FUNDACIÓN DE ESTUDIOS MÉDICOSMOLINA DE SEGURA
LAS SEÑALES DE LA VIDA: HORMONAS, MENSAJEROSY OTRAS SEÑALES
Prof. José Carlos García-Borrón MartínezDepartamento de Bioquímica, Biología Molecular B e Inmunología
12 de Enero de 2011
BIOLOGÍA HUMANA, SALUD Y HÁBITOS SALUDABLES
Facultad de Medicina, Universidad de Murcia
Neuronas Adipocitos Melanocitos Eritrocitos Conos y bastones
El organismo humano está
formado por billones de células estructural y funcionalmente diferentes
Estas células trabajan coordinadamente gracias a mecanismos de
COMUNICACIÓN INTERCELULAR
MECANISMOS DE COMUNICACIÓN INTERCELULAR
EL SISTEMA ENDOCRINO: UN MECANISMO DE COMUNICACIÓN A DISTANCIA
1-
Comunicación autocrina:Célula productora = célula diana
2-
Comunicación paracrina:Célula productora cerca de célula diana
3-
Comunicación endocrina:Célula productora lejos de célula diana
MODELOS EXPERIMENTALES PARA EL ESTUDIO DE LA ACCIÓN HORMONAL
NIVELES SUBCELULAR Y CELULAR: CULTIVOS CELULARES
Ventajas: Limitaciones:BaratosAparataje básico limitadoTécnicamente sencillosPermiten manipulación genética de las células
Solo permiten analizar un tipo celular en cada experimentoAnálisis de efectos sistémicos imposibleExtrapolación al organismo “entero”
muy difícil
PROLIFERACIÓN
SIGNIFICADO DE LOS MENSAJES QUÍMICOS INTERCELULARES
CAMBIOSMETABÓLICOS
DIFERENCIACIÓNDIFERENCIACIÓNSUPERVIVENCI A
MUERTECélula
apoptótica
Para hormonas peptídicas y derivadas de aminoácidos (adrenalina, insulina, ….)
RECEPTORES DE SUPERFICIE CELULAR
Receptor desuperficie
Molécula de señalizaciónhidrofílica
Membrana plasmática
RECEPTORES HORMONALES (I): RECEPTORES DE LA SUPERFICIE CELULAR
RECEPTOR PROTEICO
PROTEÍNAS INTRACELULARESDE SEÑALIZACIÓN
Enzimas delmetabolismo
Proteínas delcitoesqueleto
Reguladores deexpresión génica
PROTEÍNASDIANA
CAMBIOS EN
Metabolismo Expresión génica
Forma ymovilidad
Requieren maquinarias intracelulares de transduccióncomplejas
Producen
efectos rápidos y pasajeros (cambios en actividad metabólica, la forma
o la movilidad
celular) y también cambios de expresión génica duraderos.
RECEPTORES INTRACELULARES
Molécula de señalizaciónhidrofóbica y pequeña
Núcleo Receptor intracelular
Proteína transportadora
RECEPTORES HORMONALES (II): RECEPTORES INTRACELULARES
Para hormonas esteroides: andrógenos, estrógenos, glucocorticoides, mineralcorticoides
Requieren proteínas transportadoras, pero no cascadas de transducción complejas
El complejo hormona-receptor
se transloca al núcleo celular donde regula la expresión de genes diana
El resultado es una combinación de efectos de instauración lenta y duraderos
MODELOS EXPERIMENTALES PARA EL ESTUDIO DE LA ACCIÓN HORMONAL
NIVEL SISTÉMICO: MODELOS ANIMALES
Ventajas: Limitaciones:
Permiten estudiar efectos sistémicosLa manipulación genética del organismo proporciona modelos de enfermedades
CarosProblemas éticos
1-
Mantenimiento del medio interno (homeostasis): insulina y control de la glucosa sérica
FUNCIONES DEL SISTEMA ENDOCRINO (I)
Después de una comida:
1-
La absorción de los nutrientes provoca un aumento de la concentración de glucosa en sangre
2-
La glucemia elevada dispara la secreción de insulina e inhibe la de glucagon
3-
Insulina provoca la disminución de los niveles de glucosa hasta recuperar los valores normales
Ante una situación de peligro, la secreción de adrenalina produce:
- Aumento del ritmo cardiaco
- Liberación de glucosa y otros combustibles a la sangre
- Vasoconstricción periférica
- Otros
2-
Adaptación al medio externo: adrenalina y emergencia o peligro
FUNCIONES DEL SISTEMA ENDOCRINO (II)
-Desarrollo de caracteres sexuales secundarios
- Ciclo menstrual
- Producción de leche materna
- Otros (sueño y melatonina)
3-
Ejecución de programas cíclicos o de desarrollo: andrógenos, estrógenos y otros
FUNCIONES DEL SISTEMA ENDOCRINO (III)
HipotálamoHipófisis
Glándula pineal
CorazónTracto gastrointestinal
Páncreas
Corteza suprarrenalMédula suprarrenal
Riñones
ParatiroidesTiroides
Timo
OvariosPlacenta
Testículos
LOCALIZACIÓN DE LAS GLÁNDULAS ENDOCRINAS
JERARQUÍA HORMONAL: EL EJE HIPOTÁLAMO-HIPOFISARIO
Estímulo sensorial externo
Músculos , hígado
Múltiples tejidos
Órganos reproductores
SNC
Hipotálamo
Hormonas hipotalámicas(factores de liberación)
Hígado,Hueso,
Cortisol, Tiroxina Estradiol TestosteronaAldosterona T3, T4 Progesterona
Glándulas mamarias
Corticotropina(ACTH) Tirotropina
(TSH)
Hormona estimulante del
folículoFSH Hormona
luteinizanteLH
Somatotropina(hormona del crecimiento)
GH
ProlactinaPRL
Corteza adrenal Tiroides Ovarios
Testículos
Hipófisis anterior
Dianas finales
Segundas dianas
Primeras dianas
ng
µg
mg
IGFs
SISTEMA NERVIOSO(estrés, fármacos, osmorreceptores,
factores ambientales, etc.)
Vuelta alnivel basal
Horas después de comer
Gluc
osa
sérica
GLUCOSA ALTAPÁNCREAS
INSULINA
Tejido adiposo
Otros tejidos
Aumento delconsumo
Captación y almacenamientoTransformación en grasas
La glucosa sérica vuelve a niveles normalesLA GLUCEMIA VUELVE RÁPIDAMENTE AL NIVEL BASAL
Acúmulo de grasas de reserva
CONTROL HORMONAL DE LA GLUCEMIA (I): GLUCOSA SERICA ALTA
PÁNCREAS
GLUCAGON
Tejido adiposo Otros tejidos
Movilizaciónde grasas
Inhibición delconsumo de glucosa
El consumo de glucosa disminuyeLa glucosa se reserva para el cerebro
LA GLUCEMIA SE MANTIENE EN LÍMITES ACEPTABLES
GLUCOSA BAJA
CONTROL HORMONAL DE LA GLUCEMIA (II): GLUCOSA SÉRICA BAJA
Conc
entr
ación
sérica
(m
M)
Días de ayunoGl
ucos
a sé
rica
(mM
)
Días de ayuno
GLUCOSA
CUERPOSCETÓNICOS
ÁCIDOSGRASOS
Síntesis y liberaciónde glucosa
MUERTECelula
apoptotica
EL PRESENTE (I): LAS HORMONAS COMO FÁRMACOS
- Tratamientos anti-inflamatorios
PROLIFERACIÓN
- Terapias de sustitución: el páncreas artificial
- Tratamiento de algunos cánceres
- Anticonceptivos, etc…
- Prácticas ilegales en engorde y cría de animales para consumo humano
- Animales transgénicos
EL PRESENTE (II): HORMONAS Y ALIMENTACIÓN
Nature ,16 Deciembre 1982
?
- Andrógenos: Aumento de masa muscular
- Eritropoyetina: Aumento del número de glóbulos rojosMayor capacidad del transporte de oxígeno y mayor resistencia
EL PRESENTE (III): HORMONAS Y DOPAJE EN EL DEPORTE
EL FUTURO: (RE)PROGRAMACIÓN CELULAR Y TERAPIA REGENERATIVA
ParkinsonAlzheimerEsclerosis múltipleInfarto cerebral
Infarto de miocardio
Diabetes
ArtrosisArtritis
Enfermedadesdel músculo
Enfermedadesdel hueso
Science, 19 Diciembre 2008
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