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Capítulo 37 Control Químico del Cuerpo Animal: el Sistema Endocrino
Lecture Outlines by Gregory Ahearn, University of North Florida
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Contenido de la sección 37.1 37.1 ¿Cómo se comunican las células animales?
Directa Sináptica Paracrina Endocrina
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¿Cómo se comunican las células?
Directa Las uniones abiertas unen directamente el interior de las células. – Los iones y las moléculas pequeñas fluyen de célula en célula. Ejemplo: las células del músculo cardiaco.
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¿Cómo se comunican las células?
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¿Cómo se comunican las células?
Más comúnmente, las células liberan “moléculas mensajeras” que estimulan a las células si las moléculas se unen a los receptores proteicos dentro o en la célula. Diferentes sistemas de comunicación utilizan diferentes moléculas mensajeras.
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37.1 ¿Cómo se comunican las células animales? La comunicación sináptica, paracrina y endocrina difieren en velocidad y distancia – La comunicación sináptica se usa en el sistema nervioso – Las señales eléctricas en las células nerviosas envían información a las regiones más lejanas del cuerpo en fracciones de segundo – Las neuronas se comunican con otras células en uniones llamadas sinapsis – En una sinapsis, las neurona estimula respuestas en la célula blanco liberando neurotransmisores en la hendidura entre la neurona y la célula blanco Biology: Life on Earth, 9e
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37.1 ¿Cómo se comunican las células animales? – En la comunicación paracrina, las células liberan químicos que se difunden en el líquido estraccelular a otras células en la vecindad – Influencian sólo a un grupo pequeño de células, pero lo hacen rápido debido a las cortas distancias – Las hormonas endocrinas. Por otro lado, son liberadas a la sangre y se mueven por el cuerpo en segundos, estimulando respuestas que pueden durar de segundos a toda la vida
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37.1 ¿Cómo se comunican las células animales? Las hormonas locales difunden a las células blanco Muchas células realizan comunicación paracrina, secretando hormonas locales en el líquido extracelular – Las hormonas locales incluyen a la histamina, que es parte de la respuesta inflamatoria y alérgica, así como a las citoquinas con las que se comunican las células del sistema inmune – Las hormonas locales tienen rangos de acción cortos porque son rápidamente degradadas o son absorbidas por las células vecinas Biology: Life on Earth, 9e
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37.1 ¿Cómo se comunican las células animales? – Las Prostaglandinas son ácidos grasos modificados y muy importantes hormonas locales secretadas por células en todo el cuerpo – Tienen diversas funciones; por ejemplo, durante el parto causan la dilatación del cérvix y ayudan a estimular la contracción de los músculos del útero – Las prostaglandinas contribuyen a la sensación de dolor e inflamación – Las drogas como la aspirina, el acetaminofén y el ibuprofeno alivian esos síntomas al bloquear las enzimas que sintetizan a las prostaglandinas
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37.1 ¿Cómo se comunican las células animales? Las hormonas endocrinas son transportadas por el cuerpo en el sistema circulatorio – Las hormonas endocrinas son mensajeros sintetizados en las glándulas endocrinas – Las células secretoras de una glándula endocrina está embebidas en una maraña capilar y secretan las hormonas en el fluido que rodea a los capilares – Las hormanas entonces difunden a los capilares y son acarreadas por la sangre
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37.1 ¿Cómo se comunican las células animales? – La hormona oxitocina estimula la contracción de los músculos uterinos durante el nacimiento porque esas células tienen receptores para la hormona – Sin embargo, la oxitocina no causa la contracción de otros músculos porque éstos no poseen los receptores necesarios – Los músculos uterinos, por ende, contienen células blanco para la oxitocina mientras por ejemplo los bíceps de una mujer no las poseen
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Liberación hormonal, distribución y recepción 1 las células endocrinas liberan la hormona 2 la hormona entra en el torrente sanguíneo y es llevada por el cuerpo (fluido extracelular capilar
3 la hormona sale del capilar y pasa por el fluido extracelular a los tejidos
biceps útero 4 la hormona afecta a las células que tienen receptores que la hormona puede ligar
5 la hormona no puede afectar A las células que tengan receptores que no son para esa hormona Biology: Life on Earth, 9e
Fig. 37-1
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37.1 ¿Cómo se comunican las células animales? Los cambios inducidos por las hormonas pueden ser prolongados e irreversibles, como el inicio de la pubertad o la transformación de una oruga en una mariposa Más típicamente, los cambios son temporales y reversibles, y ayudan a regular los sistemas fisiológicos del cuerpo del animal en períodos de segundos a horas
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37.2 ¿Cómo se comunican las células animales? Las hormonas endocrinas de los vertebrados son comúnmente evolutivamente antiguas – La insulina no se encuentra solamente en vertebrados, sino en hongos, protistas y bacterias, aunque la función de la insulina en esos organismos no se conoce – Las hormonas tiroideas se han encontrado en invertebrados como gusanos, insectos y moluscos, que no tienen glándulas tiroides – Las hormonas parecen tener funciones similares en vertebrados como los humanos e invertebrados
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37.2 ¿Cómo se comunican las células animales? Hay tres clases de hormonas endocrinas en vertebrados: – Hormonas peptídicas, que son cadenas de aminoácidos – Hormonas derivadas de aminoácidos, que se componen de uno o dos aminoácidos modificados – Hormonas esteroideas, que son sintetizadas a partir del colesterol
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Table 37-2 Biology: Life on Earth, 9e
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37.2 ¿Cómo se comunican las células animales? Las hormonas actúan uniéndose a receptores en la superficie o en el interior de las células blanco – Los receptores están: –En la membrana celular, o –Dentro de la célula, en el citosol o en el núcleo
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37.2 ¿Cómo se comunican las células animales? Las hormonas peptídicas y las derivadas de aminoácidos se unen a receptores de membrana – No pueden pasar la capa de fosfolípidos y se unen a receptores en la superficie – La unión receptor-hormona activa a una enzima que sintetiza un segundo mensajero dentro de la célula – Un ejemplo es el cAMP (adenosín monofosfato cíclico), que regula muchas actividades celulares
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37.2 ¿Cómo se comunican las células animales? Segundos mesajeros – Transfieren la señal desde el primer mensajero -la hormona- a otras moléculas dentro de la célula, a menudo activando enzimas específicas – Entonces, esas enzimas activadas inician una cadena de reacciones bioquímicas que varían dependiendo de la hormona, del segundo mensajero y de la célula blanco – La epinefrina estimula la síntesis de cAMP en el músculo cardiaco y en el hígado, pero el resulado es diferente en los dos tipos celulares – El cAMP causa una contracción más fuerte del corazón, mientras que en las células hepáticas activa a las enzimas que rompen el glucógeno
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Acción de las hormonas no esteroideas
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Acciones de las hormonas peptídicas y derivadas de aminoácidos en las células blanco peptide or amino acid-derived hormone (first messenger) 1 The hormone binds to a receptor on the plasma membrane of a target cell
2 Hormone–receptor binding activates an enzyme that catalyzes the synthesis of a second messenger, such as cyclic AMP cyclic AMPsynthesizing enzyme
(extracellular fluid)
receptor
(cytoplasm)
ATP
active enzyme product
cyclic AMP
(second messenger)
4 The activated enzymes catalyze specific reactions
plasma membrane inactive enzyme
reactant
3 The second messenger activates other enzymes
nuclear envelope (nucleus)
Fig. 37-2 Biology: Life on Earth, 9e
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37.2 ¿Cómo se comunican las células animales? Las hormonas esteroideas usualmente se unen a receptores dentro de la célula blanco – Estas hormonas son solubles en lípidos y pasan a través de la membrana – Los receptores están en el núcleo o entran al núcleo después de unirse a la hormona – El complejo hormona-receptor se une al DNA de la región del promotor de genes específicos y estimula la síntesis de mRNA – El mRNA viaja al citoplasma y dirige la proteosíntesis
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Acción de las hormonas esteroideas
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Acción de las hormonas esteroideas steroid hormone
(extracellular fluid)
2 The hormone binds to a receptor in the nucleus or to a receptor in the cytoplasm that carries it into the nucleus
3 The hormone–receptor complex binds to DNA and causes RNA polymerase to bind to a nearby promoter site for a specific gene
1 A steroid hormone diffuses through the plasma membrane
DNA
plasma membrane
hormone receptor ribosome RNA polymerase
5 The mRNA leaves the nucleus, then attaches to a ribosome and directs the synthesis of a specific protein product
mRNA
4 RNA polymerase catalyzes the transcription of DNA into messenger RNA (mRNA) gene
new protein nuclear envelope (cytoplasm)
(nucleus)
Fig. 37-3 Biology: Life on Earth, 9e
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37.2 ¿Cómo funcionan las hormonas animales? Aunque no es un esteroide, la hormona tiroidea también actúa intracelularmente – La hormona tiroidea es transportada activamente a muchos tipos celulares – Una vez dentro de la célula se une a receptores y activa la transcripción – Las homonas con receptores intracelulares pueden tardar varios minutos o incluso días para ejercer su efecto
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37.2 ¿Cómo funcionan las hormonas animales? La liberación hormonal es regulada por mecanismos de retroalimentación – La retroalimentación negativa es la respuesta a un cambio que tiende a revertir un cambio y restaurar el sistema a su condición original – Por ejemplo, luego de trotar en un día caluroso, se pierde mucha agua por transpiración – La glándula pituitaria libera hormona antidiurética (ADH), que causa un aumento de la reabsorción de agua por los riñones y concentra la orina
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37.2 ¿Cómo funcionan las hormonas animales? – Si se bebe mucha agua entonces habrá un exceso del volumen sanguíneo –La retroalimentación negativa actuará para restaurar la condición original terminando la secreción de ADH, y los riñones eliminarán el exceso de líquido
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37.2 ¿Cómo funcionan las hormonas animales? En algunos casos, la liberación de hormonas es regulada temporalmente por retroalimentación positiva – En este caso, la respuesta a un cambio estimula el cambio aun más – Por ejemplo, la contracción del útero al inicio del parto empuja la cabeza del bebé contra la pared del cérvix, lo que causa que éste se ensanche – Este ensanchamiento hace que se envíenn señales nerviosas al cerebro de la madre, que como respuesta libera oxitocina – La oxitocina estimula la contracción continuada del útero, empujando al bebé más fuertemente contra el cérvix hasta que se completa el parto Biology: Life on Earth, 9e
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37.2 ¿Cómo funcionan las hormonas animales? Las hormonas endocrinas de vertebrados e invertebrados a menudo tienen mecanismos de acción similares – Los insectos tienen que mudae ocasionalmente para crecer; la muda e controlada por la hormona esteroide ecdisona –La ecdisona actúa en receptores localizados en el núcleo y regula la transcripción génica, iniciando un proceso complejo en el que las células epiteliales se despegan de la vieja cutícula y secretan una cutícula nueva y suave debajo de la vieja Biology: Life on Earth, 9e
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37.2 ¿Cómo funcionan las hormonas animales? Muda – El insecto entonces expande su cuerpo y se llena de aire – Esto abre la cutícula vieja y expande a la nueva para acomodar el crecimiento futuro del cuerpo – Mientras el insecto emerge deja una cutícula vieja con su forma corporal
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Muda en insectos Cigarra emergente
Cutícula vieja
Fig. 37-4 Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? El sistema endocrino mamífero consiste de hormonas y las glándulas que las sintetizan Los principales órganos y glándulas endocrinas son: – El complejo hipotálamo-pituitaria – La glándula tiroides – El páncreas – Los órganos sexuales – Las glándulas adrenales Biology: Life on Earth, 9e
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La principales glándulas endocrinas del mamífero y sus hormonas Hypothalamus ADH, oxytocin, and regulatory hormones for the anterior pituitary
Pineal gland melatonin
Pituitary gland anterior pituitary: ACTH, TSH, GH, PRL, FSH, LH posterior pituitary: oxytocin and ADH
Parathyroid glands (on the posterior surface of the thyroid gland) parathyroid hormone Heart atrial natriuretic peptide
Thyroid gland thyroxine, calcitonin
Kidneys erythropoietin
Thymus gland thymosins
Digestive tract several hormones
Adrenal glands (one on each kidney) medulla: epinephrine, norepinephrine cortex: glucocorticoids (cortisol), mineralocorticoids (aldosterone), testosterone Pancreas islet cells insulin, glucagon
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Fat leptin Gonads testes (male): androgens, especially testosterone ovaries (female): estrogens, progesterone
testis ovary
Fig. 37-5 Copyright © 2011 Pearson Education Inc.
Table 37-3, 1 of 3 Biology: Life on Earth, 9e
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Table 37-3, 2 of 3 Biology: Life on Earth, 9e
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Table 37-3, 3 of 3 Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? Las hormonas del hipotálamo y la pituitaria regulan muchas funciones en el cuerpo – Coordinan la acción de muchos sitemas hormonales clave –El hipotálamo es una parte del cerebro que contiene racimos de neuronas especializadas llamadas células neurosecretoras –Las células neurosecretoras sintetizan hormonas peptídicas, las almacenan y as liberan cuando son estimuladas
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? La hipófisis es una glándula del tamaño de una arveja y se conecta al hipotálamo por un tallo – La hipófisis posee dos secciones: – La hipófisis anterior, la cual es una glándula verdadera, compuesta de varios tipos de células secretoras de hormonas envueltas en una red de capilares – La hipófisis posterior, consiste principalmente de un lecho capilar y las terminales de células neurosecretoras cuyos somas están en el hipotálamo – El hipotálamo controla la liberación de hormonas de ambas regiones del la hipófisis Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? Las hormonas hipotalámicas controlan la liberación hormonal de la hipófisis anterior – Las células neurosecretoras del hipotálamo producen al menos siete homonas que regulan a la hipófisis anterior – Estas hormonas hipotalámicas se denominan hormonas liberadoras o inhibidoras, dependiendo de si estimulan o impiden la liberación de una hormona hipofisiaria en particular Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? – Las hormonas liberadoras e inhibidoras son scretadas a una red capilar del tallo que conecta el hipotálamo con la hipófisis, y viajan por los vasos sanguíneos a un segundo lecho capilar que rodea a las células secretorias de la adenohipófisis – Ahí difunden fuera de los capilares y se unen a los receptores de las células secretorias de la hipófisis – Algunas de esas hormonas hipotalámicas, como la hormona liberadora de la hormona de crecimiento, estimulan la liberación de hormonas de la hipófisis, mientras que otras inhiben las secresiones hipófisis Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? La hipófisis anterior libera varias hormonas – Cuatro de esas reguan la producción hormonal en otras glándulas: – Hormona folículo-estimulante (FSH) y la homona luteinizante (LH) estimulan la producción de esperma y testosterona en los machos y la producción de óvulos, estrógenos y progesterona en las hembras – La hormona estimulante de la tiroides (TSH) estimula a la glándula tiroides a liberar sus hormonas – Hormona adrenocorticotrópica (ACTH) causa la liberación de cortisol desde la corteza adrenal
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? Las otras hormonas de la adenohipófisis no actúan sobre otras glándulas – Prolactina, en conjunto con otras hormonas, estimula el desarrollo de glándulas mamarias en el pecho durante el embarazo – Hormona del crecimiento (GH) actúa en casi todas las células del cuerpo incrementando la proteosíntesis, promoviendo el uso de grasa para generar energía y regulando el metabolismo de los carbohidratos – Durante la infancia, la hormona del crecimiento estimula el crecimiento de los huesos influenciando la estatura; muy poca GH resulta en enanismo y mucha en gigantismo Biology: Life on Earth, 9e
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Cuando la adenohipófisis funciona mal
Fig. 37-7 Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? La hipófisis posterior libera hormonas sintetizadas por las células del hipotálamo – El hipotálamo contiene dos tipos de células neurosecretoras que envían sus axones a la hipófisis posterior –Estos axones terminan en lechos capilares en donde liberan las hormonas a la sangre y son llevadas al resto del cuerpo – Estas células neurosecretoras sintetizan y liberan ya sea hormona antidiurética (ADH) u oxitocina Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? – La ADH ayuda a prevenir la deshidratación al hacer que se reabsorba el agua de la orina y regrese a la sangre mediante los riñones –El alcohol inhibe la liberación de ADH e incrementa la micción, con lo que se da deshidratación
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Author Animation: control hipotalámico de la hipófisis
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El sistema o eje hipotalámico-hipofisiario hypothalamus 1 Neurosecretory cells of the hypothalamus produce oxytocin and ADH
1 Neurosecretory cells of the hypothalamus produce releasing and inhibiting hormones
2 Releasing or inhibiting hormones (green circles) are secreted into capillaries feeding the anterior lobe of the pituitary
2 Oxytocin and ADH (blue triangles) are secreted into the blood via capillaries in the posterior pituitary
blood flow pituitary (anterior lobe) endocrine cell
pituitary (posterior lobe)
capillary bed 3 Endocrine cells of the anterior pituitary secrete hormones (red squares) in response to releasing hormones; the pituitary hormones enter the bloodstream
capillary bed
blood flow
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Fig. 37-6 Copyright © 2011 Pearson Education Inc.
37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? – La oxitocina causa la contracción de los músculos uterinos durante el parto y estimula la “bajada de la leche” en las madres lactantes al causar que el tejido muscular en las glándulas mamarias de los senos se contraigan en respuesta a la estimulación del infante lactante
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Hormonas y lactancia hypothalamus
2 Neurosecretory cells of the hypothalamus release oxytocin from endings in the posterior pituitary
posterior pituitary
3 Oxytocin is carried in the blood to the breast
1 Suckling stimulates sensory receptors in the breast, which then send nerve impulses to the hypothalamus
4 Oxytocin binds to receptors on the milk gland muscles, causing them to contract and squeeze milk out of the glands milk gland
milk milkproducing cells duct
nipple clusters of milk glands
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muscle cells
Fig. 37-8 Copyright © 2011 Pearson Education Inc.
37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? – También la oxitocina actúa directamente en el cerebro, causando efectos conductuales – En ratas, inyectar oxitocina en el cerebro causa que hembras vírgenes muestren una conducta maternal, tal como la construcción de un nido, lamer las crías de otras ratas y tomar crías que se han extraviado – En humanos la oxitocina puede tener un papel en las emociones, incluídas la confianza y el amor maternal y romántico
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? Las glándulas tiroides y paratiroides influencian el metabolismo y los niveles del calcio – La glándula tiroides está en frente del cuello justo debajo de la laringe y produce dos hormonas: tiroxina y calcitonina – La glándula paratiroidea consiste de dos pares de pequeños discos de células endocrinas a cada lado de la tiroides, y libera hormona paratiroidea
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Tlas glándulas tiroides y paratitoides
laringe Glándula tiroides esófago Glándulas paratiroideas Tráquea
Fig. 37-9 Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? La tiroxina influencia el metabolismo energético – La tiroxina, u hormona tiroidea, es un derivado de aminoácido que contiene iodo y se une a receptores intracelulares que regulan la función de los genes – Al estimular la degradación de la glucosa y la consecuente liberación de energía, la hormona eleva la tasa metabólica de las células del organismo – En animales juveniles, incluidos los humanos, la tiroxina ayuda a regular el crecimiento al estimular la tasa metabólica y el desarrollo del sistema nervioso – La poca secresión de hormona tiroidea lleva al cretinismo, una condición caracterizada por el retardo y del desarrollo físico Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? – Una dieta deficiente en iodo reduce la producción de tiroxina y dispara una retroalimentación que intenta restaurar los niveles de la hormona incrementando el número de células productoras – La glándula toroides se agranda, formando un bocio – La deficiencia de iodo en mujeres embarazadas y niños es la causa prevenible principal del retardo mental – La sal iodada es una solución simple y barata para la deficiencia del iodo
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Bocio
Fig. 37-10 Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? La liberación de tiroxina es controlada por el hipotálamo y la hipófisis anterior – La hormona liberadora de la hormona estimulante de la tiroides producida por las células neurosecretoras en el hipotálamo viaja a la hipófisis anterior y causa la liberación de la hormona estimulante de la tiroides (TSH) – La TSH viaja en sangre a la tiroides y ahí estimula la liberación de tiroxina – La secreción de hormona liberadora de TSH y de la TSH son reguladas por retroalimentación negativa, por lo que niveles adecuados de tiroxina inhiben la secreción de las otras dos hormonas en hipotálamo e hipófisis
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Retroalimentación negativa en la función de la glándula tiroidea 1 Neurosecretory cells of the hypothalamus secrete TSH-releasing hormone
4 Thyroxine inhibits TSH-releasing hormone and TSH release by negative feedback
releasing hormone 2 The releasing hormone causes the anterior pituitary to secrete thyroid-stimulating hormone (TSH) TSH
endocrine cells of the anterior pituitary thyroxine hormoneproducing cells of the thyroid
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thyroid gland
3 TSH causes the thyroid to secrete thyroxine, which increases cellular metabolism throughout the body
Fig. 37-11
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? La tiroxina tiene varios efectos en vertebrados – En anfibios, la tiroxina tiene el dramático efecto de disparar la metamorfosis –En 1912, se alimentaron renacuajos con tiroides de caballo y metamorfosearon prematuramente en pequeñas ranas adultas – La tiroxina también regula la muda estacional de muchos vertebrados, desde serpeintes hasta aves y perros, donde pulsos de tiroxina estimulan el cambio de piel, plumas y pelo
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? La hormona paratiroidea y la calcitonina regulan el metabolismo del calcio – La concentración adecuada del calcio es esencial para el funcionamiento del músculo y del nervio, y la hormona paratiroidea de la glándula paratiroides y la calcitonina de la tiroides trabajan en conjunto para mantener los niveles sanguíneos de calcio muy constantes – Si los niveles del calcio sanguíneo caen, la hormona paratiroidea causa que los huesos liberen calcio y que los riñones lo reabsorban de la orina – Si los niveles sanguíneos son muy altos, la calcitonina inhibe la liberación del calcio de los huesos Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? El pancreas tiene funcion endocrina y digestiva – El páncreas produce bicarbonato y muchas enzimas que son liberados al intestino delgado, promoviendo la digestión de los alimentos – La porción endocrina del páncreas consiste de grupos de células o islotes que producen una de dos hormonas peptídicas: insulina y glucagón
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? Insulina y glucagón controlan los niveles de glucosa en sangre – La insulina y el glucagón trabajan antagónicamente en la regulación del metabolismo de carbohidratos y grasas – Insulina: reduce los niveles de glucosa en sangre – Glucagón: los aumenta – Cuando la glucosa aumenta (después de una comida), el páncreas libera insulina que hace que las células del cuerpo tomen la glucosa y la metabolicen, o la conviertan en grasa o glucógeno
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? – Cuando cae la glucosa sanguínea- por ejemplo al saltarse el desayuno-, se inhibe la secreción de insulina y se estimula la del glucagón – El glucagón activa a una enzima hepática que rompe el glucógeno y se libera glucosa a la sangre – También promueve la degradación de las grasas, liberando ácidos grasos que se pueden usar en el metabolismo – Estas acciones incrementan los niveles de glucosa en sangre, lo que a su vez termina la liberación del propio glucagon – Si la glucose es alta en la sangre, se secreta insulina otra vez Biology: Life on Earth, 9e
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El páncreas controla los niveles de glucosa sanguínea Levels 8 Blood glucose is increased
7 Glucagon stimulates cells to burn fat instead of glucose; the liver converts glycogen to glucose
1 Eating raises blood glucose
high blood glucose 2 High blood glucose stimulates insulin release and inhibits glucagon release
glucagon
3 Insulin stimulates glucose uptake by body cells; the liver converts glucose to glycogen
6 Low blood glucose stimulates glucagon release and inhibits insulin release
5 Exercise and fasting also reduce blood glucose
pancreas
insulin liver
low blood glucose
muscle
4 Glucose uptake into cells and conversion of glucose to glycogen reduce blood glucose
Fig. 37-12 Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? Diabetes: resultado de un mal funcionamiento del sistema de control de la insulina – La falta de producción de insulina o la falla de las células blanco de responder a ella resulta en diabetes mellitus – En cualquier caso, los niveles del glucosa permanecen altos en sangre porque las células no pueden tomarla a menos que sean estimuladas por la insulina, quedando dependientes de las grasas para obtener energía y se produce una alta concentración de lípidos en la sangre – Muchos diabéticos sufren de enfermedades del corazón y vasculares, causadas por deposición de grasas – El reemplazo de insulina como terapia mejora la salud de los diabéticos. Mejor es reestablecer células de islote en el pancreas (Leer Guardián de la Salud: Más cerca de una cura para la diabetes) Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? Las gónadas producen gametos y hormonas sexuales – Además de producir espermatozoos u óvulos, los testículos de los machos y los ovarios de las hembras son órganos endocrinos importantes –Los testículos secretan varias hormonas esteroideas, llamadas andrógenos, siendo la más importante la testosterona –Los ovarios secretan dos tipos de hormonas: estrógeno y progesterona Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? Los niveles de hormonas sexuales se elevan en la pubertad – La pubertad es la etapa de la vida durante la cual los sistemas reproductivos de machos y hembras maduran y se vuelven funcionales – Comienza cuando el hipotálamo empieza a incrementar la liberación de hormonas de liberación que estimulan la hipófisis anterior, que sintetiza más LH y FSH como respuesta – LH y FSH estimulan las células blanco en las gónadas para que produzcan mayores niveles de hormonas sexuales Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? – La testosterona promueve la producción de esperma y el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios masculinos, tales como el vello facial y corporal, los hombros anchos y el crecimiento muscular – El estrógeno estimula el crecimiento de los senos y la maduración del aparato reproductor, incluida la producción de óvulos – La progesterona prepara al tracto reproductivo para recibir y nutrir al óvulo fertilizado Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? – Estudios hechos en animales, así como en seres humanos, revelan que contaminantes industriales y agrícolas pueden interrumpir las señales hormonales. – Estas “interrupciones endocrinas” a menudo sustituyen o bloquean las acciones de las hormonas sexuales. – La forma más común es que un “interruptor endocrino” se una a receptores de estrógeno. La sobreactivación, el momento inadecuado de la activación o activación en los machos interrumpe el desarrollo – Daños incluyen: feminización de los machos, masculinización de las hembras, cáncer reproductor, malformación genital, alteración de niveles hormonales y reducción de la fertilidad. Leer Guardianes de la Tierra: Decepción endocrina Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? Las glándulas suprarrenales secretan hormonas que regulan el metabolismo y las respuestas al estrés – Las glándulas suprarrenales constan de dos regiones distintas: –La corteza adrenal –La médula adrenal
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Las glándulas suprarrenales La médula secreta Epinefrina y norepinefrina La corteza secreta glucocorticoides, mineralocorticoides, y testosterona
Riñón
Fig. 37-13 Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? La corteza suprarrenal produce hormonas esteroideas – La capa externa de la glándula suprarrenal es la corteza, que secreta tres tipos de hormonas esteroideas: –Glucocorticoides, que regulan el metabolismo de la glucosa –Mineralocorticoides, que regulan el metabolismo de las sales –Pequeñas cantidades de testosterona Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? La liberación de glucocorticoides es estimulada por la hormona adrenocorticotrópica (ACTH) de la adenohipófisis, que a su vez es estimulada por las hormonas liberadoras hipotalámicas – Los glucocorticoides son secretados en respuesta al estrés, trauma o exposición a extremos de temperatura – El cortisol es el más abundantes de los glucocorticoides – Incrementa el nivel de glucosa plasmática al estimular la producción de la misma, inhibiendo su captura por las células musculares y promoviendo el uso de lípidos para generar energía. Aumenta durante periodos de estrés, reduciendo la respuesta immune. Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? Muchas hormonas están implicadas en el metabolismo de la glucosa: tiroxina, insulina, glucagón, epinefrina y glucocorticoides – La razón para tal número de hormonas parece ser basada en los requerimientos elevados de la glucosa en el cerebro – La mayoría de las células del cuerpo pueden producir energía tanto de grasas como proteínas y carbohidratos – Las células del cerebro solamente metabolizan la glucosa, así que los niveles plasmáticos no pueden caer mucho puesto que las células nerviosas comienzan a morir rápido Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? Los mineralocorticoides regulan el contenido mineral de la sangre – El mineralocorticoide más importante es la aldosterona, que ayuda a controlar la concentración de sodio – Una concentración plasmática constante de sodio es crucial para muchos eventos celulares, incluida la producción de potenciales eléctricos en las neuronas – Si declina el sodio, la corteza adrenal libera aldosterona, que hace que riñones y glándulas sudoríparas lo retengan – Cuando el sodio sanguíneo regresa a la normalidad, se termina la liberación de aldosterona Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? En hombres y mujeres, la corteza adrenal también produce testosterona, pero en menor cantidad que en los testículos – Los tumores de la corteza suprarrenal pueden llevar a un exceso en la liberación de la testosterona, causando la masculinización de las mujeres
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos?
La médula adrenal produce hormonas derivadas de aminoacidos – La médula se localiza en el centro de cada glándula suprarrenal y produce dos hormonas en respuesta al estrés o al ejercicio: epinefrina y norepinefrina – Estas hormonas preparan al cuerpo para la acción en emergencias incrementando las tasas cardiaca y respiratorias, elevando la presión arterial causando elevación de los niveles de glucosa en el plasma y dirigiendo el flujo de sangre lejos del tracto digestivo hacia el cerebro y los músculos Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? La glándula pineal también produce hormonas, lo mismo que el timo, los riñones, el corazón, el tracto digestivo y los adipocitos – La glándula pineal se localiza entre los dos hemisferios cerebrales y produce melatonina – Esta hormona es secretada en un ritmo diario, que en los mamíferos es regulado por la entrada de luz en los ojos – Esta glándula parece regular los ciclos reproductivos estacionales de muchos animales – A pesar de años de estudio, el papel detallado de la glándula pineal y la melatonina en humanos no se conoce bien. Podría influir en el inicio de la pubertad y en los ciclos de sueño y vigilia Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? El timo se localiza en la cavidad torácica detrás del esternón y produce timosina, que estimula el desarrollo de células blancas inmunológicas especializadas de la sangre (células T) que juegan papeles cruciales en la respuesta inmune – El timo es grande en los infantes, pero bajo la influencia de las hormonas sexuales decrece durante la pubertad – Como resultado, los adultos producen menos células T que los adolescentes y son más susceptibles a nuevas enfermedades
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? Los riñones producen eritropoyetina una hormona peptídica que es liberada cuando el contenido de oxígeno de la sangre es bajo – La eritropoyetina estimula a la médula ósea a producir más glóbulos rojos – Los riñones tambien producen la enzima renina, en respuesta a la hipotensión arterial, que cataliza la síntesis de la hormona angiotensina a partir de proteínas sanguíneas – La angiotensina eleva la tensión sanguínea al contraer a las arteriolas y estimular la liberación de aldosterona en la corteza adrenal, lo que lleva a un incremento del sodio y el agua reabsorbidos, aumentando el volumen y la presión de la sangre Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? El estómago y el intestino delgado producen un número de hormonas peptídicas que ayudan a regular la digestión – Estas hormonas incluyen gastrina, grelina, secretina, y colecitoquinina
El corazón libera la hormona péptido natriurético auricular (ANP), que inhibe la liberación de ADH y de aldosterona e incrementa la excreción de sodio – Estas actividades del ANP llevan a que caiga el volumen sanguínea al reducir la reabsorción de agua y minerales en los riñones Biology: Life on Earth, 9e
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37.3 ¿Cuáles son las estructuras y funciones del sistema endocrino de los mamíferos? La grasa puede actuar como un órgano endocrino – En 1995, Jeffrey Friedman de la Rockefeller University descubrió que la hormona peptídica leptina, es liberada por los adipocitos – Los ratones ingenierizados genéticamente para no tener el gen de la leptina se volvieron obesos, y las inyecciones de leptina los hicieron perder peso – Los investigadores hipotetizaron que al liberar leptina, el tejido adiposo le “dice” al cuerpo cuánta grasa ha almacenado y por ende cuánto debe comer – La leptina tiene otras funciones que incluyen estimular el crecimiento de los capilares y acelerar el sanado de las heridas Biology: Life on Earth, 9e
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