Biología Unidad 3 PDF

## 28 Organización del sistema endocrino - El sistema endocrino, en conjunto con el sistema nervioso, son los principales encargados de mantener el equilibrio del medio interno. - Controlan y coordinan la función de los otros sistemas, por lo cual son piezas claves en la adaptación del organismo a...

## 28 Organización del sistema endocrino - El sistema endocrino, en conjunto con el sistema nervioso, son los principales encargados de mantener el equilibrio del medio interno. - Controlan y coordinan la función de los otros sistemas, por lo cual son piezas claves en la adaptación del organismo a los cambios que ocurren en el medio externo e interno. - El sistema endocrino controla el metabolismo, la concentración de iones y de diversas sustancias en la sangre y el nivel de agua en el cuerpo. - Regula procesos como la reproducción, el crecimiento, el desarrollo y el sueño. - Está formado por glándulas endocrinas, que producen y secretan hormonas al torrente sanguíneo. - La función de las hormonas consiste en actuar como mensajeros, ejerciendo su acción a distancia sobre células blanco que poseen receptores específicos que reconocen la presencia de la hormona. ### Localización anatómica de las principales glándulas endocrinas - Paratiroides (detrás de la tiroides) - Hipotálamo - Hipófisis - Tiroides - Glándulas suprarrenales - Páncreas - Ovarios (mujer) - Testiculos (hombre) ### Hormonas y su clasificación - **Según su naturaleza química, las hormonas se pueden clasificar en:** - **Proteínas y polipéptidos:** Las hormonas peptídicas se sintetizan siguiendo el mecanismo general de síntesis de proteínas. - Se almacenan en gránulos secretores hasta que un estímulo gatilla su liberación al medio extracelular. - Ejemplo de este tipo de hormonas son las secretadas por la hipófisis, la paratiroides y el páncreas. - **Simbología:** - Cys: cisteína - Tyr: tirosina - Phe: fenilalanina - GIn: glutamina - Asn: asparagina - Pro: prolina - Arg: arginina - Gly: glicina - **Esteroides:** Son producidas a partir de colesterol mediante una cadena de reacciones enzimáticas. - Se difunden a través de la membrana plasmática hacia el líquido intersticial y luego son vertidas en la sangre. - Viajan hasta sus células blanco unidas a proteínas transportadoras. - Algunas hormonas de este tipo son las secretadas por la corteza suprarrenal y las gónadas. - **Derivados del aminoácido tirosina:** Las hormonas amínicas se originan por modificación enzimática del aminoácido tirosina. - Permanecen en el citoplasma de la célula endocrina, y luego al ser liberadas en el torrente sanguíneo, se unen a proteínas plasmáticas que las conducen hasta sus células banco. - Entre este tipo de hormonas se encuentran aquellas secretadas por la tiroides y la médula suprarrenal. ### Órganos endocrinos - Otros órganos que tienen la capacidad de secretar hormonas, pero cuya función principal es distinta a la endocrina, son: - Los riñones, que producen la hormona eritropoyetina - El corazón, que produce la atriopeptina - El estómago, que produce gastrina - El intestino, que libera secretina ## 29 Mecanismos de acción hormonal - Los receptores hormonales pueden estar localizados en la membrana plasmática, tales como los receptores de hormonas peptídicas, y en el citoplasma o en el núcleo celular, como los receptores de hormonas amínicas y esteroidales. - El mecanismo de acción hormonal más común es el genómico, el cual implica la regulación de la expresión de determinados genes. - En este mecanismo de acción hormonal pueden participar tanto receptores de membrana como receptores intracelulares. - Los receptores hormonales de tipo citoplasmático o nuclear se unen a la hormona formando el complejo hormona-receptor. - Este complejo contiene regiones especiales en su estructura, a través de las cuales se puede unir directamente a secuencias específicas del ADN, regulando así la expresión de un gen determinado y de esta forma activando la síntesis de proteínas. - Estas proteínas pueden ser enzimas, proteínas estructurales, receptores de la membrana plasmática y otros productos, tales como hormonas peptídicas, que serán secretados por la célula. - Finalmente, la respuesta celular a la hormona dependerá del tipo de célula y del gen que se active. - Esta respuesta abarca todos los cambios en el funcionamiento y en la estructura de la célula que han sido provocados por las proteínas recién sintetizadas. - Cuando el receptor que participa es de membrana, la unión de la hormona al receptor provoca la activación de proteínas con actividad catalítica, principalmente enzimas quinasas, las cuales gatillan el aumento de concentración de moléculas señal, llamadas segundos mensajeros, tales como calcio (Ca+2), AMP cíclico (AMPc) o fosfatidilinositol (IP3), que pueden promover cambios en la expresión de determinados genes. - La presencia de proteínas citoplasmáticas que acompañan al receptor hormonal, puede determinar que el mecanismo de acción sea de tipo no genómico, es decir, que no involucre la regulación de la expresión génica, sino que modificaciones en la actividad de otras proteínas citoplasmáticas y/o en la concentración de segundos mensajeros, terminando en eventos como movilización de proteínas en la célula o secreción de moléculas al espacio extracelular. ## 30 Regulación de la secreción hormonal ### Retroalimentación negativa - Una forma de regulación muy frecuente de la secreción hormonal se conoce como retroalimentación negativa o retroinhibición. - Este mecanismo consiste en que la respuesta de la célula blanco a una señal hormonal inhibe la secreción de hormonas por parte de la glándula endocrina. - Por ejemplo, si la respuesta de la célula blanco a la señal hormonal consiste en la liberación de una determinada molécula al medio extracelular, la glándula endocrina detecta el aumento de concentración de la molécula liberada por la célula blanco y, como consecuencia, inhibe la secreción de hormonas. - Al contrario, si la cantidad de producto liberado por la célula blanco disminuye, la glándula endocrina lo compensa aumentando la secreción de hormonas. - Un ejemplo de retroalimentación negativa se da en la secreción de cortisol por la corteza suprarrenal. - En este caso, la hormona ACTH secretada por la hipófisis estimula la corteza suprarrenal para que secrete cortisol. - El aumento de los niveles sanguíneos de esta última hormona, inhibe la secreción de ACTH por parte de la hipófisis, y con ello la corteza suprarrenal deja de ser estimulada para la liberación de cortisol. ### Retroalimentación positiva - Aunque la retroalimentación negativa es el mecanismo de regulación más común, en algunos casos puede ocurrir una retroalimentación positiva. - En este caso, la respuesta de la célula blanco a la señal hormonal aumenta la secreción de hormona por parte de la glándula endocrina. - La retroalimentación positiva es un mecanismo de control de la secreción hormonal que se utiliza cuando se requiere alcanzar altos niveles de respuesta para que la función fisiológica sea normal. - Luego de lograr un nivel suficiente de respuesta, comienza a operar el mecanismo de retroalimentación negativa. - Un ejemplo de este mecanismo de regulación ocurre durante el parto con la secreción de oxitocina. - Esta hormona es producida por el hipotálamo y secretada por la neurohipófisis. Su efecto consiste en estimular las contracciones uterinas que empujan al feto por el canal del parto. - A través de un mecanismo de retroalimentación positiva, estas mismas contracciones uterinas producidas por la oxitocina estimulan la liberación de mayor cantidad de oxitocina a la sangre, lo que trae como resultado el aumento de las contracciones. - Después de que el bebé es expulsado del útero, las contracciones disminuyen y con ello termina este ciclo de retroalimentación. ## 29 Mecanismos de acción hormonal - Los receptores hormonales pueden estar localizados en la membrana plasmática, tales como los receptores de hormonas peptídicas; y en el citoplasma o en el núcleo celular, como los receptores de hormonas amínicas y esteroidales. ## 30 Regulación de la secreción hormonal ### Retroalimentación negativa - Una forma de regulación muy frecuente de la secreción hormonal se conoce como retroalimentación negativa o retroinhibición. ## 31 Regulación hormonal - La liberación de una hormona hacia el torrente sanguíneo depende de los requerimientos metabólicos del organismo. ## 32 Hormonas y sus aplicaciones ### Las hormonas vegetales - En las plantas, las hormonas vegetales o reguladores del crecimiento son sustancias químicas producidas en un determinado tejido y que luego son transportadas hacia otro donde actúan a concentraciones muy bajas, desencadenando una respuesta fisiológica determinada. - Actualmente se han identificado cinco tipos de hormonas vegetales: - Las auxinas - Las citoquininas - El etileno - El ácido abscícico - Las giberelinas - El uso de las hormonas vegetales en la agroindustria ha permitido mejorar la producción de diversos cultivos. ### Aplicaciones comerciales de las hormonas animales - Debido al rol de las hormonas en la regulación de diversos procesos fisiológicos, la posibilidad de controlar experimentalmente su producción es un desafío tanto para la investigación científica como para la industria. - Uno de los avances más significativos en este ámbito lo ha entregado la ingeniería genética. - Los biotecnólogos han logrado introducir en bacterias genes humanos de diversas hormonas. - De esta forma, las bacterias producen grandes cantidades de la hormona de interés, la que luego es extraída, purificada e inyectada en seres humanos que presentan deficiencia en la producción de la hormona. - Un ejemplo de esto es la producción de la insulina y de la hormona del crecimiento por la bacteria Escherichia coli. - Otra aplicación del uso de hormonas es en la producción del ganado vacuno. - Para obtener mayores tasas de crecimiento mejorando la producción de carne en estos animales, se usan compuestos llamados anabolizantes, los cuales aumentan la cantidad de masa proteica del animal. - Los anabolizantes más utilizados en la industria ganadera son hormonas, entre ellas los estrógenos, la progesterona y la testosterona. - Estas hormonas aumentan la síntesis proteica en el animal pero también ejercen otros efectos, como el aumento de la velocidad de crecimiento, la redistribución de la grasa corporal, el aumento de la capacidad muscular y una mejor utilización de los nutrientes. - Sin embargo, en varios países se ha restringido el consumo de carne de vacuno sometida a tratamientos hormonales, pues según algunos estudios estos procedimientos podrían tener un efecto nocivo sobre los consumidores.