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Mecanismo de acción de Glucocorticoides (Cortisol) y Catecolaminas (Adrenalina) Objetivos de la clase: Glucocorticoides Conocer las hormonas secretadas en la corteza suprarrenal Distinguir las diferencias estructurales y los mecanismos de control de la secreción de las hormonas de la corteza suprarrenal Mencionar las hormonas esteroides de corteza y sus tejidos blanco Conocer el mecanismo general de acción de una hormona esteroide de la familia de los glucocorticoides: el Cortisol. Hormonas de la Corteza Suprarrenal CICLOPENTANOPERHIDROFENANTRENO HORMONAS DE LA CORTEZA SUPRARRENAL ACTH activa 20,22-DMA P-450scc (Mit) (mediadora de transporte de colesterol de MME hacia matriz) hidroxilación en 20 y 22, y ruptura (6 C) de la cadena lateral en C17) (REL) (Mit) (REL) (REL) (Mit) 20,22-DMA: 20,22-desmolasa P-450scc: enzima de escisión de cadena lateral con citocromo P-450 Mit: mitocondria; REL: retículo endoplásmico liso 20,22- DMA P-450scc (11-beta)-11,17,21-trihidroxi-pregn4-ene-3,20-diona CORTISOL • • Glucocorticoide más importante y abundante en el ser humano Transporte en plasma: • • • 10% libre (forma activa) 75% unido a CBG (globulina transportadora de corticoides o transcortina) 15% unido a albúmina • Vida media: 70-120 min • Inactivación: Hígado • • Reducción del doble enlace y del grupo cetona en C3 a –OH • Conjugación con ác. Glucurónico y con sulfato Excreción: • por bilis a intestino (reabsorción parcial) • por orina Ritmo circadiano de secreción La superfamilia de receptores esteroides Receptor de cortisol Receptor de aldosterona Receptor de estrógenos Receptor de progesterona Receptor de Vit. D3 Receptor de T3 Receptor de ác. retinoico Dominios del receptor de cortisol Dedos de Zn Dominio de transactivación Dominio de transactivación t1 t2 Dominio de Unión al ligando (Hormona) Dominio de dimerización Dominio de Unión al DNA LC/NE: locus ceruleo / Norepinefrina Acciones del Cortisol Inflamación e Inmunidad En concentraciones normales: deprimen actividad de Sistema Inmune En concentraciones superiores a normales: potente antiinflamatorio y depresor de la Respuesta Inmune: En sangre periférica: ○ estimula apoptosis de Linfocitos → ↓ nº de L circulantes ○ ↓ eosinófilos ○ ↓ diferenciación de monocitos en macrófagos ○ ↓ actividad fagocitaria y citotóxica de macrófagos (estabiliza membrana → ↓ liberación de Ezs proinflamatorias. Utilidad Clínica: atenuar las consecuencias de RI: Indeseables: alergias Exageradas: anafilácticas En procesos inflamatorios crónicos: ej artritis reumatoide En reacción de rechazo de órganos trasplantados CORTISOL Mecanismo de acción sobre Respuesta Inmune Modulación de expresión de genes específicos: Represión de genes que codifican: ○ Citoquinas: Interleuquina 1 y FNT ○ Ezs proinflamatorias: Ciclooxigenasa, COX-2, NOS (ox nítrico sintetasa) Inducción de genes que codifican: ○ Proteínas y péptidos antiinflamarorios: inhib de proteasas, lipocortina 1, anexinas Unión del GR-Cort a NFkB (factor de transcripción): previene la iniciación del proceso inflamatorio. Preguntitas MEDULA ADRENAL CATECOLAMINAS MEDULA ADRENAL Objetivos de la clase: conocer y comprender: Etapas de la biosíntesis de catecolaminas. Mecanismo de secreción y su regulación. Formas de transporte. Degradación. Vida media. Receptores de Catecolaminas. Mecanismos de Acción. Acciones Biológicas. MEDULA ADRENAL CARACTERISTICAS GENERALES Ocupa 10% glándula adrenal. Ganglio Nervioso sin extensiones axonales. Células cromafines. Neuroectodermo. Unidad anatomofuncional: S.N.Simpático-Medula Adrenal Catecolaminas: Adrenalina (A); Noradrenalina (NA); Dopamina (DA) Neoplasias Feocromocitoma Neuroblastoma CATECOLAMINAS Estructuras y Biosíntesis CITOSOL Gránulo Cromafín Gránulo Cromafín VMAT (Transportador vesicular de monoaminas) Enzimas de la Síntesis de Catecolaminas 1. Tirosina-Hidroxilasa: regula síntesis de catecolaminas Sustratos: tirosina y O2 Fe2+ y tetrahidrobiopteridina (TH4) Regulación de actividad enzimática: niveles intracelulares de catecolaminas: alostérica (corto plazo) y transcripcional (mediano plazo) 2. 4. Inhibida por Dopamina, Noradrenalina y adrenalina Estimulada por fosforilación dependiente de AMPc Existen 4 isoformas, cada una con diferente regulación. DOPA-descarboxilasa (Aminoácido Aromático Descarboxilasa) Cofactor: Piridoxal-fosfato Es inespecífica 3. Dopamina b-Hidroxilasa Vesicular Feniletanolamina-N-Metil-Transferasa Grupo Prostético: Cu2+ S-Adenosil-Metionina, O2 y Mg+2 O2, Acido ascórbico Regulación Regulación Transcripcional GCC Cortisol (expresión génica) PK AMPc-dependiente Colinérgicos (expresión génica) Adrenalina (disminuye actividad) GCC: glucocorticoides PK: proteínquinasa Gránulos Cromafines: vesículas rodeadas de membrana Biosíntesis, almacenamiento, protección Contienen los productos de secreción Componentes de membrana ○ ○ Trasportadores vesiculares de monoaminas (VMATs) H+ ATPasa: mantiene gradiente (la entrada de monoaminas requiere E, suministrada por ATP) Componentes intravesiculares ○ ○ ○ ○ ○ ○ 80 % Adrenalina 20 % Noradrenalina ATP, Ca+2, Acido ascórbico Cromograninas Enzima Dopamina b-Hidroxilasa Neuropéptido Y, Encefalinas. Secreción de Catecolaminas Estímulo para la síntesis y secreción: Situación de peligro o estrés Estrés → Respuesta neuronal → Transmisión a la médula adrenal por una Neurona acetilcolinérgica preganglionar Secreción de acetilcolina por fibras preganglionares Activación de Rc colinérgicos (nicotínicos) y apertura de canales de Na+ Entrada de Na+ y despolarización de membrana de célula cromafín Aparición de potencial de acción que se transmite al canal de Ca2+ Apertura canales de Ca+2 activados por voltaje Ca2+ ingresa en las células Ca2+ Acetilcolina Na+ Canal de Ca2+ Operado por Voltaje Ca2+ Na+ Receptor Colinérgico Nicotínico Secreción de Catecolaminas: Exocitosis Exocitosis dependiente de Ca+2 Aumento de Ca2+ intracelular: señal que pone en marcha el proceso de fusión de membranas: Desplazamiento de las vesículas hacia la membrana plasmática (MP) Fusión de la membrana de la vesícula con la MP Liberación del contenido de las vesículas en espacio intersticial: Exocitosis: catecolaminas, adenilatos, etc. Recirculación de vesículas: Endocitosis por fusión con endosoma temprano y formación de nuevas vesículas Circulación 50% unida a albúmina Vida media: 10-100 segundos Regulación de la Secreción de Catecolaminas Descarga impulsos nerviosos por fibras simpáticas preganglionares. Estimulación de autorreceptores presinápticos (a2 y b2 adrenérgicos). (anclaje) Receptores presinápticos que se activan por otros neuromoduladores u hormonas. PNMT: feniletanolamina-N-metil-transferasa; NEP: norepinefrina (adrenalina); EP: epinefrina (adrenalina) Receptores - Mecanismos de Acción: Unión a Rc de MP de células efectoras Receptores de Superficie Celular acoplados a Proteínas G: GPCR (G Protein Coupled Receptors): Rc transmembrana de 7 dominios Adrenérgicos: NA y A a-adrenérgicos: Noradrenalina tiene mayor efecto. ○ a1:. Postsinápticos: contracción de músculo liso vascular ○ a2: Pre y Postsinápticos: relajación de músculo liso Adrenalina más activa. Postsinápticos. ○ β1: Cardioselectivos ○ β2: Broncodilatadores ○ β3: Lipolíticos b-adrenérgicos: Dopaminérgicos: DA D1, D5: AMPc D2 , D4: AMPc D3 3 IP3: inositol-trifosfato DAG: diacilglicerol Respuestas a la Activación de Receptores Adrenérgicos a1 a2 •Vasoconstricción •Incremento de la resistencia periférica •Incremento de la presión sanguínea •Midriasis •Disminución de la secreción de Insulina •Contracción del esfínter vesical b1 •Contracción miocárdica •Aumento frecuencia •Aumento de la fuerza •Aumento de la lipólisis •Inhibición secreción de noradrenalina •Relajación músculo liso vías Gi •Inhibición de: •Lipólisis •Liberación de renina •Agregación plaquetaria •Secreción de insulina b2 •Relajación músculos lisos •Bronquios •Vasos sanguíneos •Útero •Vías gastrointestinales •Estimula secreción •Insulina, Glucagón, •Renina •Estimula glucógenolisis muscular y hepática •Estimula gluconeogénesis •Estimula captación de K+ b3 •Aumento de la lipólisis •Termogénesis •¿Inotropismo negativo? •¿Vasodilatación? Efectos Biológicos de las Catecolaminas 1. Cardíaca: Incremento en la velocidad y fuerza de contracción del músculo cardíaco (inotrópico y cronotrópico positivo). 2. Vascular: Vasodilatación (lecho del músculo esquelético) y vasoconstricción (especialmente piel, mucosas y riñón). 3. Ocular: Dilatación de las pupilas (midriasis) y disminución presión intraocular. 4. Respiratorio: broncodilatación y disminuye secreción bronquial 5. Gastrointestinal: disminuye tono, motilidad y secreción. 6. SNC: no atraviesan la BHE. Cefalea, nerviosismo y temblor son indirectos. 7. Metabolismo: aumento del consumo de O2 y temperatura corporal. Hepático: glucógenolisis y gluconeogenesis. Músculo esquelético: glucógenolisis. Tejido adiposo: estimula la lipólisis, provee ácidos grasos para ser utilizados como energía en otros tejidos. Modificaciones Enzimáticas Catabolismo de Catecolaminas Catecolaminas (A y NA) Metabolismo Enzimático “Recaptación” (Principal) Captación 1 Captación 2 Neuronal Alta afinidad Selectivo Bloqueado por Cocaína MAO COMT Extraneuronal No Específico Bloqueado por GCC GCC: glucocorticoides Catabolismo de Catecolaminas: hígado y otros tejs Catecol-Orto-Metil-Transferasa (COMT): metilación en C3. Se encuentra primariamente en citosol de tejidos (todos) no neuronal. Dador de CH3: S-adenosilmetionina. Cofactor: Ca+2. Monoaminooxidasa (MAO): desaminación oxidativa. Se encuentra primariamente en membrana mitocondrial externa de tejido neuronal, hígado, riñón e intestino: Excreción: por orina, como glucuronato o sulfato. Adaptación al Estrés (1) Adaptación al Estrés (2) Respuesta Hormonal a la Hipoglucemia Valores de Referencia de glucosa: 70-110 mg/dl Glucemia Respuesta Función en la Prevención (mg/dl) > 85 ↑ Insulina 80-85 ↓ Insulina Fundamental, primera defensa 65-70 ↑ Glucagon Fundamental en contrarregulación de la glucosa 65-70 ↑ Adrenalina Esencial en déficit de glucagon o hipoglucemia aguda. 60-65 ↑ Cortisol 60-65 ↑ Hormona Crecimiento 50-55 < 50 Signos y Sintomas Comportamiento de defensa rápido (alimentos) ↓ Conocimiento Afecta conducta de defensa Conclusión acerca del Sistema Simpático Adrenal Preparan al organismo para enfrentar situaciones de emergencia o estrés que requieren gasto extra de energía Alarma Ejercicio Traumatismo Hipoglucemia Hemorragias Distrés emocional Respuesta inmediata: por SNA Efectos directos e indirectos (otras hormonas y cambios flujo sanguíneo). Las acciones de las hormonas pueden tener efectos opuestos dependiendo del receptor sobre el que actúen La A y NA tienen efectos similares cuando actúan sobre el mismo tipo de receptor. Últimas preguntas