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Biology, Seventh Edition
Solomon • Berg • Martin
Capítulo 48
Regulación endocrina
Dr. Robert J. Mayer
Copyright © 2005 Brooks/Cole — Thomson Learning
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• El sistema endocrino – trabaja junto al
sistema nervioso manteniendo la homeostasis
• Glándulas endocrinas, células, tejidos que secretan
hormonas (e.g. corazón)
– Las hormonas son un tipo importante de
señal química mediante las cuales las células
se comunican
– Son secretadas en el sistema intersticial y
típicamente transportadas en el torrente
sanguineo
– Se unen a receptores en las células “target”
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• Glándulas endocrinas – no tienen ductos –
secretan sustancias directamente al torrente
sanguineo o al fluido intersticial
Los “target organs” podrían ser:
a. otras glándulas
b. otros órganos (e.g. riñones, estómago)
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Glándulas endocrinas
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Comunicación entre células
Las células se comunican - unas con las otras mediante neurotransmisores, hormonas, y
reguladores locales
La misma substancia podría ser producida por
una neurona, una glándula endocrina o cualquier
otro tipo de célula – el mismo mensaje puede tener
significados diferentes para diferentes células.
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Glándulas exocrinas – (e.g. glándulas sudoríparas,
glándulas gástricas) - Liberan sus secreciones en
ductos.
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Glándulas endocrinas – No tienen ductos; secretan
substancias al fluído intersticial, luego de ahí
se difunde a los capilares y luego al torrente
sanguineo
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Células - parte de algunos órganos – También
pueden secretar hormonas (e.g. corazón y riñones)
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Células neuroendocrinas – un enlace entre
el sistema nervioso y el endocrino.
Estas producen neurohormonas que son
transportadas por las axonas de estas células
y secretadas al fluido intersticial.
Se difunden a los capilares y son transportadas
en el torrente sanguineo
En los vertebrados el hipotálamo produce
varias neurohormonas que enlazan el sistema
nervioso con la glándula pituitaria – una glándula
endocrina que secreta varias hormonas
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Regulador local – son moléculas que se difunden
por el fluido intersticial y actúan
en células cercanas
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Algunos tipos de señales endocrinas
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Hormonas
• Cuatro grupos químicos principales
• Derivados de ácidos grasos
–Prostaglandinas y la hormona juvenil de los
insectos
• Esteroides
–Secretados por la corteza adrenal, ovarios
y testículos además de la hormona de la
ecdisis de los insectos
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• Cuatro grupos químicos principales cont.
• Derivados de amino ácidos (son simples)
– Hormonas producidas por la tiroide. También la
hormona epinefrina (adrenalina)
• Péptidos y proteínas
– ADH (hormona antidiurética) y hormonas
peptídicas
– Insulina (proteína pequeña)
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• Neuropéptidos
–Producidos por las células
neuroendocrinas (neuronas) en el
hipotálamo
–E.g. oxitocina y la hormona
antidiurética producidos en el
hipotálamo
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Principales
grupos
químicos
de hormonas
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• Secreción de hormonas
• Casi siempre presentes en bajas concentraciones
(approx. > 50 hormonas diferentes circulan a la vez en
el torrente sanguineo)
• Tipicamente regulada por mecanismos de
retroalimentación negativa
– La hormona es liberada como respuesta a
algún cambio en el estado estable del organismo
– Causa una respuesta que contrarresta la
condición de cambio
– Este proceso restaura la homeostasis
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Regulación por retroalimentación negativa
Concentraciones bajas de Ca+ = espasmos musculares = muchas fibras musculares
contraídas a la vez
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
¿Cómo funcionan las hormonas?
• Las hormonas solamente funcionan cuando se
unen a los receptores (proteínas o
glucoproteínas) de los “target cells”
• Llave y cerradura
• Receptores – se construyen y destruyen
constantemente; son proteínas o glicoproteínas
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
¿Cómo funcionan las hormonas?
• “receptor up-regulation” = respuesta a concentraciones
bajas de una hormona / se sintetizan mas receptores
como respuesta a bajas concentraciones de hormonas
• “receptor down-regulation” = respuesta a
concentraciones altas de una hormona. Los receptores
para las hormonas son constantemente sintetizados y
degradados / se degradan receptores como resultado
a altas concentraciones / cambios en señales a genes que
codifican para estos receptores
Alta concentración de insulina en la sangre resulta en bajo
número de receptores de insulina
Esto es causado por la activación de genes que codifican
para los receptores además de otros mecanismos
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• Hormonas esteroides y tiroides
• Moléculas pequeñas hidrofóbicas –
Transportadas en proteínas plasmáticas
– Pasan a través de la membrana plasmática
– Se combinan con receptores dentro de los “target
cells”
– Se forma el complejo hormona-receptor el cual
puede activar o reprimir la transcripción del ARN
mensajero que codifica para proteínas específicas
Sintetizadas del colesterol
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Mechanism of action of steroid hormones
Tambén posee
“ membrane receptors”
Receptors
Hormone receptor complex
Switches genes “on” or “off”
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Hormonas peptídicas
• Las hormonas peptídicas son hidrofílicas y no
entran a los “target cells”
• Son transportadas disueltas en el plasma
• Se mueven hacia dentro y hacia afuera del
torrente sanguineo y se unen a los “target cells”
• Removidas de la sangre por el hígado
(inactivación) y por los riñones (excreción)
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Generalmente no cruzan la membrana celular o
plasmática porque no son solubles en la misma
Se combinan con receptores en la membrana
plasmática de los “target cells”
1. Muchas de las hormonas se unen a los receptores
de proteínas G
Estas hormonas actúan vía transducción de
señales – convierten una señal hormonal
extracelular en una señal intracelular que afecta
algún proceso intracelular
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Acción de las hormonas peptídicas
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Señales mediadas por receptores ligados a
proteinas G
El mecanismo de
acción de las
hormonas que
utilizan receptores
ligados a
proteínas G y a
segundos
mensajeros
Cientos de
receptores
“Signaling cascade”
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Existen dos tipos de proteinas G
1.Una activa la adenil ciclasa (Gs)
2. Otra la inactiva (Gi)
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
El aumento en cAMP es temporero
• El cAMP es degradado por phosphodiesterasas que lo
convierten a AMP
• La actividad de esta substancia depende de la adenil
ciclasa y la fosfodiesterasa
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Los productos de fosfolipidos y los iones
de calcio actuan como mensajeros
secundarios
• La mayoría de las hormonas son mensajeros
primarios
• Llevan a cabo sus acciones mediante
mensajeros secundarios
–Cyclic AMP (cAMP)
–Iones de calcio
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Los productos como
mensajeros secundarios
PIP2 = phosptidylinositol 4,5 biphosphate; DAG = diacylglycerol
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• Inositol trisphosphate (IP3) y
diacylglycerol (DAG)
• Segundos mensajeros que:
–Aumentan la concentración de calcio
–Activan enzimas
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• La concentración de calcio tiene efectos
importantes en un organismo:
a. contracción muscular
b. señales neurales
c. destrucción de microtúbulos
d. coagulación de la sangre
e. activación de enzimas
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2. Receptores ligados a enzimas
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• “Receptor tyrosine kinases”
• Receptores – enzimas transmebranales
• Se unen a factores de crecimiento incluyendo
insulina y factores de crecimiento nerviosos
• Funcionan como enzimas o estan unidas a
enzimas
receptor
sitio enzimático
En esto no hay una molécula G envuelta
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Amplificación de la señal hormonal
• La mayor parte de las hormonas encuentran en
el cuerpo en bajas concentraciones = pueden
regular diversos procesos debido a la
amplificación de las señales
• Ocurre cuando el complejo hormona-receptor
estimula la producción de moleculas
mensajeras secundarias
• Los mensajeros secundarios activan las
moléculas de “protein kinase” que activan
las proteinas dentro de la célula
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• Una molécula de hormona puede activar cientos de
moléculas G, las cuales activan varias
moléculas de adenil ciclasa que a su vez producen
una gran cantidad de cAMP
• Cada cAMP activan una “protein kinase” que a su vez
fosforila muchas proteínas
Mediante una cascada de señales y reacciones una
sola molécula de hormona puede activar varias
proteínas
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Sistemas neuroendocrinos de los
invertebrados
• Cuatro funciones de las hormonas en los
invertebrados
• Hay grupos de organismos que producen
neurohormonas producidas por las neuronas
en vez de las glándulas endocrinas
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• Ayudan a regular
–Metabolismo
–Crecimiento y desarrollo
–Regeneración
–Ecdisis (muda)
–Metamorfosis
–Reproducción y comportamiento
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• Tendencias evolutivas en invertebrados
–Mayor número de neurohormonas y
hormonas secretadas por las glándulas
endocrinas
–Insectos – glándulas endocrinas regulan
metabolismo, crecimiento, desarrollo y
ecdisis
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Los insectos
poseen
glándulas
endocrinas y
neuroendocrinas
Regulación
del
metabolismo,
crecimiento y
la ecdisis en
insectos
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• El sistema endocrino de los vertebrados
• Producen hormonas reguladoras de:
1. crecimiento y desarrollo
2. reproducción
3. metabolismo
4. balance osmótico
5. homeostasis de la sangre
6. respuesta al “stress”
Muchas de las hormonas son reguladas por el
hipotálamo y la pituitaria
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Glándulas endocrinas
humanas
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Some endocrine
glands and their
hormones
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• Homeostasis – concentración normal de hormonas
Problemas con la concentración de las
hormonas (se pierde la homeostasis):
1. hiposecreción – no ocurre suficiente
estimulación
2. hipersecreción – sobre-estímulo
3. receptores defectuosos – las células
blanco” no responden a concentraciones
normales de la hormona
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Consequences of endocrine malfunction
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• Regulación nerviosa y endocrina
• Integrada por el hipotálamo el cual
regula el funcionamiento de la glándula
pituitaria
• El hipotálamo une al sistema nervioso
con el endocrino – anatómica y
fisiológicamente
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La glándula pituitaria (“master gland”)
• La glándula principal del cuerpo humano
• Sus secreciones controlan las funciones de
otras glándulas endocrinas
• Secreta al menos 7 hormonas peptídicas
• Tiene parte anterior y posterior (intermedia
en algunos vertebrados)
• Conectada al hipotálamo por el “pituitary
stalk”
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Actividad del lóbulo posterior
(derivada de tejido cerebral)
• Oxitocina y ADH (antidiuretic hormone o
vasopressina)
• Producidas por el hipotálamo
• Son liberadas por el lóbulo posterior de
la pituitaria
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Neuroendocrine
cells
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Brain
Skull
Hypothalamus
Anterior lobe
of pituitary gland
Pituitary
stalk
Posterior lobe
of pituitary gland
Axons
Posterior lobe of pituitary gland
Capillary
The relationship between
the hypothalamus and
posterior lobe of the
pituitary gland.
Vesicles containing hormones
Hormones
Anterior lobe
of pituitary
gland
Antidiuretic
hormone (ADH)
Oxytocin
Mammary
glands
Kidney tubules
Uterus
Increases permeability
Increased water reabsorption
Stimulates
contraction
Stimulates
milk release
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• El hipotálamo
• Secreta
–“Releasing hormones”
–“Inhibiting hormones”
• Estas substancias regulan la producción de
hormonas por el lóbulo anterior de la
glándula pituitaria
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• Lóbulo anterior de la pituitaria (desarrollada de células
epiteliales)
• Secreta la hormona del crecimiento, prolactina,
hormonas estimuladoras de melanocitos (tienen
funciones diferentes en otros organismos).
• También produce varias hormonas trópicas que
estimulan otras glándulas endocrinas
• Funciona como una glándula endocrina clásica ya que
recibe señales disueltas en el torrente sanguineo y
libera sus secreciones al mismo.
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
The hypothalamus
regulates the
anterior lobe of the
pituitary gland
ACTH – adrenocorticotropic hormone
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Hypothalamus
Biology, Seventh
Brain Edition
CHAPTER 47 Endocrine Regulation
The hypothalamus
regulates the anterior
lobe of the pituitary
gland
Skull
Anterior lobe
of pituitary gland
Posterior lobe
of pituitary gland
Releasing
hormones
Hormones
Portal vein (connects two capillary beds)
Posterior lobe of
pituitary gland
Releasing
hormones
Capillaries
Hormones
Anterior lobe of
pituitary gland
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Copyright
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
The hypothalamus
regulates the anterior
lobe of the pituitary
gland (continued)
Capillaries
Hormones
Anterior lobe of
pituitary gland
Prolactin
Mammary
glands
Produce
milk
Gonadotropic
hormones
Ovary
Produce
gametes and
hormones
Thyroid
stimulating
hormone
Thyroid
gland
Increases
rate of
metabolism
ACTH
Growth
hormone
Adrenal
cortex
Muscle, bone,
and other tissues
Helps regulate
fluid balance;
helps body
cope with stress
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Promotes
growth
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• Hormona del crecimiento (GH)
(somadotropina)
• Hormona anabólica que estimula
el crecimiento del cuerpo
• Estimula al hígado para que produzca
insulin-like growth factors (IGFs) los
cuales promueven el crecimiento de los
huesos y de los otros tejidos y
órganos (efecto indirecto)
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• El hipotálamo controla la producción de GH
mediante:
• La producción de GHRH y GHIH
• Esta hormona controla otros factores tales como:
niveles de azucar en la sangre, contenido de amino
ácidos
• Es un “feedback mechanism”
• El estrés, cantidad de sueño, ejercicio, apoyo
emocional afectan la producción de GH
• Las hormonas de la tiroide y las sexuales son
necesarias para que la GH funcione
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
“Growth factors”
Presencia de otras hormonas (sexuales, tiroides)
GHRH
Pituitary
Hipotálamo
GHIH
GH
Concentración de la hormona en un momento dado
Nivel de azúcar en la sangre
Liver
Concentración de amino ácidos
Sueño
IGF
“Stress”
Aspecto emocional importante
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Dwarfism
Most forms of dwarfism are a result of decreased production of hormones from
the anterior half of the pituitary gland. The most common form is due to
decreases of growth hormone. These decreases during childhood cause the
individual's arms, legs, and other structures to develop normal proportions for
their bodies, but at a decreased rate.
http://www.healthatoz.com/healthatoz/Atoz/common/standard/transform.jsp?requestURI=/healthatoz/Atoz/ency/pituitary_d
warfism.jsp
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Achondroplasia is a result of an autosomal dominant
mutation in the fibroblast growth factor receptor gene 3
(FGFR3), which causes an abnormality of cartilage formation.
FGFR3 normally has a negative regulatory effect on bone
growth. In achondroplasia, the mutated form of the receptor is
constitutively active and this leads to severely shortened
bones.
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Enanismo pituitario
• Deficiencia en la producción de GH
durante la niñez
• Producción insuficiente de “insulin likegrowth factor” – producidas por el
hígado – crecimiento de los huesos
• Cuando los “target tissues”
no responden a la hormona
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Los enanos pituitarios
tienen inteligencia
normal
Bien proporcionados
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• Si los centros de crecimiento de los
huesos estan activos todavía cuando
diagnostica se puede tratar con
inyecciones de GH
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
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Gigantismo
• Pituitaria anterior produce cantidades
excesivas de GH durante la niñez
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Acromegalia
• Ocurre cuando la pituitaria anterior
secreta cantidades excesivas de GH
durante la adultez
Richard Kiel
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
La persona no puede crecer mas pero se
agranda el diámetro de los huesos
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• La glándula tiroide aumenta el metabolismo
• Secreta:
– Tiroxina (T4)
– Tri-iodothyronina (T3)
– Se sintetizan del amino ácido tirosina y el iodo
– Estimula la razón del metabolismo de la mayor
parte de los tejidos corporales
– Estimula la síntesis de proteínas necesarias para
la diferenciación celular
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• Regulación de las secreciones
de la tiroide
• Depende principalmente de
mecanismos de retroalimentación
negativa
–Pituitaria anterior
–Glándula tiroide
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Tiroide alta – pituitaria anterior produce menos
“thyroid stimulating hormone” – la tiroide secreta
menos hormona - homeostasis
Tiroide baja – pituitaria anterior produce mas
“thyroid stimulating hormone” – la tiroide secreta
mas hormona – homeostasis
El frío estimula el hipotálamo para producir mas
TRH
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Regulation of
thyroid
secretion by
negative
feedback
Weather
component
Iodine !
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Problemas con la tiroide
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• Hiposecreción extrema de la tiroide
CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• Cretinismo infantil – retardo mental y físico / se trata
con hormonas
• Myxedema adulta (retardo mental y letargo / hormona
oralmente)
• Hipersecreción de la tiroide
• Enfermedad de Grave’s (autoinmune)
Anticuerpos anormales se unen a los
receptores de TSH activándolos y causando
una mayor producción de hormonas de la
tiroide
La condición conocida como “goiter” esta asociada al crecimiento anormal
de la tiroide por una deficiencia de iodo (sobreproducción de TSH) por la
pituitaria
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Cretinismo
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Myxedema
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Hipertiroidismo (aumento del metabolismo por 60%)
Condición autoinmune
Anticuerpos anormales se unen
a los receptores de TSH y los
activan = aumento en la
producción de hormonas tiroides
Puede ocasionar “goiter” o bocio
(esto puede también ser causado
por hipotiroidismo)
Grave’s disease (forma más común de hipertiroidismo)
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
Hipotiroidismo
Deficiencia de iodo (precursor de la hormona)
La pituitaria anterior responde secretando una
cantidad mayor de TSH y la glándula se recrece
pero como quiera no puede producir la hormona
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• Glándulas paratiroides (tejido que rodea la tiroide)
• Secretan hormona paratiroide (PTH)
– Regula los niveles de calcio en la sangre y fluido
intersticial
– Estimula la extracción de calcio de los huesos y
aumenta la absorción del mismo por los riñones
– Actua mediante una proteína G
– activa la vitamina D que aumenta la absorción de
calcio por los intestinos
• La calcitonina (secretada por la tiroide) actúa
antagonisticamente al PTH – evita que se remueva
calcio de los huesos
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Regulation of calcium homeostasis by PTH
and calcitonin
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Islets of Langerhans
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•
CHAPTER 47 Endocrine Regulation
“Islets of Langerhans” (pancreas – glándula digestiva y
endocrina)
• Secretan insulina (células beta) – hormona anabólica
– Estimula las células a tomar glucosa y de esa forma reduce
los niveles de glucosa en la sangre
– Inhibe la producción de glucosa por las células del hígado
– Aumenta la síntesis de proteínas en la sangre
– Promueve la transcripción y traducción
– Promueve el almacenamiento de los ácidos grasos en el tejido
adiposo
– Ayuda a regular el metabolismo de grasas y proteinas (promueve
su almacenaje)
• Secretan glucagon (células alpha)
– Aumenta la concentración de azúcar en la sangre
– Estimula las células del hígado a convertir glucógeno en glucosa
– Estimula la producción de glucosa
– LA GLUCOSA ES ESCENCIAL COMO COMBUSTIBLE DE LAS
NEURONAS – Es el único que pueden utilizar
• Diabetes mellitus
– Resulta en la disminución del uso de la glucosa = conc. altas de
glucosa en la sangre
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CHAPTER 47 Endocrine Regulation
• La concentración de glucosa en la sangre la
controla directamente la secreción de insulina y
glucagón
• Alta concentración de glucosa – células b –
liberan insulina – baja concentración de glucosa
- homeostasis
• Baja concentración de glucosa – células a –
secretan glucagón – alta concentración de
glucosa - homeostasis
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Adrenal gland
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• Glándulas adrenales
• Secreta hormonas que ayudan al cuerpo a lidear con
el estrés
• La médula adrenal secreta (neuroendocrino):
– Epinefrina
– Norepinefrina
• La corteza adrenal secreta:
– Hormonas sexuales
– Miberalocorticoides (Aldosterona)
– glucocorticoides
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Aldosterona
• Hace que los rinoñes absorban sodio
y liberen potasio
• Aumenta el volumen del fluido extra
celular = mayor volumen sanguíneo =
mayor presión arterial
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Bajos niveles de aldosterona
• Se secretan grandes cantidades de
sodio en la orina
• Se pierde agua = bajo volumen de
sangre = baja presión arterial
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Cortisol
• Ayuda a asegurar que la cantidad de
combustible sea suficiente en momentos
de estres
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Copyright © 2005 Brooks/Cole — Thomson Learning
Fig. 48-13, p. 1044
Biology, Seventh Edition
Response
to stress
CHAPTER 47 Endocrine Regulation
La corteza adrenal sintetiza precursores
de las hormonas sexuales
Adrenocortitrophic
Estrés crónico
Hidrocortisona
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