LABORATORIO N°3: DETERMINACION DE HORMONAS 1. FUNDAMENTO TEÓRICO

Uno de los puntos esenciales de estudio de la bioquímica es la homeostasis, la cual es el conjunto de fenómenos de autorregulación, que conducen al mantenimiento de la constancia en la composición y propiedades del medio interno de un organismo, en este caso del organismo humano.

El sistema nervioso y el sistema endocrino proporcionan comunicación intercelular, de todo el organismo que le permite adaptarse a un entorno en constante cambio, siendo esta comunicación intercelular requisito necesario para esta adaptación.

Son las hormonas las encargadas de funcionar como mensajeros móviles para generar esta comunicación, siendo estas las encargadas de “despertar la actividad” en un sitio en específico.

Existe una gran diversidad de hormonas que pueden actuar sobre las células adyacentes (acción paracrina) y sobre la célula en la que se sintetizaron (acción autocrina) sin entrar en la circulación sistémica. Una gama diversa de hormonas, cada una con mecanismos de acción distintivos y propiedades de biosíntesis, almacenamiento, secreción, transporte y metabolismo, han evolucionado para proporcionar respuestas homeostáticas.

Las adaptaciones homeostáticas que hace un organismo en un entorno en constante cambio se alcanzan, en gran parte, mediante alteraciones de la actividad y de la cantidad de proteínas. Las hormonas proporcionan un medio importante para facilitar estos cambios.

TSH, T3 y T4: Las hormonas tiroideas T3 y T4 son únicas, ya que el yodo como yoduro, es un componente esencial de ambas. En la mayor parte del mundo, el yodo es un componente escaso del suelo, y por esa razón hay poco en los alimentos. Un mecanismo complejo ha evolucionado para adquirir y retener este elemento crucial y para convertirlo en una forma adecuada para la incorporación en compuestos orgánicos.

-Las hormonas tiroideas T4 (tiroxina) y T3 (triyodotironina) se sintetizan a partir de la proteína precursora tiroglobulina, la cual es una glucoproteína de gran peso molecular que se encuentra mayoritariamente en el lumen de los folículos tiroideos.

-En el proceso de síntesis, residuos de Tirosina de la tiroglobulina se yodan enzimáticamente en la glándula tiroides. La tiroglobulina permite almacenar una cantidad de hormona tiroidea suficiente para cubrir las necesidades normales del organismo durante 2 o 3 meses.

-La TSH, o tirotropina, en una hormona adenohipofisaria (producidas en la adenohipófisis) que aumenta la secreción de T3 y T4 por la glándula tiroidea. La TSH:

1. Eleva la proteólisis de la tiroglobulina, liberándose hormonas tiroideas a sangre.

2. Incrementa la actividad de la bomba de yoduro, que aumenta la captación de yoduro en las células glandulares y su concentración en el coloide.

3. Intensifica la yodación de la tirosina para formar hormonas tiroideas.

4. Aumenta el tamaño y la actividad secretora de las células tiroideas.

5. Eleva el número de células tiroideas

La secreción de TSH por la hipófisis está controlada por una hormona hipotalámica, la hormona liberadora de tirotropina (TRH), transportada hasta la adenohipófisis por la circulación portal hipotálamo-hipofisaria.

Acciones de las hormonas tiroideas: Son necesarias para un correcto crecimiento y desarrollo.

• Tienen acción calorígena y termorreguladora.

• Aumentan el consumo de oxígeno y la tasa de ventilación.

• Incrementan la eritropoyetina, un potente estimulante de la formación de sangre.

• Eleva el gasto cardiaco: la cantidad de sangre que bombea el corazón por latido.

• Aumenta la frecuencia cardiaca: el número de latidos por minuto.

• Intensifica la degradación de las proteínas. • Regulan las mucoproteínas y el agua extracelular.

• Actúan en la degradación de las grasas.

• Estimulan la producción hepática de glucosa.

• Son necesarias para la formación de la vitamina A, a partir de los carotenos.

• Estimulan el crecimiento y la diferenciación de células y tejidos.

• Imprescindibles para el desarrollo del sistema nervioso, central y periférico: potencia el desarrollo del cerebro y de los nervios periféricos.

• Están involucradas en la regulación de otros sistemas hormonales como las hormonas hipofisarias que controlan las gónadas y las del crecimiento.

• Participan en los procesos de la contracción muscular y motilidad intestinal.

regulan el metabolismo del hueso.

participan en el desarrollo y erupcion dental.

Regulación de liberación de TSH: La secreción de TSH se regula por dos elementos interactivos: retroalimentación negativa por la hormona tiroidea y control mediante un circuito neural por factores hipotalámicos hipofisótropos.

Control mediante retroalimentación: eje hipofisiario-tiroideo

Las concentraciones de hormona tiroidea regulan de forma inversa la secreción de TSH, de forma que desviaciones del punto de ajuste condicionan cambios adecuados en la velocidad de secreciónde TSH.

Los factores que determinan la velocidad de secreción de TSH necesarios para mantener una concentración determinada de la hormona tiroidea incluyen la velocidad a la que la TSH y la hormona tiroidea desaparecen de la sangre (velocidad de recambio), y la velocidad de conversión de T4 en la forma más activa, T3.

Las hormonas tiroideas actúan sobre la hipófisis y el hipotálamo, inclusive concentraciones bajas de T3 y T4 inhiben la respuesta de TSH a la TRH y reducciones apenas detectables de las concentraciones de hormonas tiroideas plasmáticas son suficientes para sensibilizar a la hipófisis frente a la TRH. La TRH estimula la secreción de TSH en pocos minutos por su acción sobre un GPCR, mientras que las acciones de las hormonas tiroideas, que vienen mediadas por receptores intranucleares, tardan varias horas en ser efectivas.

La secreción de TRH hipotalámica se regula también por la retroalimentación por las hormonas tiroideas.

El T4 de la sangre accede a las neuronas secretoras de TRH del hipotálamo a través del LCR (líquido céfalo raquídeo). La hormona es captada por las células epiteliales del plexo coroideo del ventrículo lateral del encéfalo, se une en el interior de las células a la transtiretina producida localmente (prealbúmina transportadora de T4) y posteriormente se secreta a través de la barrera hematoencefálica. Dentro del encéfalo, la T4 se convierte en T3 por la desyodasa de tipo II y la T3 interactúa con los subtipos del receptor de hormonas tiroideas (TRα1, TRβ1 y TRβ2) en el HPV (Neuronas paravicelulares del núcleo paraventricular) y otras células encefálicas. De este modo, el punto de ajuste del eje hipofisario-tiroideo viene determinado por las concentraciones de la hormona tiroidea dentro del encéfalo.

La T3 de la circulación no se transporta al interior del encéfalo de este modo, sino que accede posiblemente a las neuronas productoras de TRH paraventriculares atravesando la barrera hematoencefálica.

Ritmo circadiano: Las concentraciones de TSH plasmáticas se caracterizan por una periodicidad circadiana con un máximo entre las 9 de la noche y las 5 de la mañana y un mínimo entre las 4 y las 7 de la tarde. Se producen unos picos ultradianos menos elevados de TSH cada 90-180 min, posiblemente por picos de liberación de TRH en el hipotálamo.

Estrés: El estrés es otro factor determinante de la secreción de TSH. En el ser humano, el estrés físico inhibe la liberación de TSH, como se refleja en el hecho de que las bajas concentraciones de T3 y T4 que tienen los pacientes con un síndrome por enfermedad no tiroidea no producen aumentos compensadores en la secreción de TSH.

Ayuno: El eje tiroideo se deprime durante el ayuno, posiblemente para ayudar a conservar la energía mediante la depresión del metabolismo. También existen cambios en el eje tiroideo en la anorexia nerviosa, como unas concentraciones de T3 bajas y concentraciones en el límite bajo de la normalidad de T4. Se encuentran unas concentraciones anormalmente bajas de TSH, lo que sugiere una activación defectuosa de la producción de TRH por unas concentraciones bajas de hormona tiroidea.

intestinal. • Regulan el metabolismo del hueso. • Participan en el desarrollo y erupción dental.