Secretadas por la adeno y neurohipófisis, páncreas y paratiroides.
Se almacenan en vesículas secretoras hasta que se necesitan.
Proteínas = 100 o más aminoácidos.
Se sintetizan en el RER (preprohormona).
La exocitosis se debe al incremento de Ca^{2+} o por unión a un receptor con aumento de AMPc-proteína cinasas.
Hidrosolubles
Esteroides
Secretados por la corteza suprarrenal (cortisol y aldosterona), los ovarios (estrógenos y progesterona), los testículos (testosterona) y la placenta (estrógenos y progesterona).
Se sintetizan a partir del colesterol y no se almacenan.
Liposolubles
Gran parte del colesterol procede del plasma.
Derivados del Aminoácido Tirosina
Secretados por la tiroides (tiroxina y triyodotironina) y la médula suprarrenal (adrenalina y noradrenalina).
Se forman por la acción de enzimas citoplasmáticas.
Hormonas tiroideas se sintetizan y almacenan en la tiroides y se incorporan a la tiroglobulina.
Las catecolaminas son captadas en vesículas preformadas, donde se almacenan hasta su secreción.
Secreción Hormonal
Catecolaminas: Secretadas segundos después de la estimulación de la glándula y tardan en desarrollar su acción segundos o minutos.
Tiroxina u hormona del crecimiento: Tardan varios meses en ejercer todo su efecto.
Concentraciones de las Hormonas
Oscilan desde tan solo 1 pg hasta microgramos por mililitro de sangre.
Los ritmos de secreción se miden en microgramos o miligramos por día.
Control por Retroalimentación de la Secreción Hormonal
La retroalimentación negativa evita la actividad excesiva de los sistemas hormonales.
La variable controlada no es la velocidad de secreción de la hormona, sino el grado de actividad en el tejido efector.
Algunos sistemas ocupan retroalimentación (+): Estrógenos-LH-Ovulación, lactancia, trabajo de parto.
Transporte Hormonal
Hormonas hidrosolubles: Se disuelven en el plasma y se transportan hasta los tejidos efectores, difunden desde los capilares al líquido intersticial.
Hormonas esteroideas y tiroideas: Circulan en la sangre unidas a proteínas plasmáticas; < 10% se encuentra en forma libre.
Hormonas unidas a las proteínas (depósito) carecen de actividad biológica hasta que se disocian de las proteínas.
Semivida de las hormonas tiroideas unidas a proteínas asciende a 1-6 días.
Semivida de la angiotensina II que circula en la sangre es inferior a 1 minuto.
Aclaramiento de las Hormonas de la Sangre
Velocidad de desaparición de la hormona del plasma.
Concentración en plasma de la hormona en cada ml de plasma.
Tasa de aclaramiento metabólico: número de ml de plasma que se limpian de la hormona/min:
Destrucción metabólica por los tejidos
Unión a los tejidos (endocitosis del complejo hormona-receptor de la membrana celular)
Excreción hepática por la bilis
Excreción renal hacia la orina.
Mecanismos de Acción de las Hormonas
Unión hormona-receptor en la célula efectora.
Cada receptor suele ser muy específico para una hormona.
Receptores de membrana: Específicos de las hormonas proteicas y peptídicas y de las catecolaminas.
Receptores de las hormonas esteroideas: Se encuentran en el citoplasma.
Receptores de las hormonas tiroideas: Se encuentran en el núcleo.
Regulación de Receptores Hormonales
Número de receptores varía; las proteínas de los receptores se inactivan o destruyen mientras ejercen su función.
La inactivación se da en las moléculas receptoras, proteínas intracelulares de señalización, o por secuestro del receptor, menor producción de receptores.
Hormonas provocan un aumento de la expresión de los receptores y de las proteínas de señalización intracelular (estimulantes).
El número y la sensibilidad de los receptores hormonales están regulados.
Neurotransmisores se combinan con receptores de la membrana postsináptica.
Esta combinación produce apertura o cierre de un canal iónico.
A la Baja
Una hormona disminuye el número o la afinidad de los receptores propios o de otra hormona.
Ej.: En el útero, la progesterona regula a la baja su propio receptor y el receptor estrogénico.
A la Alza
Una hormona aumenta el número o la afinidad de los receptores.
Ej.: en el ovario, los estrógenos regulan a la alza su propio receptor y de la LH.
Proteínas Heterodiméricas de Fijación a Trifosfato de Guanosina (GTP)
Su activación induce señales intracelulares que:
Abren o cierran canales iónicos.
Modifican la actividad de adenilato ciclasa o fosfolipasa C.
Activan la transcripción génica.
Receptores Hormonales Unidos a Enzimas
Cuando se activan funcionan ellos mismos como enzimas o se asocian a las enzimas que activan.
Factores de crecimiento peptídico, citocinas y hormonas utilizan las tirosina cinasas de receptores unidos a enzimas para la señalización celular.
Receptor de leptina (receptor de citocinas) es un dímero, una vía de señalización tiene lugar a través de una tirosina cinasa (JAK2).
Moléculas JAK2 activadas fosforilan a otras moléculas de tirosina en el complejo receptor de leptina-JAK2.
Señales intracelulares consisten en fosforilación de proteínas transmisoras de señales y activadoras de la transcripción (STAT) para que inicien la síntesis de leptina.
Hormonas y AMPc
Hormonas que se unen a un receptor transmembrana especial, que se convierte en la enzima adenilato ciclasa activada que forma AMPc (2° mensajero).
Hormonas peptídicas (péptido natriurético auricular) usan como 2° mensajero al monofosfato de guanosina cíclico.
Hormonas Liposolubles
Interactúan con receptores situados en el citoplasma o núcleo.
Complejo hormona-receptor activado se fija a un promotor en el ADN (elemento de respuesta a la hormona).
Activa o reprime la transcripción de genes específicos y la formación de ARN mensajero (ARNm).
Minutos, horas o incluso días aparecen nuevas proteínas.
Proteína G y AMPc
Unión de las hormonas al receptor hace que este se acople a una proteína G.
La proteína G estimula a la adenilato ciclasa, que a su vez forma AMPc.
AMPc fosforila proteínas específicas de la célula desencadenando reacciones bioquímicas.
Proteína G Inhibitoria y AMPc
Si el complejo hormona-receptor se une a una proteína G inhibidora, la adenilato ciclasa resultará inhibida, por lo que la formación de AMPc disminuirá.
La acción hormonal en la célula será inhibitoria.
Fosfolipasa C y Segundos Mensajeros
Fosfolipasa C cataliza la degradación de fosfolípidos de la membrana celular, en especial el bifosfato de fosfatidilinositol (PIP2), formando dos segundos mensajeros distintos: trifosfato de inositol (IP3) y diacilglicerol (DAG).
El IP3 moviliza los iones Ca^{2+} de las mitocondrias y del retículo endoplásmico.
Ca^{2+} actúa de 2° mensajero (contracción del músculo liso y en la modificación de la secreción celular).
El DAG (ácido araquidónico), activa a la enzima proteína cinasa C, que fosforila un gran número de proteínas encargadas de producir la respuesta de la célula.
Hormonas Esteroideas y Síntesis Proteica
Las hormonas esteroideas incrementan la síntesis proteica en las células efectoras.
Estas proteínas actúan como enzimas, proteínas transportadoras o proteínas estructurales.
La aldosterona entra en el citoplasma de los túbulos renales, que contienen una proteína receptora denominada receptor mineralocorticoide (efecto a los 45 min).
Hormonas Tiroideas y Transcripción Genética
Las hormonas tiroideas tiroxina y triyodotironina aumentan la transcripción de genes específicos en el núcleo.
Estas hormonas se unen a proteínas receptoras del núcleo.
Estos receptores son factores de transcripción activados localizados en el complejo cromosómico y responsables del control de los promotores u operadores génicos.
Activan los mecanismos genéticos para la formación de numerosos tipos de proteínas intracelulares que potencian la actividad metabólica intracelular.
Una vez unidas a los receptores intranucleares, las hormonas tiroideas siguen ejerciendo sus funciones de control durante días o incluso semanas.
T3 se une a receptores nucleares específicos, unión que activa al receptor nuclear, el cual se homodimeriza o heterodimeriza con el receptor del ácido retinoico (RXR), estos reconocen secuencias de ADN, conocidas como “elementos de respuesta tiroidea” (ERT).
Glándula Hipófisis
Hipotálamo y la Hipófisis
Núcleos del hipotálamo: supraóptico, paraventricular, arcuato.
Células secretoras de factores liberadores e inhibidores.
Sistema porta hipofisario.
Lóbulo anterior (adenohipófisis) y lóbulo posterior (neurohipófisis).
Hormonas del Lóbulo Anterior
HC: formación de proteínas, multiplicación y diferenciación celulares.
ACTH: controla la secreción de hormonas que afectan al metabolismo de la glucosa, las proteínas y los lípidos.
TSH: controla la secreción de tiroxina y triyodotironina.
Prolactina: estimula el desarrollo de las glándulas mamarias y la producción de leche.
FSH y LH: controlan el crecimiento de los ovarios y los testículos, así como su actividad hormonal y reproductora.
Oxitocina: contribuye a la secreción de leche desde las glándulas mamarias hasta los pezones durante la lactancia.
Hormonas Neurohipofisarias
Se sintetizan en cuerpos celulares situados en el hipotálamo.
El hipotálamo controla la secreción hipofisaria.
Control de la Secreción Hipofisaria
Neurohipófisis: Controlada por las señales nerviosas que se originan en el hipotálamo.
Adenohipófisis: Controlada por hormonas o factores de liberación y de inhibición hipotalámica a través los vasos porta hipotalámico-hipofisarios.
Adenohipófisis es una glándula muy vascularizada (senos capilares).
Las hormonas liberadoras e inhibidoras hipotalámicas se secretan a la eminencia media.
Terminaciones nerviosas secretan las hormonas al líquido intersticial y de ahí pasan al sistema porta hasta los senos capilares.
Neuronas Hipotalámicas
Envían sus fibras nerviosas a la eminencia media (control de la adenohipófisis) y al tuber cinereum, una prolongación de tejido hipotalámico en el tallo hipofisario.
Hormona del Crecimiento (HC)
Hormona somatótropa o somatotropina.
Induce el crecimiento de casi todos los tejidos del organismo.
Favorece el aumento de tamaño de las células y la diferenciación celular (crecimiento óseo), estimula la mitosis.
Efectos Metabólicos
Aumenta la síntesis proteica y su depósito tisular.
Ácidos grasos: favorece su movilización del tejido adiposo, incrementa su cantidad libre en sangre y potencia su uso como fuente energética.
Disminuye la cantidad de glucosa utilizada.
Intensifica el transporte de aminoácidos a través de las membranas celulares.
Aumenta la traducción de ARN (síntesis proteica).
Aumenta la transcripción nuclear del ADN para formar ARN por 24 a 48 hrs.
Efectos sobre el Metabolismo de la Glucosa e Insulina
Disminuye la captación de glucosa en músculo esquelético y tejido adiposo.
Aumenta la producción hepática de glucosa.
Incrementa la secreción de insulina: Hiperglucemia, hiperinsulinismo.
La eficacia de la hormona requiere una actividad adecuada de la insulina (potencia el transporte de aminoácidos) y unos depósitos suficientes de hidratos de carbono.
Crecimiento Óseo
Aumento del depósito de proteínas por acción de las células condrocíticas y osteógenas inductoras del crecimiento óseo.
Mayor velocidad de reproducción de estas células.
Conversión de los condrocitos en células osteógenas (depósito de hueso nuevo).
Longitud de los huesos largos aumenta en los cartílagos epifisarios.
Depósito de cartílago nuevo, seguido de su conversión en hueso nuevo (diáfisis se alargan), desaparición del cartílago epifisario.
Mecanismos del Crecimiento Óseo
1er mecanismo (Longitudinal): Actividad en cartílagos epifisarios.
2do mecanismo (Grosor): Osteoblastos del periostio óseo y cavidades óseas depositan hueso nuevo en la superficie del viejo. Osteoclastos eliminan el hueso viejo. El ritmo de depósito supera al de resorción, el grosor del hueso aumenta.
Somatomedinas (IGF)
La HC actúa sobre el hígado para formar somatomedinas (factores del crecimiento seudoinsulínicos/IGF).
Ejercen un efecto estimulador de todos los aspectos del crecimiento óseo.
Somatomedina C (factor de crecimiento parecido a la insulina I o IGF-I).
La mayoría o casi todos los efectos de la HC se deben a la somatomedina C.
Actúan estimulando el crecimiento del cartílago favoreciendo la incorporación de sulfato a los mucopolisacáridos.
Se une laxamente a proteínas plasmáticas, semivida < 20 min.
El receptor de IGF posee actividad de tirosina cinasa, parecida a la de receptor de insulina.
En el plasma la GH esta unida a proteínas transportadoras, se eliminan a nivel renal.
Secreción y Control de la Hormona del Crecimiento
Se libera de manera pulsátil, con fases de brusca liberación separados de periodos en los que no hay secreción.
Dormir (1er fase de ondas lentas), estrés, hormonas relacionadas con la pubertad, inanición, actividad física e hipoglucemia aumentan su secreción.
Concentración normal en el plasma adulto oscila entre 1,6 - 3 ng/ml, en los niños o adolescentes se aproxima a 6 ng/ml.
Controlado por el hipotálamo mediante la GHRH y la somatostatina.
La secreción disminuye lentamente a partir de la adolescencia.
Factores que Afectan la Secreción de Hormona del Crecimiento
La hipoglucemia estimula la secreción en mayor medida que el descenso agudo del aporte de proteínas.
En enfermedades crónicas su secreción guarda mayor relación con el grado de agotamiento celular de proteínas.
Cuando existe malnutrición proteica grave, la administración de hidratos de carbono no basta para corregir la producción de HC, se debe corregir el déficit proteico.
Señales y Hormonas Hipotalámicas
GHRH (se secreta en núcleo arcuato hipotalámico).
Hormona inhibidora de la hormona del crecimiento (somatostatina): se secreta en el hipotálamo, tracto gastrointestinal, tiroides y riñón.
Señales hipotalámicas derivadas de las emociones, el estrés y los traumatismos.
Mecanismo de Acción de la GHRH
Unión a receptores de membrana específicos en la superficie externa de las células somatotropas.
Acoplado a proteína G, activan el sistema de adenilato ciclasa.
Aumento de AMPc.
Efecto a corto plazo: Incremento de Ca^{2+} intracelular, fusión de las vesículas secretoras y secreción de HG.
Efecto a largo plazo: Incremento de la transcripción en el núcleo, aumento de la síntesis de nueva HG, proliferación de células somatotropas.
Somatostatina
Se une a receptores específicos de membrana (SSTR2).
Induce la activación de proteína G con inhibición de la adenilatociclasa.
Reducción en la entrada de Ca^{2+} y salida de K^+ (hiperpolarización), inhibición de la transcripción de HG.
Circuitos de Retroalimentación
La GHRH estimula la liberación de SS hipotalámico y también inhibe su propia secreción.
La SS inhibe la secreción de GHRH tanto en el soma neural como en su salida a la circulación portal.
La HG lleva a cabo una retroalimentación negativa corta sobre su propia secreción, estimula la liberación de SS.
El IGF-1 inhibe la secreción de HG al actuar sobre hipófisis (menor transcripción de HG) e hipotálamo (aumento de SS).
Carencia de HG
Niños: Falta de crecimiento, talla baja, obesidad leve y retraso puberal, déficit de HG, de GHRH, de IGF hepática, de receptores de HG.
Insuficiencia Panhipofisaria del Adulto
Secreción reducida de todas las hormonas adenohipofisarias.
Se debe con frecuencia a craneofaringiomas, tumores cromófobos (destrucción celular), trombosis de vasos hipofisiarios.
Efectos de la Insuficiencia Panhipofisaria
Hipotiroidismo
Menor producción de glucocorticoides
Desaparición de la secreción de hormonas gonadótropas (ausencia de función sexual).
Cuadro Clínico: Persona letárgica que engorda (porque no movilizan los lípidos) y que ha perdido todas las funciones sexuales.
Enanismo panhipopituitarismo: Todas las partes del organismo se desarrollan de forma proporcionada con velocidad de desarrollo menor (20 años tienen desarrollo de 7 años), no alcanzan la pubertad (1/3 partes solo hay déficit de HG, si hay maduración sexual).
Enano de Lévi-Lorain: Secreción de HG normal o elevada, déficit de somatomedina C.
Gigantismo y Acromegalia
Gigantismo
Células acidófilas hiperactivas productoras de HG.
Si la enfermedad aparece antes de la adolescencia, la persona crecerá hasta 2,5 metros.
Hiperglucemia y degeneración de las células β del páncreas (10% DM).
Evolucionan hacia el panhipopituitarismo (tumor crece).
Acromegalia
Tumor acidófilo aparece después de la adolescencia.
Huesos aumentarán de grosor, al igual que los tejidos blandos.
Aumento de tamaño en los huesos de manos, pies, huesos membranosos (cráneo, nariz, protuberancias frontales, bordes supraorbitarios, maxilar inferior y porciones de las vértebras); aumento de tejido blandos (lengua, hígado, riñones).
Prolactina
Hormona responsable de la lactogénesis.
Estructuralmente homóloga a la somatotropina.
Regulación de su Secreción
Control hipotalámico mediante dopamina y TRH.
La prolactina inhibe su propia secreción al estimular la liberación de dopamina.
Participa con los estrógenos en el desarrollo mamario.
Funciones de la Prolactina
Estimula la lactancia (producción de caseína, lactoalbúmina).
Estimula el desarrollo mamario junto con los estrógenos.
Inhibe la ovulación al reducir la síntesis y liberación de GnRH.
Destrucción de la adenohipófisis, ausencia de lactación.
Exceso
Destrucción hipotalámica (pérdida de inhibición por la dopamina).
Prolactinoma: Provoca galactorrea y disminución de la libido, ausencia de ovulación y amenorrea.
Neurohipófisis
Se compone de pituicitos (células similares a las gliales, estructuras de sostén).
Recibe fibras nerviosas terminales y terminaciones nerviosas procedentes de los núcleos supraóptico y paraventricular del hipotálamo.
Si se secciona el tallo hipofisario encima de la hipófisis (hipotálamo intacto) la secreción de hormonas disminuirá transitoriamente y unos días después será normal.
ADH y oxitocina son péptidos homólogos, se transportan combinadas con proteínas transportadoras (neurofisinas).
Hormona ADH (Núcleo Supraóptico)
Reduce la excreción renal de agua (orina concentrada), receptor V2.
Sin la hormona, las membranas luminales de las células epiteliales de los túbulos son impermeables al agua.
ADH se combina con receptores de membrana que activan adenilato ciclasa- formación de AMPc en las células tubulares.
Fosforilación de los elementos contenidos en las vesículas especiales (exocitosis).
Este proceso dura de 5 a 10 min.
Osmorreceptores Hipotalámicos y ADH
Detectan LEC hipertónico, osmosis del LIC al LEC (disminución de tamaño celular).
Se desencadenan señales nerviosas en el hipotálamo para secretar ADH (núcleo supraóptico).
Un volumen sanguíneo y una presión arterial bajos estimulan la secreción de ADH.
Volumen sanguíneo desciende en un 15 a un 25% o más = aumentar hasta 50 veces la secreción de ADH.
Efecto mediado por la distensión auricular y de los barorreceptores (menor ADH).
ADH potente efecto para contraer todas las arteriolas del organismo (receptor V1, mecanismo IP3/Ca^{2+}).
Oxitocina (Núcleos Paraventriculares)
Estimula la contracción del útero en el embarazo (inducción del parto).
La concentración plasmática asciende durante el parto.
La estimulación del cuello uterino desencadena señales nerviosas incrementan su secreción.
El estímulo de succión en el pezón desencadena la transmisión de señales sensitivas a las neuronas secretoras de oxitocina.
La oxitocina llega por la sangre a las mamas, donde induce contracción de células mioepiteliales que rodean los alvéolos de las glándulas mamarias.
Ver u oír al lactante estimula a las neuronas hipotalámicas para que secreten oxitocina.
Hormonas Tiroideas
Debajo de la laringe y delante de la tráquea.
La ausencia de secreción tiroidea provoca descensos metabólicos 40 - 50 % inferiores al valor normal, y la secreción excesiva incrementa el metabolismo 60 -100 %.
La glándula tiroides secreta, además, calcitonina.
Tiroxina y Triyodotironina
El 93% de las hormonas con actividad metabólica corresponde a tiroxina y el 7% restante, a triyodotironina.
La T4 se convierte a T3 en los tejidos (más potente).
El componente principal del coloide es la tiroglobulina (glucoproteína).
Para formar una cantidad normal de tiroxina se requiere al año 50 mg de yodo (1mg/semana).
Transporte de Yoduro y Síntesis de Hormonas Tiroideas
Simportador de yoduro de sodio cotransporta 1 I^- y 2 Na^+ a través de la membrana basolateral a la célula folicular.
La energía para el transporte del yoduro en contra de un gradiente de concentración proviene de la bomba Na^+/K^+.
El proceso de concentración de yoduro en la célula se denomina atrapamiento de yoduro.
Los yoduros ingeridos se absorben desde el tubo digestivo hasta la sangre (1/5 se usa en la síntesis de hormonas tiroideas).
La mayor parte se excreta vía renal.
Atrapamiento de Yoduro
Depende de la concentración de TSH (estimula la actividad de la bomba de yoduro).
El I^- es transportado fuera de las células tiroideas (membrana apical) hacia el folículo por contratransporte de cloruro-yoduro denominado pendrina.
Las células epiteliales tiroideas secretan al folículo tiroglobulina, que contiene aminoácidos de tirosina a los que se une el I^-.
Formación y Secreción de Tiroglobulina
Requiere de 70 moléculas de tirosina que se combinan con el yodo.
Las hormonas tiroideas se forman dentro de la molécula de tiroglobulina:
Conversión de los iones yoduro en una forma oxidada del yodo que luego se combina con tirosina.
Oxidación del I depende de la peroxidasa (se encuentra en la membrana apical de la célula o unida a ella).
La unión del I a la tiroglobulina se llama organificación del yodo.
La tirosina se yoda primero a monoyodotirosina (MIT) y después a diyodotirosina (DIT).
En los siguientes minutos, horas o días, números crecientes de residuos de yodotirosina se acoplan entre sí (acoplamiento de MIT y DIT).
Acoplamiento y Formación de T3 y T4
El principal producto hormonal de la reacción de acoplamiento es la molécula tiroxina (T4).
Una molécula de monoyodotirosina se une con una de diyodotirosina para formar triyodotironina (T3), 1/15 parte del total.
Se forman pequeñas cantidades de T3 inversa (RT3) mediante acoplamiento de diyodotirosina con monoyodotirosina (inactiva).
Finalizada la síntesis de las hormonas tiroideas, cada molécula de tiroglobulina contiene 30 T4s y algunas de T3.
Liberación de Tiroxina y Triyodotironina
La mayor parte de la tiroglobulina no se libera a la sangre circulante (T3 y T4 se deben escindir).
Superficie apical de las células tiroideas emite seudópodos que rodean porciones del coloide (vesículas de pinocitosis).
Lisosomas del citoplasma celular se funden con estas vesículas.
Proteinasas digieren las moléculas de tiroglobulina, se libera T3 y T4 a la sangre.
3/4 partes de la tirosina yodada en la tiroglobulina nunca se convierten en hormona tiroidea, sino que permanecen como monoyodotirosina y diyodotirosina.
Reciclaje del Yodo
Durante la digestión de la tiroglobulina, las tiroxinas yodadas también se liberan, pero no se secretan a la sangre.
El yodo que contienen se separa por acción de una desyodinasa tiroidea, y se recicla el yodo para formar hormonas tiroideas.
Alrededor del 93% de la hormona tiroidea liberada corresponde a T4 y 7% es T3.
Los días siguientes, la mitad de la T4 se desyoda con lentitud y forma más T3.
La hormona liberada a los tejidos y empleada es T3 (35 μg diarios).
El 85% de T3 derivado de la conversión periférica de T4 por la enzima 5 monodeiodinasa ocurre en el hígado y riñón.
Transporte de Tiroxina y Triyodotironina
99% de las hormonas tiroideas se combina de inmediato con proteínas plasmáticas.
Globulina fijadora de la tiroxina (TBG), prealbúmina y la albúmina fijadora de la tiroxina.
Debido a la gran afinidad de esta unión plasmática, las hormonas se liberan con lentitud a las células.
La mitad de T4 se libera a las células cada 6 días, la mitad de T3 tarda 1 día.
Al entrar en las células, se unen de nuevo a las proteínas intracelulares, se almacen