PHYSIOEX Ejercicio 4, Introducción en español (2016)

Ejercicio Español
Universidad Universidad de Valencia (UV)
Grado Biotecnología - 2º curso
Asignatura Biologia animal
Año del apunte 2016
Páginas 3
Fecha de subida 18/06/2017
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Introducción PHYISIOEX traducida.

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Noelia Joya, 2º Biotecnología Biología animal EJERCICIO 4: FISIOLOGÍA DEL SISTEMA ENDOCRINO Visión general del ejercicio En el cuerpo humano, el sistema endocrino (además del sistema nervioso) coordina e integra las funciones de diferentes sistemas fisiológicos (Figura 4.1). Así, el sistema endocrino desempeña un papel fundamental en el mantenimiento de la homeostasis. Esta función se lleva a cabo con sustancias químicas, llamadas hormonas, secretadas por glándulas de secreción interna, formadas por tejidos de origen epitelial, las glándulas endocrinas.
Dichas glándulas secretan hormonas extracelulares. Más concretamente, en transporta las hormonas (a veces unidas a específicas) hasta sus células diana. Las estar muy cerca o muy lejos de la fuente de en compartimentos general, la sangre proteínas plasmáticas células diana pueden la hormona.
Las hormonas se unen a receptores de alta afinidad que se localizan en la membrana, en el citoplasma o en el núcleo de la célula diana. Estos receptores tienen una sensibilidad muy alta, ya que la concentración de hormona en sangre es muy pequeña, ¡de 10-9 a 10-12 molar! La formación de un complejo hormonareceptor permite a la hormona ejercer la acción biológica a través de cascadas de transducción de señales y/o mediante la alteración de la transcripción de genes en la célula diana. La respuesta fisiológica a las hormonas puede variar desde segundos a horas o días, dependiendo de la naturaleza química de la hormona y la ubicación de los receptores en la célula diana.
La estructura química de la hormona es importante para determinar cómo va a interactuar con las células diana. Las hormonas peptídicas y las catecolaminas son de acción rápida, son hormonas que se unen a un receptor de membrana plasmática y provocan una cascada de segundos mensajeros en el citoplasma de la célula diana; por ejemplo, una sustancia química llamada AMPc (monofosfato cíclico de adenosina) se sintetiza a partir de una molécula de ATP. La síntesis de este producto químico hace que la célula sea más activa metabólicamente y, por tanto, capaz de responder mejor a un estímulo.
Las hormonas esteroides y tiroxina (hormona tiroidea) son de acción lenta. Estas hormonas entran en la célula diana e interactúan con el núcleo y afectan a la transcripción de varias proteínas que la célula puede sintetizar. Las hormonas entran en el núcleo y se unen a puntos específicos en el ADN. Cada unión causa la producción de un ARNm específico, que luego se traslada al citoplasma donde los ribosomas pueden traducir el ARNm en una proteína (Figura 4.2).
Ejercicio 4 7 Noelia Joya, 2º Biotecnología Biología animal Hay que destacar que los órganos endocrinos no funcionan de forma independiente. Las actividades de una glándula endocrina son a menudo coordinadas con las actividades de otras glándulas. Ningún sistema funciona de forma independiente de cualquier otro. Por esta razón, haremos hincapié en los mecanismos de retroacción y la manera en que podemos utilizarlos para predecir, explicar y comprender los efectos de una hormona.
Dada la poderosa influencia que las hormonas tienen en la homeostasis, destacamos la importancia de los mecanismos de retroacción negativa (feedback negativo) en la regulación de la secreción hormonal, en su síntesis y sus efectos en las células diana. La retroacción negativa asegura que si el organismo necesita una hormona, esta se producirá sin que haya exceso en el organismo. Cuando hay demasiada cantidad de hormona, su producción será inhibida.
En pocas ocasiones, el organismo regula las hormonas a través de un mecanismo de retroacción positiva.
La liberación de oxitocina de la pituitaria posterior es uno de esos casos. La oxitocina es una hormona que hace que la capa muscular del útero, llamada miometrio, se contraiga durante el parto. La contracción de miometrio causa una liberación adicional de oxitocina, lo que provoca contracciones más fuertes. A diferencia de lo que ocurre en los mecanismos de retroacción negativa, el aumento de los niveles circulantes de oxitocina no inhibe la secreción de oxitocina.
Para estudiar las funciones de una glándula endocrina se pueden emplear distintos métodos experimentales. Uno de esos métodos consiste en la eliminación de la glándula de un animal y la posterior inyección, reimplante, o administración de extractos glandulares al animal normal o a un animal experimental privado de la glándula. En este ejercicio vamos a utilizar estos métodos para comprender más profundamente la función y regulación de algunas de las glándulas endocrinas.
Actividad 1: Metabolismo y hormona tiroidea El metabolismo engloba la amplia variedad de reacciones bioquímicas que ocurren en el organismo. El metabolismo incluye anabolismo y catabolismo. El anabolismo es la construcción de moléculas grandes y complejas a partir de pequeñas moléculas mediante reacciones enzimáticas. La energía se almacena en los enlaces químicos de las moléculas grandes y complejas que forman.
El catabolismo es la ruptura de moléculas grandes y complejas en moléculas más pequeás a través de reacciones enzimáticas. La ruptura de enlaces químicos en el catabolismo libera energía que la célula puede utilizar para diversas actividades, tales como la formación de ATP. La célula no utiliza toda la energía liberada por la ruptura de enlaces sino que gran parte de la energía se libera en forma de calor para mantener una temperatura corporal fija, especialmente en humanos. Los seres humanos son organismos homeotermos y necesitan fijar una temperatura corporal constante para mantener la actividad de diferentes vías metabólicas en el organismo.
La hormona más importante para el metabolismo y mantenimiento del calor corporal es la tiroxina (hormona tiroidea), también conocida como tetrayodotironina, o T4. La tiroxina es secretada por la glándula tiroides situada en el cuello (Figura 4.3).
8 Ejercicio 4 Noelia Joya, 2º Biotecnología Biología animal La producción de tiroxina es controlada por la glándula pituitaria, o hipófisis, que segrega la hormona estimulante del tiroides (TSH). La sangre transporta TSH hasta su tejido diana que es la glándula tiroides. La THS hace que la glándula tiroides aumente de tamaño y libere tiroxina a la circulación general.
Si los niveles de TSH son demasiado altos, se agranda la glándula tiroides produciendo una hinchazón glandular en el cuello denominada bocio.
El hipotálamo, en el encéfalo, también tiene una participación fundamental en la producción de tiroxina y TSH. Es una glándula endocrina principal que segrega varias hormonas que afectan a la glándula pituitaria o hipófisis, que también se encuentra en el encéfalo.
La hormona liberadora de tirotropina (TRH) está directamente relacionada con la tiroxina y la secreción de TSH. La TRH del hipotálamo estimula a la glándula pituitaria anterior para producir TSH, que a su vez estimula a la tiroides para producir tiroxina.
Estos procesos forman parte de un mecanismo de retracción negativa clásico. Cuando los niveles circulantes de tiroxina son bajos, el hipotálamo segrega TRH para estimular la glándula pituitaria con el fin de que secrete más TSH. El aumento de la liberación de TSH estimula la secreción de tiroxina por la glándula tiroides. El aumento de los niveles de tiroxina inhibirá entonces al hipotálamo para reducir su producción de TRH.
La TRH viaja desde el hipotálamo hasta la hipófisis a través del sistema portal hipotálamo-hipofisiario.
Este sistema especializado de vasos sanguíneos se compone de una única vena porta que conecta dos lechos capilares. El sistema portal hipotálamo-hipofisiario transporta muchas otras hormonas del hipotálamo a la glándula pituitaria. El hipotálamo principalmente segrega hormonas tróficas que estimulan la secreción de otras hormonas. La TRH es un ejemplo de hormona trófica, ya que estimula la liberación de TSH por la glándula pituitaria. TSH es también un ejemplo de hormona trófica ya que estimula la producción de tiroxina (Figura 4.4).
En esta actividad vas a investigar los efectos de la tiroxina y la TSH en la tasa metabólica de una rata. La tasa metabólica vendrá medida por la cantidad de oxígeno que consume la rata en función del tiempo y la masa corporal. Se llevarán a cabo cuatro experimentos empleando tres ratas: una rata normal (control), una rata tiroidectomizada (una rata a la que se ha extirpado quirúrgicamente la glándula tiroides) y una rata hipofisectomizada (una rata a la que se ha extirpado quirúrgicamente la glándula pituitaria).
Se determinará (1) la tasa metabólica basal de la rata, (2) su tasa metabólica después de haber sido inyectada con tiroxina, (3) su tasa metabólica después de haber sido inyectada con TSH y (4) su tasa metabólica después de haber sido inyectada con propiltiouracilo, un fármaco que inhibe la producción de tiroxina.
𝑚𝑙 𝑂1 Tasa metabólica = 𝑘𝑔 ℎ Hipotiroideo = BMR<1600 Eutiroideo = 1650<BMR<1750 Hipertiroideo = MBR>1800 Ejercicio 4 9 ...