Sesión 4 Papel del Sistema Endocrino (II) PDF

GUIONES SEMINARIOS FISIOLOGÍA MOLECULAR ANIMALES SESIÓN 4: RELEVANCIA FISIOLÓGICA DEL CONTROL DE LAS FUNCIONES DEL ORGANISMO PARA LA SUPERVIVENCIA DE LOS ANIMALES Papel del Sistema Endocrino en el control de funciones (II): Integrac...

GUIONES SEMINARIOS FISIOLOGÍA MOLECULAR ANIMALES SESIÓN 4: RELEVANCIA FISIOLÓGICA DEL CONTROL DE LAS FUNCIONES DEL ORGANISMO PARA LA SUPERVIVENCIA DE LOS ANIMALES Papel del Sistema Endocrino en el control de funciones (II): Integración Neuroendocrina PROFESORA: Leonor Pinilla Jurado Catedrática Fisiología. Departamento de Biología Celular, Fisiología e Inmunología SEMINARIOS FISIOLOGÍA DEL SISTEMA ENDOCRINO Bloque 1: GENERALIDADES DEL SISTEMA ENDOCRINO - TIPOS DE CONTROL ENDOCRINO DE FUNCIONES - NIVELES DE CONTROL DEL SISTEMA ENDOCRINO - HORMONAS - Definiciones - Tipos - Clasificación según lugar de síntesis - Clasificación según distribución de sus receptores - Clasificación según naturaleza química - Síntesis - Receptores hormonales: Mecanismo de acción - Almacenamiento - Liberación - Control sistema endocrino Bloque 2: INTEGRACIÓN NEUROENDOCRINA - ANTECEDENTES HISTÓRICOS NACIMIENTO NE - EJE SIMPATO-ADRENO-MEDULAR - Constituyentes - Funcionamiento - EJES HIPOTÁLAMO-HIPOFISARIOS - Constituyentes - Hormonas adenohipofisarias - Nacimiento y desarrollo de la Neuroendocrinología - Hormonas hipotalámicas - Ejes neuroendocrinos hipotálamo-hipofisarios GENERALIDADES INTEGRACIÓN NEUROENDOCRINA ANTECEDENTES HISTÓRICOS - En animales, todas las funciones que llevan a cabo están reguladas por dos grandes sistemas de control: el Sistema Nervioso (SN) y el Sistema Endocrino (SE) - Hasta 1938 se pensaba que ambos sistemas funcionaban de forma independiente  el SN se encargaba del control de una serie de funciones (Ej. movimientos) y el SE del control de las funciones que no estaban controladas por el SN (Ej. función reproductora) - Además de funcionar de forma independiente, se pensaba que ambos sistemas tenían grandes diferencias en su forma de actuar. Por Ej. En cuanto a las señales empleadas para transmitir sus órdenes, el origen de la orden y la localización del efector de la orden, la duración de los efectos una vez finalizada la orden etc - En líneas generales, hasta 1938 se pensaba que (Ver Tabla adjunta): - El Sistema Nervioso: - Enviaba sus órdenes a células vecinas que estaban unidas entre sí en el caso de las sinapsis eléctricas o separadas por el espacio sináptico en el caso de las sinapsis químicas y de la unión neuromuscular. Las órdenes nerviosas se transmitían muy rápidamente a una localización muy concreta y, una vez finalizada la orden, el efecto terminaba de forma inmediata - El Sistema Endocrino: - Enviaba sus órdenes a células lejanas a través de la sangre. Las órdenes vehiculadas por hormonas tardaban desde minutos hasta horas en evidenciarse, podían afectar a varias estructuras y los efectos tardaban en desaparecer desde minutos hasta días, años e incluso, algunos efectos llegan a no desaparecer nunca Sistema Sistema Nervioso Endocrino Origen de la orden Neuronas Glándulas endocrinas Señal utilizada Neurotransmisores Hormonas transmisión orden Distancia a órgano Ninguna o pocas μ Mucha efector (espacio sináptico) (órgano a distancia) Latencia entre orden y Milisegundos Minutos/horas/días respuesta Latencia entre final Milisegundos Minutos/horas/días orden y final respuesta Duración efectos Sólo mientras señal Minutos/horas/días/años Tipo respuesta Local Difusa GENERALIDADES INTEGRACIÓN NEUROENDOCRINA ANTECEDENTES HISTÓRICOS - En 1938, Geoffrey W. Harris realiza en Cambridge (Inglaterra) una serie de experimentos que pusieron de manifiesto que el hipotálamo (parte del SN), a través de modificar la producción de hormonas (gonadotropinas LH y FSH) por la hipófisis (SE), intervenía en el control de la función reproductora  - El SN y el SE se coordinan para controlar la función reproductora  Nacimiento de una nueva rama de la Fisiología que se denominó NEUROENDOCRINOLOGÍA y que se encarga del estudio de la integración del funcionamiento de los sistemas nervioso y endocrino en los animales para controlar numerosas funciones del organismo (Ej. función reproductora, la respuesta del organismo al estrés, el control del metabolismo, el control de la ingesta de alimentos, el control hidroelectrolítico, etc) DEFINICIÓN DE INTEGRACIÓN NEUROENDOCRINA: La coordinación del SN y el SE para controlar las principales funciones del organismo NIVELES DE INTEGRACIÓN NEUROENDOCRINA: - Eje Simpato-Adreno-Medular: - SN (neuronas preganglionares simpáticas) / SE (C. cromafines de la médula adrenal) - Ejes Hipotálamo-Hipofisarios: - SN (neuronas hipotalámicas) / SE (células de la adenohipófisis)  EJE SIMPATO-ADRENO- MEDULAR CONSTITUYENTES DE LAS GLÁNDULAS ADRENALES: - Corteza adrenal: Síntesis de hormonas de naturaleza esteroidea - Capa glomerular (15% total de la corteza) - Capa más externa de corteza - Síntetiza mineralocorticoides (Aldosterona y Corticosterona) - Interviene en el control hidroelectrolítico - Capa fascicular (75% total de la corteza) - Capa intermedia de corteza - Sintetiza glucocorticoides (Cortisol y 11-desoxicortisol) - Interviene en el control principios inmediatos en sangre, control actividad del sistema inmune y respuesta del organismo al estrés - Capa reticular (10% total de corteza) - Capa más interna de corteza - Sintetiza andrógenos (Dehidroepiandrosterona y Androstenediona) - Refuerza el efecto de los andrógenos gonadales - Médula adrenal: Síntesis de hormonas de naturaleza amina - Células cromafines - Refuerza el efecto de estímulo simpático en todas las estructuras CONSTITUYENTES DE LAS GLÁNDULAS ADRENALES Corteza  EJE SIMPATO-ADRENO- MEDULAR CONSTITUYENTES: - Por parte del Sistema Nervioso: - Neuronas preganglionares simpáticas - Soma en la médula espinal (segmentos torácicos 10, 11 y 12 y lumbar 1) - Axón llega a células cromafines de la médula adrenal - Neuronas colinérgicas que sintetizan y liberan acetilcolina (Ach) - Por parte del Sistema Endocrino: - Células cromafines de la médula adrenal - Localización en la médula adrenal - Sintetizan almacenan y liberan a la sangre Adrenalina (A) o Epinefrina (E) (80%) y Noradrenalina (NA) o Norepinefrina (NE) (20%) - Presentan en su membrana. Receptores nicotínicos de Ach para poder responder al estímulo de la neurona preganglionar simpática - Canales de Na+ y Ca2+ dependientes de voltaje que se abren cuando la Ach se une al receptor nicotínico, lo que permite la entrada masiva de Na+ y Ca2+ al interior celular y la liberación de A y NA a la sangre - La A y NA circulante procede toda de la médula adrenal y su función es amplificar los efectos del estímulo simpático en todas las estructuras CONSTITUYENTES DE LAS GLÁNDULAS ADRENALES Corteza NA A A A A Cara externa Célula cromafín Cara interna Receptor nicotínico Ach Terminal axónico de la neurona preglanglionar simpática - El eje Simpato-Adreno-Medular, a través de la liberación a la sangre de A y NA, se encarga de amplificar los efectos del estímulo simpático en todas las estructuras inervadas por neuronas postganglionares simpáticas (neuronas adrenérgicas que sintetizan y liberan NA y A) - Las células cromafines de la médula adrenal funcionan como una enorme neurona postganglionar simpática NA y A Ach Médula espinal (T1-T12 y L1-L3) Médula espinal (T10-T12 y L1) Ach A y NA A y NA ADRENALES SÍNTESIS DE HORMONAS EN LAS CÉLULAS CROMAFINES Se sintetizan a partir de modificaciones de un único amino ácido (tirosina) COOH  OH- -CH2-CH-NH2 TIROSINA O2 + BH4 Tirosinhidroxilasa H2O + BH2 OH  COOH  3,4-dihidroxifenilalanina CITOPLASMA Grupo -CH2-CH-NH2 catecol OH- (DOPA) DOPA decarboxilasa CO2 OH  OH- -CH2-CH2-NH2 DOPAMINA O2 + ác. Ascórbico (red) Dopamina--hidroxilasa H2O + ác. Ascórbico (ox) GRÁNULO CROMAFÍN OH  OH- -CH-CH2-NH2 NORADRENALINA  OH S-adenosilmetionina Feniletanolamina N-metiltransferasa S-adenosilhomocisteína (PNMT) OH CITOPLASMA  OH- -CH-CH2-NH-CH3  OH ADRENALINA LIBERACIÓN DE CATECOLAMINAS POR LA MÉDULA ADRENAL: - Estímulo simpático  Liberación de Ach - Unión de la Ach al receptor nicotínico de la cara interna de la célula cromafín  - Aumento de la permeabilidad de la membrana al Na+  Entrada de Na+ y despolarización de la célula cromafín - Aumento de la permeabilidad al Ca2+  entrada de Ca2+ a la célula cromafín - Fusión de la membrana de los gránulos que contienen las catecolaminas con la membrana de la célula cromafín - Exocitosis del contenido de los gránulos al torrente circulatorio A A NA A Cara externa Ca2+ Ca2+ Na+ Na+ Célula cromafín Cara interna Receptor nicotínico Ach Potencial de acción en el terminal axónico de la neurona preglanglionar simpática MECANISMO DE ACCIÓN - La A y la NA ejercen sus acciones tras su unión a receptores de membrana acoplados a proteínas G y reciben el nombre de: receptores adrenérgicos (Ahlquist 1948). TIPOS - -adrenérgicos: Mayor afinidad por NA - 1 → Gplc → IP3 y DAG   Ca2+ intracelular (2º mensajero) - 2 - 2a → Gi →  AC   AMPc (2º mensajero) - 2b → Gk → apertura canales de K+  hiperpolarización celular -  - adrenérgicos: Mayor afinidad por A - 1 - 2 Gs →  AC   AMPc (2º mensajero) - 3 ACCIONES METABÓLICAS DE LAS CATECOLAMINAS (A y NA) OREXIGÉNICAS  G.C.  Insulina  Frec. respiratoria Glucagón RG Glucagón Insulina A.G. T3 y T4 PÁNCREAS O2 AA A.G. Lipolisis Tej. Adiposo Glucosa AA T3 y T4 Glucolisis Tiroides O2 O2 Glucosa Glucosa ATP O2 HÍGADO (energía) ACCIONES DE LAS HORMONAS DE LA MÉDULA ADRENAL ACCIONES ADRENALINA Y NORADRENALINA DE MÉDULA ADRENAL CONTROL SÍNTESIS DE HORMONAS POR LA MÉDULA ADRENAL: - NERVIOSO - Estímulo simpático  Estímulo de la síntesis y liberación de A y NA - METABÓLICO - Hipoglucemia  Estímulo de la liberación de A y NA - ENDOCRINO - ACTH  Estímulo de la síntesis de A y NA - Cortisol  Estímulo de la síntesis de A y NA - A y NA  Inhibición de la síntesis de A y NA COOH  OH- -CH2-CHNH2 Tirosina O2 + BH4 Estimulada por Ach, ACTH y Cortisol Tirosinhidroxilasa H2O + BH2 Inhibida por A y NA OH  COOH  OH- -CH2-CHNH2 3,4-dihidroxifenilalanina (DOPA) DOPA decarboxilasa OH CO2  OH- -CH2CH2NH2 DOPAMINA O2 + ác. Ascórbico H2O + ác. Ascórbico Dopamina--hidroxilasa Estimulada por Ach y ACTH OH Inhibida por A NA  OH- -CH2CH2NH2  NORADRENALINA S-adenosilmetionina OH Feniletanolamina N-metiltransferasa Estimulada por Cortisol S-adenosilhomocisteína Inhibida por A OH (PNMT)  OH- -CH2CH2NHCH3  OH ADRENALINA INTEGRACIÓN NEUROENDOCRINA: EJES HIPOTÁLAMO-HIPOFISARIOS INTRODUCCIÓN - En aves y mamíferos, el Sistema Nervioso (SN) y el Sistema Endocrino (SE), se coordinan para controlar un gran número de funciones a nivel de los denominados: Ejes Hipotálamo-Hipofisarios que se establecen entre el Hipotálamo (SN) y la Hipófisis (SE), entre estos ejes encontramos: - Eje somatotropo (GHRH/SS/GH) - Eje lactotropo (DA/PRL) - Eje Hipotálamo-Hipófiso-Tiroideo (TRH/TSH/T3 y T4) - Eje Hipotálamo-Hipófiso-Adrenal (CRH/ACTH/Cortisol) - Eje Hipotálamo-Hipófiso-Gonadal o Eje Neuroendocrino de la reproducción (GnRH/ GnIH/LH y FSH/Estrógenos y Testosterona) - Para hacer más fácil la comprensión de este tema, comenzaremos comentando algunos aspectos relacionados con ambas estructuras, así como las abreviaturas de las diferentes hormonas hipotalámicas e hipofisarias - HIPOTÁLAMO: - Forma parte del cerebro o encéfalo anterior, en concreto, forma parte del diencéfalo - Está constituido por neuronas que se agrupan formando núcleos con diferentes denominaciones Ej. Núcleo arcuato, Núcleo supraóptico, Núcleo ventromedial, etc - Muchas neuronas hipotalámicas sintetizan hormonas que, en su conjunto, se denominan: Hormonas hipotalámicas - Las principales hormonas hipotalámicas son: - Hormona antidiurética (ADH) o Vasopresina (VP) - Oxitocina (OT) - Dopamina (DA) - Hormona liberadora de hormona estimulante del tiroides (TRH) - Hormona estimuladora de hormona del crecimiento (GHRH) - Somatostatina (SS) u Hormona inhibidora de hormona del crecimiento - Hormona estimuladora de gonadotropinas (GnRH) - Hormona inhibidora de gonadotropinas (GnIH) - Hormona liberadora de la hormona estimulante de la corteza adrenal (CRH) - A excepción de la DA, que es de naturaleza amina, el resto de las hormonas hipotalámicas son de naturaleza proteica - Todas son hidrosolubles por lo que se almacenan en vesículas en el citoplasma y terminales axónicos de las neuronas en las que se sintetizan - A excepción de la ADH o VP y la OT, todas se liberan por exocitosis a una red de capilares denominada: Circulación Portal Hipotálamo-Hipofisaria que se encuentra en la Eminencia Media que es la zona del hipotálamo por el que este se une a la hipófisis. A través de la sangre del Sistema Portal, las hormonas hipotalámicas llegan a la hipófisis - A excepción de la ADH o VP y la OT, ninguna pasa a la circulación general por lo que no pueden ser medidas en sangre obtenida de vasos de la circulación sistémica - Todas se liberan de forma pulsátil por lo que es necesario conocer la frecuencia y amplitud de los pulsos de liberación, la distribución temporal de los picos de liberación y la cantidad total de hormona que llega a la hipófisis durante el periodo de estudio FUNCIONES GENERALES DEL HIPOTÁLAMO - Están relacionadas con la supervivencia de los animales y con la integración funcional de los sistemas nervioso y endocrino en el control de las funciones del organismo - Participa en: - Establecimiento de ritmos circadianos de sueño/vigilia, ingesta/ayuno, ritmos circadianos de liberación de hormonas - Control de la temperatura corporal en animales homeotermos - Control de la actividad del sistema nervioso autónomo  control del funcionamiento visceral - Expulsión del feto y la placenta en animales placentarios (OT) - Expulsión de leche por las mamas  alimentación crías en mamíferos (OT) - Control de los líquidos corporales (ADH) - Control de la ingesta de alimentos - Control de la producción de hormonas por la adenohipófisis  - Control de la función reproductora (GnRH/LH y FSH) - Control del metabolismo (GHRH y SS/GH, CRH/ACTH y TRH/TSH) - Control del desarrollo cerebral (TRH/TSH) - Control del desarrollo visceral y óseo (GHRH y SS/GH) - Control de la actividad del sistema inmune (CRH/ACTH) - Control de la producción de leche por las mamas (DA/PRL) EJES HIPOTÁLAMO/ HIPOFISARIOS - HIPÓFISIS: - Es una estructura de naturaleza glandular que se encuentra en la cabeza unida al hipotálamo a través de la Eminencia Media (zona inferior del hipotálamo) - Anatómicamente, está dividida en 3 lóbulos denominados: - Lóbulo anterior - Lóbulo medio - Lóbulo posterior - Funcionalmente, está dividida en 2 zonas denominadas: - Adenohipófisis o hipófisis glandular = Lóbulo anterior + Lóbulo medio - Neurohipófisis o hipófisis nerviosa = Lóbulo posterior - La Adenohipófisis está constituida por diferentes tipos celulares cada uno de los cuales sintetiza, almacena y libera una hormona diferente. Los tipos celulares de la Adenohipófisis son los siguientes: - Células somatotropas (35-40% de las células del lóbulo anterior) - Células lactotropas (25% de las células del lóbulo anterior) - Células corticotropas (20% de las células del lóbulo anterior) - Células gonadotropas (15% de las células del lóbulo anterior) - Células tirotropas (10% de las células del lóbulo anterior) - Células melanotropas (100% de las células del lóbulo medio) - La síntesis y liberación de las hormonas adenohipofisarias está controlada por hormonas hipotalámicas que llegan a la adenohipófisis a través de la Circulación Portal Hipotálamo-Hipofisaria - Las principales hormonas adenohipofisarias son: - Hormona del crecimiento (GH) Síntesis y almacenamiento en células somatotropas - Prolactina (PRL) Síntesis y almacenamiento en células lactotropas - Hormona estimulante de la corteza adrenal o corticotropina (ACTH) Síntesis y almacenamiento en células corticotropas - Gonadotropinas Síntesis y almacenamiento en células gonadotropas - Hormona luteinizante (LH) - Hormona folículoestimulante (FSH) - Hormona estimulante del tiroides (TSH) Síntesis y almacenamiento en células tirotropas - Hormona estimulante de los melanocitos (MSH) Síntesis y almacenamiento en células melanotropas - La Neurohipófisis contiene los terminales axónicos de neuronas que sintetizan ADH o VP y los terminales axónicos de neuronas que sintetizan OT y cuyos somas se encuentra en el hipotálamo  en la neurohipófisis no se sintetizan hormonas, si no que se almacena la ADH o VP y la OT que han sintetizado neuronas hipotalámicas y que son, por tanto, hormonas hipotalámicas - Todas las hormonas que se almacenan en la hipófisis (hormonas adenohipofisarias + hormonas hipotalámicas almacenadas en la neurohipófisis) se liberan de forma pulsátil por lo que es necesario conocer la frecuencia y amplitud de los pulsos de liberación, la distribución temporal de los picos de liberación y la cantidad total de hormona que llega a la hipófisis durante el periodo de estudio LOCALIZACIÓN DEL HIPOTÁLAMO Y SU RELACIÓN CON LA HIPÓFISIS LOCALIZACIÓN DEL HIPOTÁLAMO RELACIÓN DEL HIPOTÁLAMO EN EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL CON LA HIPÓFISIS AGRUPACIONES DE NEURONAS EN EL HIPOTÁLAMO FORMANDO NÚCLEOS A) VISTA FRONTAL B) VISTA LATERAL TIPOS CELULARES Y HORMONAS ADENOHIPOFISARIAS - Lóbulo anterior - Somatotropas (35-40%). Sintetizan, almacenan y liberan GH - Lactotropas (25%). Sintetizan, almacenan y liberan PRL - Corticotropas (20%). Sintetizan, almacenan y liberan ACTH y  LPH - Gonadotropas (15%). Sintetizan, almacenan y liberan LH y FSH - Tirotropas (10%). Sintetizan, almacenan y liberan TSH - Lóbulo medio - Melanotropas (100%). Sintetizan, almacenan y liberan MSH PRL Lactotropas GH Somatotropas ACTH Corticotropas LH FSH Gonadotropas TSH FUNCIONES GENERALES DE LAS HORMONAS ADENOHIPOFISARIAS - Las hormonas adenohipofisarias intervienen en el control endocrino de todas las funciones del organismo - Control del crecimiento - GH, PRL y TSH - Control de la producción, utilización y almacenamiento de la energía - GH, TSH y ACTH - Control de la función reproductora y mantenimiento de las crías - LH, FSH y PRL - Mantenimiento del medio interno - ACTH - Control del funcionamiento de otras glándulas endocrinas - LH y FSH: control del funcionamiento de las gónadas (ovarios y testículos) - TSH: control del funcionamiento de la glándula tiroides - ACTH: control del funcionamiento de las glándulas adrenales FUNCIONES DE LAS HORMONAS ADENOHIPOFISARIAS - Lóbulo anterior - GH: - Estímulo del crecimiento visceral y óseo - Control de los niveles en sangre circulante de glucosa y principios inmediatos - PRL: - Crecimiento y producción de leche por las mamas (alimentación mamíferos) - ACTH: - Estímulo de la producción de horrmonas por la corteza adrenal (Cortisol, Aldosterona y andrógenos) - Gonadotropinas (LH y FSH): - Estímulo de la producción de hormonas por las gónadas (Testosterona, Estrógenos y Progesterona) - Estímulo de la producción de gametos por las gónadas (gametogénesis) - TSH: - Estímulo de la producción de hormonas tiroideas (T3 y T4) - Lóbulo medio - MSH: - Estímulo de la producción de melanina - Control de la ingesta de alimentos  ASPECTOS RELACIONADOS CON LAS HORMONAS HIPOFISARIAS HORMONA NATURALEZA RECEPTOR ACCIONES CONTROL  Crecimiento GHRH:  GH Actividad Proteica  Glucemia SS:  GH GH (191 y 176 aa) Tirosín-kinasa  Lipolisis Ghrelina:  GH asociada Anabolizante  Glucemia:  GH Actividad  Tamaño mama Proteica DA:  PRL PRL Tirosín-kinasa  Producción leche (199 aa) TRH:  PRL asociada  Reproducción  Cortisol Acoplado a CRH:  ACTH Proteica  Aldosterona ACTH proteína Gs Cortisol:  ACTH (39 aa)  Andrógenos ( AMPc) Estrés:  ACTH  A y NA Acoplado a  T y E2 GnRH:  LH Proteica LH proteína Gs Ovulación GnIH:  LH (204 aa) ( AMPc) Formación CL T y E2:  LH  Activinas GnRH:  FSH Acoplado a Proteica  Inhibinas GnIH:  FSH FSH (210 aa) proteína Gs  Nº Receptores LH Activinas:  FSH ( AMPc) Desarrollo folículos Inhibinas:  FSH Acoplado a Proteica  Captación yodo TRH:  TSH TSH (214 aa) proteína Gs  T3 y T4 T3 y T4:  TSH ( AMPc) Proteica Acoplados a α, β, γ- α-MSH (14 aa) Pigmentación piel CRH:  MSH proteínas Gs MSH β-MSH (22 aa)  Ingesta alimentos Hambre:  MSH ( AMPc) γ-MSH (12 aa) Códigos para entender la Tabla: - aa: aminoácidos que constituyen la molécula de la hormona - : Enorme incremento (síntesis, liberación, niveles en sangre) - : Incremento (síntesis, liberación, niveles en sangre, parámetro o fenómeno) - : Enorme disminución (síntesis, liberación, niveles en sangre) - : Disminución (síntesis, liberación, niveles en sangre, parámetro o fenómeno) - A y NA: Adrenalina y Noradrenalina - CL: Cuerpo lúteo en el ovario En el apartado de control se encuentran siglas correspondientes a hormonas hipotalámicas cuyo significado se ha visto en la diapositiva 14 de este complemento docente ANTECEDENTES HISTORICOS NEUROENDOCRINOLOGÍA - 1894: Santiago Ramón y Cajal describe unos axones que parten de neuronas hipotalámicas y terminan en el lóbulo posterior de la hipófisis - 1905: William Hardy introduce el término “Hormona” para designar a los mensajeros químicos de las glándulas endocrinas - 1930: Conocimientos asumidos: - La hipófisis (glándula) sintetiza y libera hormonas que controlan el funcionamiento de otras glándulas (tiroides, adrenales, ovarios, testículos) - La ovulación es un fenómeno exclusivamente controlado por el sistema endocrino - Grandes diferencias entre el control endocrino y nervioso de funciones - 1937: Geoffrey W Harris publica un trabajo en el que describe en conejas que: - Estímulo eléctrico hipotálamo  Ovulación  La ovulación es controlada por el SN - Destrucción hipotálamo  Fallo ovulación - El SNC participa en el control endocrino  Nacimiento NEUROENDOCRINOLOGÍA - 1940-1950: - Estudios efectos extractos hipotalámicos sobre secreción de hormonas hipofisarias - Factores estimuladores de la síntesis y liberación de hormonas hipofisarias - Factores inhibidores de la síntesis y liberación de hormonas hipofisarias - Fielding y Popa describen el Sistema Portal Hipotálamo-Hipofisario http://www.med.ufro.cl/Recursos/neuroanatomia/archivos/12_diencefalo_archivos/image3441.jpg - 1950-1960: - 1950: du Vigneau y Archer obtienen OT y ADH o VP de la neurohipófisis - 1951: Bargmann y Scharrer indican que OT y VP se sintetizan en el hipotálamo - 1951: Frederick Sanger pone en marcha la técnica de secuenciación proteínas que permitía conocer la secuencia de aminoácidos de las hormonas hipotalámicas - 1960-1970: - 1960: Solomon Berson y Rosalind Yalow ponen en marcha una técnica que permitía la medida de hormonas en sangre y tejidos. La técnica recibió el nombre de RadioInmunoAnálisis (RIA) y se sigue utilizando hoy día - Inicio experimentos para identificación química hormonas hipotalámicas - Andrew Shally (polaco que trabaja en N. Orleans) obtiene 1000000 hipotálamos de cerdo de la casa Oscar Mayer para sus experimentos - 1968: Andrew Shally y Roger Guillemin (marsellés que trabaja en La Joya, California) purifican la TRH (3 aa) de extractos hipotalámicos que es la hormona hipotalámica que controla la síntesis y liberación de TSH por la hipófisis - 1971: Andrew Shally y Roger Guillemin identifican la estructura de la GnRH (10 aa) que es la hormona hipotalámica que estimula la síntesis y liberación de gonadotropinas (LH y FSH) por la hipófisis - 1973: Roger Guillemin identifica la estructura de la SS (14 aa) que es la hormona hipotalámica que inhibe la síntesis y liberación de GH por la hipófisis - 1982: William Vale (discípulo Shally) identifica la estructura de la CRH (41 aa) que es la hormona hipotalámica que estimula la sínteessis y liberación de ACTH por la hipófisis - 1982: Roger Guillemin y Rivier identifican la estructura de la GHRH (44 aa) que es la hormona hipotalámica que estimula la síntesis y liberación de GH por la hipófisis - 2000: Tsutsui y cols. identifican en la codorniz la estructura de la GnIH (12 aa) que es la hormona hipotalámica que, en aves, inhibe la síntesis y liberación de gonadotropinas por la hipófisis - 2009: Ubuka y cols. Identifican a la GnIH y su receptor en humanos DISPOSICIÓN DE LAS NEURONAS HIPOTALÁMICAS PRODUCTORAS DE HORMONAS  HORMONAS HIPOTALÁMICAS 2º NOMBRE Descubrimiento Estructura No AA ACCIONES mensajero Vasoconstricción  Glucogenolisis VP V1:  Ca2+ Du Vigneaud ó Proteica 9  Diuresis (1951) ADH V2:AMPc CENTRALES Contracción Du Vigneaud Útero y mama OT Proteica 9  Ca2+ (1954) CENTRALES DA Amina 1  AMPc  S y L PRL Shally y  S y L TSH TRH Guillemin Proteica 3  Ca2+  S y L PRL (1968) Shally y  GnRH-R GnRH Guillemin Proteica 10  Ca2+  S y L LH (1971)  S y L FSH Guillemin SS Proteica 14  AMPc  S y L GH (1973) Rivier y GHRH Guillemin Proteica 44  AMPc  S y L GH (1982) Vale y  S y L ACTH CRH Guillemin Proteica 41  AMPc  S y L MSH (1982) Tsutsui y  GnRH GnIH Ubuka Proteica 12  AMPc  S y L LH (2000; 2009)  S y L FSH En acciones: S = Síntesis, L = Liberación, GnRH-R = receptores de GnRH Nº AA: Número de aminoácidos de la molécula de hormona  EL HIPOTÁLAMO COMO ÓRGANO ENDOCRINO MEDIO FUNCIÓN FUNCIÓN MANEJO CRECIMIENTO INTERNO MOTORA REPRODUCTORA ENERGÍA Kisspeptinas NA GABA HIPOTÁLAMO + ADH OT + - TRH DA GnRH GHRH CRH GnIH SS GnIH DA SS GnRH Sistema Portal CRH TRH GHRH LH/FSH GH TSH ACTH PRL HIPÓFISIS ADH OT FSH GH PRL Circulación Sistémica LH TSH ACTH CONTROL FUNCIONAMIENTO ESTRUCTURAS MEDIANTE INTEGRACIÓN NEUROENDOCRINA HIPOTÁLAMO-HIPOFISARIA: CONTROL DE LA LIBERACIÓN DE HORMONAS HIPOTALÁMICAS - Nervioso: Neuronas - Centros superiores del Sistema Nervioso Central - Biorritmos - Neurotransmisores - DA, NA, 5-HT, Histamina, Ach, Glutamato, GABA..... - Péptidos (Kisspeptinas, VIP, NPY, Sustancia P, Opioides....) - Periférico - Receptores (Termo, Mecano, Osmo, Volo...) → ADH ó VP y OT - Endocrino: Hormonas - Hormonas hipotalámicas (Feedback negativo ultracorto) (Ej. CRH sobre CRH) - Hormonas hipofisarias (Feedback negativo corto) (Ej. ACTH sobre CRH) - Hormonas periféricas (Feedback negativo largo) (Ej. Cortisol sobre CRH) - S.N.C. (centros superiores) - - CRH Hipotálamo CRH + ACTH ACTH - ACTH Hipófisis + CORTISOL CORTISOL Cortisol Periferia  CONTROL DE LOS EJES HIPOTÁLAMO-HIPOFISARIOS - El organismo siempre intenta mantener niveles fisiológicos de hormonas en sangre. En el caso de las hormonas de los ejes hipotálamo-hipofisarios, las hormonas periféricas Ej. T3, T4, Cortisol, Testosterona (T) etc, estas controlan su síntesis y liberación controlando a las hormonas hipotalámicas e hipofisarias de las que dependen. Si la T aumente, inhibe potentemente a la GnRH y a la LH y FSH y esto disminuye los niveles de T en sangre hasta alcanzar, de nuevo, niveles fisiológicos. Si la T disminuye, GnRH, LH y FSH dejan de estar inhibidas y esto incrementa la síntesis y liberación de T hasta que esta vuelve a alcanzar sus niveles fisiológicos. S.N.C. - - S.N.C. - - (centros superiores) -- - (centros superiores) -- - CRH - GnRH - Hipotálamo GnRH Hipotálamo CRH ACTH + LH + ACTH - FSH LH/FSH - ACTH LH y FSH Hipófisis Hipófisis + + CORTISOL E2 y PG Testosterona Estrógenos Progesterona Cortisol Gónadas E2, PG y T Testosterona Periferia CORTISOL Eje Hipotálamo-Hipófiso-Adrenal Eje Hipotálamo-Hipófiso-Gonadal S.N.C. - - GABA - (centros superiores) -- - GT TRH - - Hipotálamo TRH + GHRH SS TSH - + FSH - TSH TSH Hipófisis + - GH T3 y T4 Tiroides T3 y T4 T3 y T4 Glucosa Eje Hipotálamo-Hipófiso-Tiroideo Eje Somatotropo  EJES NEUROENDOCRINOS HIPOTÁLAMO-HIPOFISARIOS EJE SOMATOTROPO GHRH/SS/GH EJE HHG GnRH/FSH/LH/E2/T EJE HHT TRH/TSH/T4 Y T3 EJE HHA CRH/ACTH/CORTISOL EJE LACTOTROPO DA/TRH/PRL