sábado, 22 de octubre de 2016

Proteínas

El término proteína deriva del griego "proteos" (lo primero, lo principal) y habla de su gran importancia para los seres vivos. La importancia de las proteínas es, en un primer análisis, cuantitativa: constituyen el 50% del peso seco de la célula (15% del peso total) por lo que representan la categoría de biomoléculas más abundante después del agua.

Sin embargo su gran importancia biológica reside, más que en su abundancia en la materia viva, en el elevado número de funciones biológicas que desempeñan, en su gran versatilidad funcional y sobre todo en la particular relación que las une con los ácidos nucleicos, ya que constituyen el vehículo habitual de expresión de la información genética contenida en éstos últimos.

Composición de las proteínas

Desde el punto de vista de su composición elemental todas las proteínas contienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, mientras que casi todas contienen además azufre (Cabe resaltar que en azúcares y lípidos el nitrógeno sólo aparece en algunos de ellos). Hay otros elementos que aparecen solamente en algunas proteínas (fósforo, cobre, zinc, hierro, etc.).
Las proteínas son biomoléculas de elevado peso molecular (macromoléculas) y presentan una estructura química compleja. Sin embargo, cuando se someten a hidrólisis ácida, se descomponen en una serie de compuestos orgánicos sencillos de bajo peso molecular: los α-aminoácidos. Este rasgo lo comparten las proteínas con otros tipos de macromoléculas: todas son polímeros complejos formados por la unión de unos pocos monómeros o sillares estructurales de bajo peso molecular. Existen 20 α-aminoácidos diferentes que forman parte de las proteínas.
En las moléculas proteicas los sucesivos restos aminoácidos se hallan unidos covalentemente entre sí formando largos polímeros no ramificados. El tipo de enlace que los une recibe el nombre de enlace peptídico. Las cadenas de aminoácidos de las proteínas no son polímeros al azar, de longitud indefinida, cada una de ellas posee una determinada composición química, un peso molecular y una secuencia ordenada de aminoácidos.

Clasificación de las proteínas

Las proteínas se clasifican en dos clases principales atendiendo a su composición. Las proteínas simples u holoproteínas son las que están compuestas exclusivamente por aminoácidos. Las proteínas conjugadas o heteroproteínas son las que están compuestas por aminoácidos y otra sustancia de naturaleza no proteica que recibe el nombre de grupo prostético. Las proteínas conjugadas pueden a su vez clasificarse en función de la naturaleza de su grupo prostético. Así, se habla de glucoproteínas, cuando el grupo prostético es un glúcido, lipoproteínas cuando es un lípido, metaloproteínas cuando es un ion metálico, fosfoproteínas cuando es un grupo fosfato, etc.
Otro criterio de clasificación de las proteínas es la forma tridimensional de su molécula. Las proteínas fibrosas son de forma alargada, generalmente son insolubles en agua y suelen tener una función estructural, mientras que las proteínas globulares forman arrollamientos compactos de forma globular y suelen tener funciones de naturaleza dinámica (catalíticas, de transporte, etc).

sábado, 8 de octubre de 2016

Regulación de las hormonas sexuales masculinas

Las células de Leydig ubicadas en el testículo, por fuera de los túbulos seminíferos, son el lugar de síntesis de la hormona testosterona. La testosterona pasa a la circulación sanguínea. La testosterona, a través de un mecanismo de retroalimentación negativa, inhibe la secreción de gonadotropinas. La hormona luteinizante (LH), producida en la hipófisis, es la hormona reguladora específica de la producción de testosterona. 
Las células testiculares de Sertoli, localizadas en los túbulos seminíferos, tienen como función principal el control de la espermatogénesis y su función biológica es regulada por la gonadotropina FSH u hormona folículoestimulante. Las células de Sertoli secretan una serie de proteínas, algunas de las cuales entran al lumen del túbulo seminífero y son importantes para la espermatogénesis. Una de las hormonas es la inhibina, y su función principal es inhibir la secreción de la FSH.
Los cambios asociados al comienzo de la adolescencia masculina están relacionados con el desarrollo del eje hipotalámico–hipofisiario–testicular.

Eje hipotalámico–hipofisiario–testicular

Al comenzar la pubertad, el hipotálamo empieza a aumentar gradualmente la secreción de hormonas liberadoras de gonadotrofinas (GnRH), las que estimulan al lóbulo anterior de la hipófisis para que secrete FSH y LH.
Estas hormonas actúan sobre los testículos, estimulando la producción de la testosterona (hormona sexual masculina), con la cual aparecen los caracteres sexuales secundarios y el desarrollo de los caracteres primarios.

Hormonas, crecimiento y desarrollo

La adolescencia es un período complejo en el desarrollo de cualquier persona e involucra una serie de cambios físicos, psicológicos y hormonales que permiten adquirir la capacidad de reproducirse.
La pubertad está asociada a un crecimiento rápido y a la aparición de las características sexuales secundarias, mientras que la adolescencia es un período de transición entre la pubertad y la edad adulta. La adolescencia comienza con la aparición de los caracteres sexuales secundarios y termina cuando cesa el crecimiento somático o del cuerpo.
El ser humano presenta una diferenciación de sexos que puede verse incluso antes del nacimiento y viene determinada por el aparato genital femenino (ovarios, útero y vagina) y masculino (pene y testículos), los que constituyen los caracteres sexuales primarios. Pero, al transformarse en adulto, aparecen diferencias de tipo corporal entre los dos sexos; tales diferencias constituyen los caracteres sexuales secundarios.

En la mujer las características que aparecen son las siguientes:
- Crecimiento de los huesos.
- Aumento del tamaño de las glándulas mamarias.
- Ensanchamiento de las caderas.
- Crecimiento del vello en las axilas y en la zona púbica.
- Aparición de la menstruación.
- Aumento de la actividad de las glándulas sebáceas.

Por su parte, los hombres presentan, entre otros, los siguientes cambios:
- Crecimiento de los huesos.
- Desarrollo muscular.
- Aumento del espesor de la piel.
- Crecimiento del vello en las axilas, el bigote, la barba, el tórax, las piernas, los brazos y el pubis.
- Eyaculación, que algunas veces ocurre durante el sueño.
- Aumento de la actividad de las glándulas sebáceas.

Los cambios corporales y hormonales afectan con frecuencia el estado emocional de los adolescentes.
Los hombres pueden estar preocupados por la falta o exceso de vello, la aparición del bigote, la fortaleza de los músculos, los cambios de la voz y la primera eyaculación. Las mujeres pueden sentir vergüenza por el tamaño de los senos, o preocuparse por la forma de las piernas, la acumulación de la grasa en el cuerpo y el inicio temprano o tardío de la menstruación.

Ejercicios

1. ¿Cómo explicarías las siguientes situaciones?
- La destrucción del lóbulo anterior de la hipófisis en animales o por alguna patología en humanos, produce atrofia testicular y regresión de las características sexuales secundarias.
- La inoculación de LH en la sangre de un ratón aumenta, por algunos minutos, el nivel de testosterona en la vena espermática.
- Pequeñas cantidades de testosterona introducida en el hipotálamo provoca atrofia testicular. En cambio, esta misma acción no produce efecto en la hipófisis.
2. Explica la función de las gonadotrofinas (FSH y LH), la testosterona y la inhibina en la espermatogénesis.
3. Relaciona los niveles de FSH, LH, estrógenos y progesterona en la fase folicular y luteinizante del ciclo menstrual.
4. ¿Por qué razón en los días de la menstruación o cercanos a ésta la mujer es infértil?
5. ¿Por qué razón en el día de la ovulación o cercanos a éste la mujer se considera fértil?

El ciclo menstrual

http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?id=180304

sábado, 1 de octubre de 2016

Hormonas y Ciclo Menstrual

Las hormonas son sustancias químicas que controlan numerosas funciones corporales. Son producidas en el sistema endocrino, el cual está formado por glándulas y tejidos secretores que no tienen un conducto secretor como las glándulas exocrinas (por ejemplo, glándulas sudoríparas). Por lo tanto, sus secreciones u hormonas son secretadas y transportadas a través de la sangre. Las hormonas actúan como "mensajeros" para coordinar las funciones de varios órganos del cuerpo.
El sistema hormonal se relaciona principalmente con diversas acciones metabólicas del cuerpo humano y controla la intensidad de funciones químicas en las células. Algunos efectos hormonales se producen en segundos, otros requieren varios días para iniciarse incluso semanas, meses, o años.

Funciones que controlan las hormonas

Entre las funciones que controlan las hormonas se incluyen:

- Las actividades de órganos completos.
- El crecimiento y desarrollo.
- La reproducción.
- Las características sexuales.
- El uso y almacenamiento de energía.
- Los niveles en la sangre de líquidos, sal y azúcar.

Desde el punto de vista molecular existen diferentes tipos de hormonas, la mayoría derivada de los  esteroides y proteínas. La acción de cada hormona depende de los receptores que tengan las células. Estos receptores son específicos para una hormona determinada y se ubican en las células blanco (donde ejerce efecto la hormona). Los receptores de hormonas proteicas se ubican en la membrana plasmática de la célula blanco y los de hormonas esteroidales se encuentran en el citoplasma y núcleo celular.

Las hormonas sexuales son esteroidales y desempeñan un papel fundamental en el desarrollo sexual y del comportamiento. Debido a que estas moléculas esteroidales son pequeñas y solubles en las grasas, atraviesan fácilmente las membranas celulares. Una vez en el interior celular, los esteroides pueden unirse a receptores en el citoplasma o el núcleo y de esta manera influir sobre la expresión genética. Por lo tanto, las hormonas esteroidales ejercen acciones variadas y de larga duración sobre la función celular.

Las hormonas sexuales influyen de diferente manera en el desarrollo de la sexualidad desde la concepción hasta la madurez sexual, pues determinan el desarrollo de las características anatómicas, fisiológicas y de comportamiento que distinguen al hombre y a la mujer.

En esta sección estudiaremos específicamente el efecto de las hormonas sexuales en el ciclo menstrual y, en consecuencia, en el desarrollo de los óvulos. Para ello, comenzaremos dando una descripción de los eventos más importantes presentes en el ciclo menstrual y ovárico.

Regulación de hormonas sexuales femeninas

Desde la aparición de la primera menstruación (menarquia) hasta la desaparición de ella (menopausia), las mujeres experimentan cambios cíclicos en los ovarios y el útero.
Cada ciclo tiene una duración de unos 28 días aproximadamente e implica la maduración de un ovocito y la adecuación del endometrio para recibirlo, en el supuesto de que sea fecundado. Si no ocurre la fertilización, el endometrio uterino se desprende y deja unas áreas hemorrágicas que producen el sangrado menstrual. Podemos distinguir dos ciclos que se producen simultáneamente (fig. 1):

El ciclo ovárico, que consiste en la maduración de un folículo y expulsión de un ovocito secundario.
El ciclo menstrual, que consiste en la preparación de un ambiente apto para recibir al ovocito fecundado (cigoto). Si el ovocito secundario no está fertilizado es eliminado.

Ciclo ovárico

En el ovario ocurre una serie de eventos que llevan al desarrollo de los ovocitos secundarios. Las etapas fundamentales de estos cambios son:
- Fase folicular (crecimiento folicular): se refiere a la evolución del ovocito primario y el comportamiento de las células que lo acompañan (teca y granulosa), conjunto denominando folículo. Es una fase de duración variable que comienza con el desarrollo de un grupo de folículos por influencia de la hormona folículoestimulante (HFE) y la hormona luteinizante (HL). Estas hormonas reciben el nombre de gonadotrofinas por su acción sobre las gónadas femeninas y masculinas (ovarios y testículos). Luego, se selecciona un folículo que va madurando y aumentando de tamaño hasta el día de la ovulación y que secreta hormonas llamadas estrógenos. Éstos aceleran el crecimiento del endometrio y, además, son responsables de las características sexuales secundarias de la mujer.

- Ovulación: es el evento central del ciclo femenino y corresponde a la descarga del ovocito secundario del folículo maduro. Este hecho se produce por el brusco aumento de la hormona luteinizante hasta llegar a un máximo en su concentración (“peak” de HL), que es seguido en un lapso de horas por la ruptura de la pared folicular. En este evento se completa la primera división meiótica.

- Formación del cuerpo lúteo: tiene una duración constante de 14 ± 2 días. Después de la ovulación, la estructura folicular que queda en el ovario se reorganiza y se convierte en una estructura glandular conocida como cuerpo lúteo, que secreta progesterona y estrógenos. La  hormona progesterona es la encargada de preparar al útero para la eventual gestación. Si entre los 8 y 10 días después de la ovulación no aparece alguna señal de presencia embrionaria, el cuerpo lúteo inicia un proceso regresivo autónomo con caída en la producción de estrógeno y progesterona, lo que desencadena la menstruación.

Ciclo menstrual

El ciclo menstrual es la secuencia mensual de eventos que prepara al cuerpo para un posible embarazo. Comprende:

- Fase proliferativa: es el engrosamiento gradual del endometrio debido al aumento del nivel de estrógenos.
- Fase secretora: comienza con la ovulación. La progesterona modifica el endometrio, inhibiendo la fase proliferativa y preparándolo para aceptar, implantar y nutrir al posible embrión.
Figura 1.-Ciclo folicular y ciclo menstrual o endometrial y cambios hormonales asociados

El control de la reproducción en la mujer es muy complejo. En él participan el hipotálamo (estructura del sistema nervioso ubicada en el cerebro), la hipófisis (glándula endocrina ubicada en el cerebro) y los ovarios. La glándula hipófisis tiene una parte anterior (adenohipófisis) y otra posterior (neurohipófisis). Ambas son controladas por el hipotálamo, tal como se muestra en la figura 2. En esta figura también se incluyen hormonas que actúan durante el parto y en la secreción de leche durante la lactancia.

Figura 2. Eje hipotalámico-hipofisiario-gonadal: relación funcional y de control

Los cambios asociados al comienzo de la adolescencia femenina están relacionados con el desarrollo del eje hipotalámico–hipofisiario–ovárico (figura
2). Al comenzar la pubertad, el hipotálamo empieza a aumentar gradualmente la secreción de hormonas liberadores de gonadotrofinas (GnRH), las que estimulan al lóbulo anterior de la hipófisis para que secrete HFE y HL. Las hormonas generadas por la hipófisis actúan sobre los ovarios, los que liberan estrógenos y progesterona (hormonas sexuales femeninas), que causan el  crecimiento de los tejidos de los órganos sexuales femeninos y la aparición de los caracteres sexuales secundarios.

domingo, 25 de septiembre de 2016

Páncreas endócrino

Introducción

Los islotes de Langerhans del páncreas están formados por grupos celulares situados entre las masas glandulares exocrinas. Producen al menos cuatro tipos de secreciones endocrinas y están inervados por fibras simpáticas y parasimpáticas que regulan esta secreción. Las células alfa producen glucagón y constituyen entre un 20 y un 30% del total de células de los islotes. Las células beta, productoras de insulina, representan entre el 40 y el 60% de la masa celular. Las células delta producen somatostatina y, al igual que las células F productoras de polipéptido pancreático (PP), no son más del 5-15% del conjunto de células de los islotes. 

Insulina

La molécula de insulina está formada por dos cadenas polipeptídicas de 30 y 21 aminoácidos unidas por puentes disulfuro. Existen pequeñas variaciones entre las diferentes especies en cuanto a la estructura química pero las funciones son idénticas. La importancia de la insulina puede entenderse si se tiene en cuenta el hecho de que ha sido la causa de concesión de cuatro premios Nobel en 1923, 1958, 1964 y 1979. La síntesis de insulina en las células beta de los islotes pancreáticos ocurre en los ribosomas en forma de pre-pro-insulina. Al igual que en el caso de otras hormonas peptídicas, la molécula final activa es almacenada, tras sucesivos cambios en su recorrido a través del retículo endoplasmático, en los gránulos del aparato de Golgi, formando un complejo insoluble con el cinc.
Las funciones de la insulina son muy variadas. Aunque las más conocidas se relacionan con el metabolismo de los carbohidratos, no son de menor importancia las que ejerce sobre el metabolismo lipídico o el de las proteínas. En general, la insulina es una hormona que estimula los procesos anabólicos e inhibe los catabólicos. A corto plazo aumenta la oferta de sustratos en el interior celular para el almacenamiento de energía y a medio plazo provoca un incremento de las actividades enzimáticas relacionadas con la formación de reservas energéticas.
Sobre el metabolismo de los hidratos de carbono, la insulina aumenta el transporte de glucosa a través de la membrana plasmática de las células en la mayoría de los tejidos, excepto en el cerebro (excluyendo el centro de la saciedad hipotalámico), los túbulos renales, la mucosa intestinal, las propias células beta pancreáticas y los eritrocitos. En el hígado, la insulina estimula la síntesis de glucógeno inhibiendo la gluconeogénesis y la glucogenolisis. Es, por lo tanto, una hormona hipoglucemiante.

Glucagón

El glucagón está formado por una cadena polipéptidica de 29 aminoácidos carente de puentes disulfuro.
Se sintetiza, al igual que la insulina en forma de pre-pro-glucagón, en este caso en las células alfa de los islotes pancreáticos.
Las funciones del glucagón sobre el metabolismo de los carbohidratos son opuestas a las de la insulina.
Básicamente, el glucagón estimula la glucogenolisis en el hepatocito y la gluconeogénesis, siendo por tanto una hormona hiperglucemiante.

Somatostatina

Se sintetiza también en los islotes pancreáticos, en este caso en las células delta. Su principal función a este nivel consiste en reducir la velocidad de la digestión y de la absorción de nutrientes en el tubo digestivo, ralentizando su utilización para impedir cambios bruscos en el nivel de glucemia. Para ello, la somatostatina inhibe la motilidad gástrica, duodenal y de la vesícula biliar, reduce la secreción de clorhídrico, pepsina, gastrina, secretina y enzimas pancreáticas, e inhibe la absorción de glucosa y triglicéridos en la mucosa intestinal.

Polipéptido pancreático

El polipéptido pancreático (PP) se localiza en la periferia de los islotes, junto a las células productoras de glucagón y somatostatina, pero también hay PP en el tracto gastrointestinal, en íleon y colon y en el sistema nervioso central y periférico. Es un péptido de 36 aminoácidos cuya secreción se ve estimulada por la ingestión de proteínas y por la acción vagal. Su función más clara parece consistir en la inhibición de la secreción exocrina del páncreas. También inhibe la secreción biliar.

Regulación de la glucemia

En la regulación de la glucemia intervienen diversas hormonas, no sólo producidas en el páncreas, sino otras como la GH o los glucocorticoides, además del sistema nervioso vegetativo.
La compleja serie de interacciones que se establecen entre todos estos factores determinará finalmente, los niveles de glucosa en sangre, y es imprescindible que estos niveles no sufran excesivas oscilaciones ni se alejen de unos límites considerados como fisiológicos.


Esquema de la regulación de la concentración de la glucosa en la sangre


Cuando la concentración de la glucosa es baja en la sangre, el páncreas produce glucagón que estimula el desdoblamiento del glucógeno y la salida de glucosa en el hígado. Cuando la concentración de la glucosa sube, el páncreas secreta insulina que estimula la absorción de glucosa por las células y la conversión a glucógeno en el hígado. También es posible que frente a una situación de estrés se estimule la producción de ACTH que actúa sobre la corteza suprarrenal para producir cortisol y otros compuestos. Estas hormonas aceleran la degradación de proteínas y su conversión a glucosa en el hígado. La estimulación de la médula suprarrenal, por fibras del sistema nervioso autónomo simpático, produce adrenalina y noradrenalina que también aumenta la concentración de glucosa en la sangre.