados por el sistema vascular para actuar sobre otros tejidos a bajas concentraciones.
2. Los sistemas endocrino y nervioso están integrados en el control de los procesos fisiológicos.

SÍNTESIS DE HORMONAS

Hormonas proteicas

Se sintetizan inicialmente como preprohormonas; a continuación, se dividen en el retículo endoplasmico rugoso para formar prohormonas y, por último, en el aparato de Golgi, donde se convierten en hormonas activas, las cuales se almacenan en gránulos antes de su liberación por exocitosis.

Los esteroides

Se sintetizan a partir del colesterol, que se forma en el hígado; estas hormonas no se almacenan, sino que se liberan según se sintetizan.

SISTEMA ENDOCRINO

Coordinación y regulación de los procesos fisiológicos a través de mensajeros químicos llamados hormonas

HORMONAS: productos químicos sintetizados en órganos endocrinos específicos, transportados por el sistema vascular y capaces de actuar sobre órganos diana distantes a bajas concentraciones

Debería reconocerse que existen sustancias, como las prostaglandinas y las somatomedinas, cuya síntesis se realiza en otros muchos tejidos y, aún así, se consideran hormonas.

Comunicación celular

Sangre

Endocrino

Paracrino

Autocrino

FIG. 33.1 Tipos de comunicación celular por vía de mediadores químicos. (De Hedge GA, Colby HD, Goodman RL. Clinical Endocrine Physiology. Filadelfia: Saunders; 1987.)

SISTEMA NEUROENDOCRINO

El sistema endocrino interacciona con el otro regulador principal, el sistema nervioso, el cual coordina las actividades que requieren un control rápido.

Un ejemplo de la interacción directa de los dos sistemas es el reflejo por el que la succión produce la liberación de leche.

La succión inicia la transmisión de impulsos nerviosos desde la glándula mamaria hasta el hipotálamo mediante el tracto espinal.

Los sistemas endocrino y nervioso también comparten transmisores; sustancias como la adrenalina, la dopamina, la histamina y la somatostatina se encuentran en ambos tejidos.

FUNCIONES DEL SISTEMA NEUROENDOCRINO

METABOLISMO

El metabolismo se puede dividir en dos modalidades: energetico y mineral.

Las hormonas que controlan el primero (MTB energético) son:

• la insulina
• el glucagón
• el cortisol
• la adrenalina
• la hormona tiroidea
• la somatotropina

METABOLISMO

las hormonas que controlan el metabolismo mineral son:

• Hormona paratiroidea
• Calcitonina
• Aldosterona
• Angiotensina
• Renina

CRECIMIENTO

El control hormonal del crecimiento se realiza a través de:

• Somatotropina
• La hormonas tiroideas
• Insulina
• Los estrógenos y los andrógenos

** estas dos últimas son hormonas reproductoras

** Además participan un gran número de factores de crecimiento.

REPRODUCCIÓN

Las hormonas que controlan la reproducción son

• los estrógenos
• los andrógenos
• la progesterona
• la hormona luteinizante (LH)
• la hormona folículo estimulante (FSH)
• la prolactina (PRL)
• y la oxitocina.

AMPLIFICACIÓN DE LA SEÑAL

• Una de las características importantes del sistema endocrino es la amplificación de la señal.
• La amplificación es la base de la sensibilidad del sistema endocrino, que permite que pequeñas cantidades de hormona en plasma produzcan efectos biológicos significativos.
• La acción hormonal tambien influye sobre la velocidad de las reacciones enzimáticas ya existentes, lo que significa que hay unos niveles de actividad enzimática basal incluso en ausencia de hormonas..

G

G

E

H

*

CI

rada attack

X

product, su

ya through

Sonates

ce effect

S

para attack

NH

SINTESIS DE HORMONAS

SINTESIS DE HORMONAS

• Las hormonas proteicas se sintetizan inicialmente como preprohormonas; a continuación, se escinden en el retículo endoplasmico rugoso para formar prohormonas y, por último, en el aparato de Golgi, se convierten en hormonas activas, las cuales se almacenan en gránulos antes de su liberación por exocitosis.

attack

CI

C

X

H

E

x

C

SINTESIS DE HORMONAS

Las principales clases de hormonas incluyen

• Proteínas -> p. ej., somatotropina, insulina, corticotropina [también llamada hormona adrenocorticotropa o ACTH])
• Péptidos > p. ej., oxitocina y vasopresina
• Aminas -> p. ej., dopamina, melatonina, adrenalina
• Esteroides -> p. ej., cortisol, progesterona, vitamina D.

SINTESIS DE HORMONAS PROTEICAS

Comienza en el retículo endoplasmico rugoso (RER) > que atrae a los ribosomas hasta colocarlos en intima aposición con el mismo, y se produce liberación de la preprohormona a su interior.

La presencia de una peptidasa en la pared del RER permite la rápida eliminación de la porción «pre» de la molécula y que la prohormona abandone el RER en vesículas que se separan de él.

A continuación, estas vesículas se dirigen al aparato de Golgi, donde se fusionan con sus membranas para formar gránulos de secreción.

La prohormona se divide durante este proceso, por lo que la mayor parte de la hormona en su estado final está en el aparato de Golgi.

Las hormonas proteicas se almacenan en los gránulos glandulares hasta el momento de su liberación.

Aunque cierta cantidad de hormona se secreta de forma continua, la mayoría lo hace a través de un proceso de exocitosis de los gránulos en respuesta a una señal específica, que requiere adenosina trifosfato (ATP) y calcio (Ca2+).

El incremento del calcio en el citoplasma es el resultado de: su liberación intracelular desde la mitocondria, el retículo endoplasmico o por la entrada de calcio extracelular.

Núcleo

Mitocondria

Golgi

+Ca++

Vesículas secretoras

Ca

RER

Síntesis

Empaquetamiento Almacenamiento Secreción

Preprohormona

Prohormona

Hormona

>Hormona

Prohormona

Hormona

FIG. 33.3 Componentes subcelulares de la síntesis y la secreción de hormona peptídica. RER, retículo endoplasmico

SINTESIS DE ESTEROIDES

• Los esteroides se sintetizan a partir del colesterol, que se forma en el hígado; estas hormonas no se almacenan, sino que se liberan según se sintetizan
• Los esteroides constituyen una clase de hormonas que, al contrario de las proteicas, son lipófilas

Generalmente pertenecen a una de estas dos categorías:

• hormonas adrenocorticales (glucocorticoides, mineralocorticoides)
• hormonas sexuales (estrógenos, progesterona, andrógenos)

SÍNTESIS DE ESTEROIDES

• La primera fase de la síntesis de todas las hormonas esteroideas a partir de colesterol implica la escisión de la cadena lateral de este para formar pregnenolona; este paso se produce en la mitocondria.

Las siguientes modificaciones pueden producirse en la mitocondria o realizarse en otros compartimentos celulares

21

22

24

26

18

20

23

25

12

11

17

16

27

19

13

1

C

D

14

9

15

2

10

8

A

B

3

5

7

HO

4

6

Colesterol

FIG. 33.4 Estructura anular y sistema de numeración de los átomos de carbono en las hormonas esteroides, ejemplificados por una molécula de colesterol. (De Hedge GA, Colby HD, Goodman RL. Clinical Endocrine Physiology. Filadelfia:

Colesterol

O

L -- OH

HO-

HO

HO

Pregnenolona

17-Hidroxipregnenolona

Dehidroepiandrosterona

CH3

CH3

O

0

-- OH

0:

O

os

HO

Progesterona

17-Hidroxiprogesterona

A4-Androstenodiona

CHỊOH

CH OH

1

C-O

OH

OH

-- OH

05

0

00

HO

11-Desoxicorticosterona

11-Desoxicortisol

Testosterona

Estradiol

CH,OH

CH,OH

6.0

C-O

Andrógeno

OH

HO

HO

C-OH

--- OH

o

Corticosterona

Cortisol

CH,OH

0

Glucocorticoide

Estrógeno

Aldosterona

Mineralocorticoide

FIG. 33.5 Vías que participan en la producción de las principales hormonas esteroides. (De Hedge GA, Colby HD, Goodman RL. Clinical Endocrine Physiology. Filadelfia: Saunders; 1987.)

HO

Estriol

HO-

OS

Estrona

C-O

ALMACENAMIENTO ESTEROIDES

• No existe almacenamiento de las hormonas esteroideas en la célula; se secretan inmediatamente después de su formación por simple difusión a través de la membrana celular debido a su estructura lipofílica.

TRANSPORTE DE HORMONAS EN LA SANGRE

• Las hormonas proteicas son hidrofilas y se transportan disueltas en el plasma
• Los medios a traves de los cuales se produce este transporte en la sangre varían según la solubilidad de la hormona. Las proteicas y peptídicas son hidrófilas y se disuelven en el plasma.

TRANSPORTE

• Las hormonas esteroideas y tiroideas son lipófilas y se transportan en el plasma unidas a proteínas de unión específicas o no específicas; la cantidad de hormona no ligada y activa es relativamente pequeña.
• su solubilidad en las soluciones acuosas, incluida la sangre, es limitada.
• Una hormona debe estar en su forma libre o no ligada para que pueda entrar en una célula diana y ejercer su actividad biológica.
• La forma libre suele representar solo un 1% de la cantidad total de hormona en el plasma
• El sistema es sensible a la acción de la forma libre, que se repone muy deprisa por disociación del complejo hormona-proteína.

INTERACCIÓN HORMONA-CÉLULA

• las células diana tienen receptores específicos para una determinada hormona.
• En el caso de los esteroides, los receptores se localizan en el citoplasma o en el núcleo de las células diana
• mientras que los de las hormonas proteicas y peptídicas se localizan en la membrana plasmática de la célula.
• los receptores tienen una alta afinidad para su respectiva hormona. Estas características permiten que las hormonas estén en bajas concentraciones en la sangre y, aun así, sean eficaces en la producción de una respuesta tisular significativa.

RESPUESTAS CELULARES POSRECEPTOR

Los esteroides interaccionan de una forma directa con el núcleo celular a través de la formación de un complejo con su receptor citoplásmico o nuclear mientras que las hormonas proteicas necesitan un mensajero porque no pueden entrar en la célula.

RESPUESTAS CELULARES POSRECEPTOR

• La interacción del receptor y la hormona esteroidea en el citosol, como, por ejemplo, en el caso de los andrógenos y glucocorticoides > conlleva la activación del complejo y la translocación al núcleo > donde se une a puntos específicos de la cromatina (elementos de respuesta) > El resultado es la producción de un ARNm que, cuando se transloca en los ribosomas, dirige la síntesis de las proteínas que producen el resultado biológico deseado