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  • 1. Hormonas MC. Consuelo Chang Rueda 1Bioquímica Clínica II UNIVERSIDAD AUTONOMA DE CHIAPAS FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS CAMPUS IV APUNTES IMPRESOS DE LA MATERIA DE : Bioquímica Clínica II Unidad 7 HORMONAS DE LA LICENCIATURA DE QUIMICO FARMACOBIOLOGO TITULAR DE LA MATERIA: M. EN C. CONSUELO CHANG RUEDA CICLO ENERO-DICIEMBRE 2010Fac. de Ciencias Químicas. UNACH 1
  • 2. Hormonas MC. Consuelo Chang Rueda 2Bioquímica Clínica II TAPACHULA, CHIAPASINDICE:INTRODUCCION . . . . . . . . 3OBJETIVOS . . . . . . . . . 3DEFINICION . . . . . . . . . 4CLASIFICACION . . . . . . . . 4TRANSPORTE Y RECEPTORES DE HORMONAS . . . 5MECANISMOS DE CONTROL REGULADOR DE LOSNIVELES HORMONALES . . . . . . . 6MECANISMO DE ACCION DE LAS HORMONAL . . . 8CATABOLISMO DE LAS HORMONAS . . . . . 12BIBLIOGRAFIA . . . . . . . . . 13Fac. de Ciencias Químicas. UNACH 2
  • 3. Hormonas MC. Consuelo Chang Rueda 3Bioquímica Clínica IIINTRODUCCION:El estudio de las hormonas tiene su importancia ya que gracias a ello elalumno podrá entender como las células se comunican a través de mensajerosquímicos como son las hormonas que dependiendo del tipo que sean van atener funciones específicas para cada órgano en cuestión primero en la unidadsiete se abarcará la función de las hormonas en general y sus funciones y en launidad 8 se integrará las hormonas que se producen en la glándula suprarrenal,de donde se derivan los siguientes objetivos específicos.Objetivos Específicos: Conocerá y definirá la función de las Hormonas, su naturaleza química, regulación hormonal de las principales hormonas del organismo. Enlistará las principales hormonas hipotalámicas y describirá sus principales funciones. Conocerá los diferentes métodos de diagnóstico de las hormonas. Interpretará las hormonas que intervienen para el buen funcionamiento de la Tiroides, Páncreas, Reproducción y metabolismo en general.Fac. de Ciencias Químicas. UNACH 3
  • 4. Hormonas MC. Consuelo Chang Rueda 4Bioquímica Clínica II DEFINICION: Son sustancias químicas empleadas para transmitir mensajes a un órgano efectordistante, con el objeto de desencadenar una acción o una respuesta específica. La transmisión de información en el organismo es llevada a cabo por los sistemasnervioso y endocrino en el sistema nervioso, el mensaje es transportado entre el tejidoperiférico y el cerebro, mediante una red nerviosa especialmente construida mientras que enel sistema endocrino, el mensaje es transportado desde una célula hacia otra mediante lacorriente sanguínea a través de sustancias químicas denominadas hormonas. Estas sonmensajeros químicos producidos por células especializadas en glándulas endocrinas oaductales como las adrenales, gónadas o hipofisis. Las hormonas son liberadas en la sangre directamente, para ser transportadas a undestino distante denominado “tejido efector”, en donde ejercen sus acciones especificas.Las hormonas poseen un elevado grado de especificidad estructural y cualquier alteraciónde su composición molecular produce una alteración drástica de sus actividadesfisiológicas.CLASIFICACION: Existen tres clases principales de hormonas, cada una de las cuales poseendiferentes características en lo que respecta a la estructura, composición química,transporte, metabolismo y mecanismos de acción. Estas hormonas pertenecen a trescategorías químicas: Las hormonas proteicas como la Adrenocorticotropica (ACTH), Hormona Foliculoestimulante (FSH), Hormona Luteinizante (LH) y Hormona Tiroideoestimulante (TSH). Las aminas aromáticas como Tiroxina y Triyodotironina. Las hormonas esteroides como la Testosterona, Estradiol y Cortisona. Entre las glándulas endocrinas, las más importantes son la Hipofisis anterior y elhipotálamo. Estas dos glándulas funcionan como los reguladores primarios de la totalidaddel sistema endocrino mediante la síntesis y la liberación de una serie de hormonasproteicas y polipeptidicas hacia la circulación sanguínea. En respuesta a estímulosneuropeptidos denominados “hormonas liberadoras” en la circulación portal de la hipofisis.Estas hormonas antiguamente llamadas “Factores de liberación” incluyen la hormonaliberadora de Tirotrofina (TRH), la Hormona liberadora de Gonadotropina (GnRH), Factorinhibidor de la liberación de somatostatina (SRJF) y Factor inhibitorio de la liberación deprolactina (PFJ) o (PRJF). Estas pequeñas hormonas polipeptídicas se caracterizan por unefecto rápido y una vida biológica breve. Regulan la producción y liberación de lashormonas hipofisiarias anteriores. Bajo el control de las hormonas hipotalamicas, las hipofisis anteriores segregan ungrupo de hormonas denominadas “Hormonas Troficas” las cuales se denominan de acuerdocon el órgano endocrino efector sobre el que actúan. En estas hormonas se incluyen laHormona Tiroideoestimulante (TSH), Hormona Luteinizante (LH), HormonaFac. de Ciencias Químicas. UNACH 4
  • 5. Hormonas MC. Consuelo Chang Rueda 5Bioquímica Clínica IIFoliculoestimulante (FSH), Hormona Adrenocorticotrofica (ACTH), Hormona delCrecimiento (GH), Hormona Melanoestimulante (MSH) y la Prolactina. Estas HormonasHipofisiarias regulan la liberación hormonal desde sus respectivos órganos efectoresendocrinos, como las gónadas, tiroides y las adrenales. La FSH y la LH conjuntamente sedenominan “Gonadotrofinas Hipofisiarias”. La 2ª gonadotrofina, la GonadotrofinaCoriónica Humana (HGh) es segregada por la placenta durante el embarazo. Las Hormonas son unas sustancias producidas por distintas glándulas endocrinas encantidades minúsculas. Actúan como mensajeros químicos al ser transportadas por lasangre hasta determinados órganos, los cuales constituyen sus blancos u objetivos, y en losque regulan una gran variedad de actividades fisiológicas y metabólicas. TRANSPORTE Y RECEPTORES DE HORMONAS Una hormona no ejerce su acción en cualquier tejido, sino de manera exclusiva enlos tejidos cuyas células posean receptores específicos para la hormona. Unos receptoresestán situados en la membrana celular, otros en el citosol e incluso hay en el núcleo celular. Las hormonas de naturaleza proteínica y los derivados de aminoácidos son solublesen agua y circulan en el torrente sanguíneo. Las hormonas esteroides son insolubles en agua, son solubilizadas mediante lafijación a proteínas transportadoras como la albúmina y otras proteínas específicas como laalbúmina, Proteína fijadora de las hormonas sexuales y Transcortina o Globulina Fijadorade Cortisol. Las aminas aromáticas también son transportadas en la sangre final a proteínasséricas específicas, principalmente la globulina fijadora de Tiroxina y la Prealbúmina,fijadora en Tiroxina. Proteínas Séricas Transportadoras de Hormonas Hormona Proteína en Orden de Importancia Testosterona Proteína Fijadora de Hormonas Sexuales (SHBG), Albúmina Estradiol Prteína Fijadora de Hormonas Sexuales, Albúmina Progesterona Globulina Fijadora de Costicosteroides (CBG) Cortisol Globulina Fijadora de Corticosteroides Tiroxina Globulina Fijadora de Tiroxina (TBG) (T4) Prealbúmina Fijadora de Tiroxina (PAFT), Albúmina Las hormonas se producen en sitios específicos llamados glándulas. Hay dos tiposde Glándulas: Endocrinas: Sin conductos, que liberan las hormonas directamente a la circulación, como hipofisis, tiroides, paratiroides, páncreas, corteza adrenal, ovario (mujer) y testículo (hombre). Exocrinas: Que liberan las hormonas por medio de conductos.Fac. de Ciencias Químicas. UNACH 5
  • 6. Hormonas MC. Consuelo Chang Rueda 6Bioquímica Clínica II La hipófisis es una glándula muy importante por la gran cantidad de hormonas quesegrega y por la acción que estas ejercen sobre las demás glándulas endocrinas. Por lo tanto una atrofia hipofisaria se manifiesta por insuficiencia tiroidea,suprarrenal, gonadal. Hipotalamo Hipofisis FSH ACTH LH Ovario Corteza Testículo adrenal Estrógeno Progesterona Aldosterona Testosterona Cortisol Desarrollo y mantiene las carácterísticas sexuales Desarrolla y mantiene las femeninas. Inicia la características sexuales construcción de masculinas. Apoya la Regula la retención de revestimiento uterino Sodio y excreción del espermatogenesis Estimula la Potasio GluconeogenesisMECANISMOS DE CONTROL REGULADOR DE LOS NIVELESHORMONALESLa secreción y la liberación de una hormona por una glándula endocrina no representa unproceso constante y continuo, sino dinámico que varía en respuesta a estímulos endogenosy exogenos. Existen 2 mecanismos reguladores que gobiernan la actividad de una glándulaFac. de Ciencias Químicas. UNACH 6
  • 7. Hormonas MC. Consuelo Chang Rueda 7Bioquímica Clínica IIendocrina. Uno es el mecanismo de recontrol, que controla directamente la actividadsecretora de la glándula endocrina y el otro consiste en una serie de mecanismosreguladores de interacción entre el hipotálamo, la hipófisis y el órgano efector, el cualmantiene la integridad de la totalidad del sistema endocrino. El principal mecanismo mediante el cual el organismo mantiene los niveles dehormonas circulantes dentro de los límites fisiológicos es el de recontrol. Este se definecomo aquel en el que dos variables son interdependientes en lo que respecta a su grado defunción. Existen dos tipos generales de mecanismos de recontrol operando en los sistemasbiológicos. Estos están representados por los sistemas de recontrol, positivo el cual seobserva raramente y el de recontrol negativo, que es mucho más frecuente . En un sistemaendocrino típico, el aumento de una de las variables, por ejemplo A provoca un incrementoen la otra variable B. En un sistema de recontrol negativo, un aumento en B provocadisminución de A. Estos dos sistemas pueden combinarse en un circuito continuo. Porejemplo el compuesto A causa incremento en la síntesis de B el cual a su vez provoca unadisminución de A, teniendo de este modo a contrarrestar la alteración primaria (A). Estesistema combinado se emplea en el control del eje hipotálamo-hipófisis-efector. A -X Y+ BEl control de la función de las glándulas endocrinas se basa en el empleo del principio deretro regulación. Este control es ejercido ya sea directamente sobre la glándula mediante eleje hipotalamo-hipofisiario. Un ejemplo del mecanismo de control de retrorregulacióndirectamente sobre la glándula endocrina consiste en la regulación de calcio presente en ellíquido extracelular mediante la hormona paratiroidea (HPT). La elevación de los nivelesde HPT provoca un incremento de la concentración de calcio en el líquido extracelular através de sus efectos sobre el hueso, riñón e intestino (recontrol positivo). La elevación delos niveles de calcio en el líquido extracelular induce a la paratiroides para suprimir lasecreción de HPT (recontrol negativo).MECANISMO DE ACCION DE LAS HORMONAL Los esteroides y las hormonas proteicas actúan como mensajeros y transportaninformación hacia todos los sectores del organismo a través de la corriente sanguínea, sinembargo, las hormonas circulan en concentraciones extremadamente bajas, por lo tanto esabsolutamente necesario que estos mensajeros químicos sean incorporados selectivamentepor las células efectoras y que el mensaje que transportan sea aceptado, procesado ytraducido en respuesta apropiada. Esta función altamente selectiva es llevada cabo mediantereceptores hormonales localizados solamente en los órganos efectores, los cualesdeterminan de ese modo de especificidad del órgano efector. Los receptores son proteínas con capacidad específica de unirse a un tipo único demolécula hormonal, por ejemplo, los receptores para los estrógenos y no a los andrógenosni a las progesteronas. Los receptores ovaricos se fijan especificamente y con exclusividada la LH.Fac. de Ciencias Químicas. UNACH 7
  • 8. Hormonas MC. Consuelo Chang Rueda 8Bioquímica Clínica II Esta selectividad de los receptores se debe a la especificidad de sus estructurasmoleculares primaria, secundaria y terciaria. Las alteraciones de la estructura molecularpueden modificar su especificidad, lo que trae como consecuencia un trastorno fisiológico.Por ejemplo la secuencia Lisina-Lisina-Arginina-Arginina de un receptor es sumamenteimportante en la fijación de la ACTH a la célula adrenal. Los receptores de célulasadrenales de tipo tumoral, aparentemente pierden esta secuencia de aminoácidos, y enconsecuencia, su especificidad como receptores, lo que permite la fijación a ese nivel deTSH, FSH o LH. Esto es llevado a cabo a través de la regulación de procesos ya existentes en lascélulas por medio de tres mecanismos: Cambios de la permeabilidad celular Modificación de la síntesis de prteínas Alteración de la velocidad de reacciones enzimáticas El mecanismo de acción de las hormonas proteicas difiere considerablemente del de lashormonas esteroides con respecto a la localización intracelular de los receptores y a sumodo de acción. Los receptores para las hormonas proteicas y para la hormona tiroidea seencuentran ubicados en las membranas plasmaticas de las células efectoras, mientras quelos receptores para las esteroides están localizados exclusivamente en el interior delcitoplasma.MECANISMO DE ACCION DE LAS HORMONAS PROTEICAS La acción de las hormonas a nivel celular comienza con la unión de esta con sureceptor especifico, y termina con su disociación de el receptor. Hay hormonas que se unen a proteínas transportadoras logrando así atravesar confacilidad la membrana plasmática de muchas células, pero en el caso de hormonas proteicasestas son incapaces de atravesar la membrana plasmática por que no tienen proteínastransportadoras (y por tanto su vida media plasmática es corta) debido a su composiciónquímica, y por lo tanto se fijan a receptores de membrana de la célula blanco y usanmensajeros intracelulares. La hormona misma es el mensajero que para comunicarse con los procesosmetabólicos intracelulares lo hace a través de las moléculas intermediarias, que son lassegundas mensajeras donde muchas de estas hormonas utilizan AMPc como segundamensajera, entre estas se encuentran:  Glucagón  Epinefrina  Hormona Luteinizante (LH)  Hormona Paratiroidea (PTH)  Hormona Estimulante de los Foliculos (FSH)  Calcitonina, etcEl AMPc (ácido 3’, 5’ – adenílico) se genera a partir de ATP y esta reacción es catalizadapor la enzima adenil ciclasa y la que la destruye es una fosfodiesterasa, cuya actividad loFac. de Ciencias Químicas. UNACH 8
  • 9. Hormonas MC. Consuelo Chang Rueda 9Bioquímica Clínica IItransforma en AMP lineal. Ciertas hormonas como epinefrina estimulan a la adenilciclasa yaumentan el nivel celular de AMPc. Representación de la Formación y degradación de AMPc Una vez que la hormona se une con su receptor específico de la membrana celular elcomplejo hormona-receptor activa a la adenilciclasa y se forma AMPc, el cual transporta elmensaje de el primer mensajero con el objeto de iniciar procesos bioquímicos en el interiorde la célula. El AMPc para poder transmitir ese mensaje activa a la enzima protein quinaca (PK),la cual a su vez activa o inactiva a otras enzimas reguladoras intracelulares. La activaciónde la PK ser logra porque el AMPc le quita la subunidad inhibitoria y así la activa. La PKse encuentra presente tanto en el citoplasma como en el núcleo e induce la acción deenzimas como fosforilasas, estereasas. MECANISMO DE ACCION DE LAS HORMONAS ESTEROIDES Las hormonas tiroideas yodadas y todas las hormonas esteroides actúan sobre unaamplia gama de células efectoras, con el objeto de alterar su función, y utilizan los mismosmecanismos generales para modificar la actividad celular a través de la participación dereceptores celulares. Los diversos pasos involucrados en el mecanismo de acción de las hormonasesteroides son: 1.- Pasaje a través de la membrana celular efectora. 2.- Fijación a un receptor citoplasmático. 3.- Activación del receptor citoplasmático.Fac. de Ciencias Químicas. UNACH 9
  • 10. Hormonas MC. Consuelo Chang Rueda  10 Bioquímica Clínica II 4.- Transferencia del complejo con el receptor citoplasmático activado (RCA) hacia el núcleo a través de la membrana celular. 5.- Fijación del complejo RCA a nivel de sitios específicos en el ADN de la cromatina nuclear. 6.- Síntesis del nuevo ARN y, 7.- Síntesis de proteínas que provocan crecimiento celular o inducen a una función hormonal. La hormona esteroide libre no fijada es un compuesto liposoluble de bajo pesomolecular (menos de 500 Dalton) y, por lo tanto, también difunde libremente a través de lamembrana plasmática hacia el interior del citoplasma de cualquier célula tisular. El gradode respuesta de una célula a la acción de una hormona depende de la presencia de unaproteína receptora apropiada. Todas las células de los tejidos efectores poseen la característica única de exhibirreceptores específicos en sus citoplasmas. Los receptores para las hormonas esteroides sonproteínas con un peso molecular aproximadamente de 200,000 Dalton y se clasifican deacuerdo con las tres clases funcionales de hormonas esteroides que fijan: Estrógenos,Andrógenos y Progesterona. Estos receptores para Estrógenos han sido identificados encélulas efectoras para Estrógenos, Progesterona y Andrógenos, Cortisol, Aldosterona eincluso el esterol 1, 25 – Dihidroxivitamina D3. La cantidad de receptores en el tejido efector determina la respuesta de dicho tejido.Muchos tejidos poseen muy pocos o ningún receptor y por lo tanto no responden a la acciónde esa hormona. La feminización testicular es un síndrome de insensibilidad congénita a laacción de los andrógenos, representa un ejemplo de la ausencia de receptores para losandrógenos en las gónadas. Las variaciones de la concentración de receptores para losandrógenos que en su totalidad por ausencia total, podrían explicar algunos trastornosdebidos a una respuesta hormonal inadecuada. La función específica de los receptores citoplasmáticos, consiste en formar uncomplejo con el esteroide. Cada receptor se fija a su respectiva hormona con un alto gradode especificidad y se encuentra presente en una cantidad significativa solo en las células delos tejidos efectores. Este complejo luego es transportado o translocado hacia el núcleo, aligual que el Estradiol, la Progesterona y la Testosterona estimulan la respuesta a nivel delos tejidos efectores mediante sus receptores citoplasmáticos específicos, es decir, losreceptores para la progesterona y para la testosterona.Fac. de Ciencias Químicas. UNACH 10
  • 11. Hormonas MC. Consuelo Chang Rueda  11 Bioquímica Clínica II Receptores Hormonales Esteroides Sin embargo, a diferencia del Estradiol y la Progesterona, la Testosterona no es unahormona potente sino más bien una pre hormona. Una vez en el interior del citoplasma, laTestosterona no se fija directamente con los receptores de Andrógenos, sino que esmetabolizada en primer lugar por la enzima de membranas 5’-reductasa, la cual conviertea la Testosterona en un receptor más potente, la Dihidrotestosterona (DHT). La DHT se fijaluego al receptor citoplasmático para formar el complejo con el receptor activado que seráposteriormente transportado al núcleo de la célula. Una vez que la hormona esteroide ingresa a la célula efectora por difusión a travésde la membrana celular, es rápidamente fijada por el receptor citoplasmático. Después quelas hormonas se fija a los receptores, se cree que estos últimos sufren una modificaciónestructural denominada Transformación, un efecto inducido por los esteroides que permiteel pasaje del complejo esteroide-receptor (ER) a través de la membrana nuclear. Latranslocación consiste en el pasaje del complejo ER desde el citoplasma hacia el núcleodespués de la transformación. En el interior del núcleo, el complejo ER se fija a la fracción no Histona de laCromatina. Esta interacción conduce a la estimulación de una ARN polimerasa específica.La formación del nuevo ARNm a partir de un segmento de ADN se denomina transcripcióny este proceso es catalizado por la enzima ARN polimerasa. El ARN migra luego hacia elFac. de Ciencias Químicas. UNACH 11
  • 12. Hormonas MC. Consuelo Chang Rueda  12 Bioquímica Clínica IIcitoplasma en donde se fija a los ribosomas. Los ribosomas leen el código genético, procesodenominado Traducción. Cada palabra de este código especifica un aminoácido que esllevado hacia el ribosoma mediante el ARNt y es orientado por la síntesis proteica por elARNr. Los ribosomas unen los aminoácidos entre si de manera secuencial para formarproteínas. Las hormonas esteroides ejercen su efecto mediante la estimulación de la síntesisproteica, la cual comienza con la transferencia de la información genética desde el ADNhacia el ARNm; a nivel de la célula efectora después de la translocación del complejoesteroide-receptor.CATABOLISMO DE LAS HORMONAS Las hormonas proteicas son degradadas por proteasas presenten en el suero y en lascélulas. Los polipeptidos pequeños son filtrados a nivel glomerular y degradados porcélulas tubulares. Los aminoácidos aromáticos son catabolizados mediante la desyodacióno la oxidación para formar compuestos inactivos. Las hormonas esteroides fijadas a proteínas son convertidas en compuestosinactivos más hidrosolubles mediante procesos de hidroxilación, oxidación o reacción conel ácido glucorónico o el sulfato para formar conjugados con estas sustancias, las cualesserán excretados posteriormente por el riñón. A nivel periférico los esteroides son oxidadosa hormonas menos activas. Las cuales son convertidas ulteriormente por el hígado enformas inactivas.Fac. de Ciencias Químicas. UNACH 12
  • 13. Hormonas MC. Consuelo Chang Rueda  13 Bioquímica Clínica IIBIBLIOGRAFIA 1. J.M. González de Buitrago; E. Arilla Ferreiro; M. Rodriguez-Segade; A.Sanchez Pozo. Bioquímica Clínica. Ed. McGraw-Hill-Interamericana, (1998) 2. Matheus Chistopher K. Matheus; Van Holde K.E. Bioquímica. 2ª. Ed. ( 1998 ) 3. Harold E. Lebovitz.; Type 2 Diabetes: An Overview Clinical Chemistry 45:8(B) 1339-1345. ( 1999 ) 4. Allan Gaw, Robert A. Cowan, Denist St J. O´Reilly, Michael J. Stewart, James Sheperd “ Bioquímica Clínica” 2a. Ed (2001) Ed Hartcourt, S. A. Madrid España 5. Richard A. Harvey, Pamela C. Champe “ Bioquímica “ 3a. Ed. (2006) ed. McGrawHill 6. Kolman and Ronh “Bioquímica Texto y Atlas” 3a. Ed. Revisada y Ampliada Ed Panamericana (2004) 7 CLINICAL CHEMISTRY. 1999. INTERNATIONAL JOURNAL OF MEDICINE AND MOLECULAR DIAGNOSTIC. 8 HENRY, CANNON AND WINKELMAN. 1999. CLINICAL CHEMISTRY. PRINCIPLES AND TECHNICS. EDITORIAL HARPER AND ROW. 9 CLINICAL CHEMISTRY. 1999. INTERNATIONAL JOURNAL OF MEDICINE AND MOLECULAR DIAGNOSTIC. 10 HENRY, CANNON AND WINKELMAN. 1999. CLINICAL CHEMISTRY. PRINCIPLES AND TECHNICS. EDITORIAL HARPER AND ROW. 11 Perán Mesa, Salvador (Servicio de Publicaciones de la Universidad de Málaga. UMA INTRODUCCIÓN A LA BIOQUÍMICA CLÍNICA (2007) 1ª. Ed 12 MORRISON Robert Thorton, BOYD Robert Neilson; QUIMICA ORGANICA; 5ª Edición; Editorial Addioson Weley Iberoamericana; EEUU, 1990; pp. 646-648. 13 MURRAY, Robert; GRANNER Daryl K.; RODWELL Victor W. BIOQUIMICA CLINICA; 13ª Edición; Editorial El Manual Moderno; México, D.F. 1994; pp. 573-588 14 VILLE Claude A; BIOLOGIA; 7ª Edición; Editorial Bibliográfica Internacional; México, D.F., 1992; pp. 471-480Fac. de Ciencias Químicas. UNACH 13
  • 14. Hormonas MC. Consuelo Chang Rueda  14 Bioquímica Clínica IIFac. de Ciencias Químicas. UNACH 14