fisiologia endocrina

Principios Generales de Principios Generales de EndocrinologíaEndocrinología

Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Instituto Nacional de Ciencias Médicas y NutriciónNutrición “Salvador “Salvador Zubirán”Zubirán”

Departamento de Endocrinología y MetabolismoDepartamento de Endocrinología y Metabolismo INCMNSZINCMNSZ

Dr. Daniel Cuevas-RamosDr. Daniel Cuevas-Ramos

ObjetivosObjetivos

1. Contrastar los conceptos de endocrino, paracrino, autocrino, 1. Contrastar los conceptos de endocrino, paracrino, autocrino, intracrino.intracrino.

2. Definir el termino de hormona, célula blanco y receptor.2. Definir el termino de hormona, célula blanco y receptor.

3. Entender las diferencias principales en los mecanismos de acción 3. Entender las diferencias principales en los mecanismos de acción de los péptidos, esteroides y hormonas tiroideas.de los péptidos, esteroides y hormonas tiroideas.

4. Comparar y contrastar las acciones de las hormonas ejercidas por 4. Comparar y contrastar las acciones de las hormonas ejercidas por los receptores de membrana plasmática con aquellos mediados los receptores de membrana plasmática con aquellos mediados por receptores intracelulares.por receptores intracelulares.

5. Entender el papel de las proteínas fijadoras de hormonas.5. Entender el papel de las proteínas fijadoras de hormonas.

6. Entender los mecanismos de retroalimentación negativa.6. Entender los mecanismos de retroalimentación negativa.

7. Explicar los efectos de secreción, degradación y excreción en las 7. Explicar los efectos de secreción, degradación y excreción en las concentraciones plasmáticas de hormonas.concentraciones plasmáticas de hormonas.

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IntroducciónIntroducción

Función del sistema endocrinoFunción del sistema endocrino

Coordinar e integrar la actividad celularCoordinar e integrar la actividad celular

Regulación de la función orgánicaRegulación de la función orgánica

Mantener la Mantener la homeostasishomeostasis

Ambiente interno constante o en Ambiente interno constante o en equilibrioequilibrio

Crucial para la adecuada función celularCrucial para la adecuada función celular

De lo contrario, se presentan las De lo contrario, se presentan las enfermedadesenfermedades

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El Sistema EndocrinoEl Sistema Endocrino

Funciones fisiológicas y sus componentesFunciones fisiológicas y sus componentes

1. Regulación del sodio y balance de agua1. Regulación del sodio y balance de agua

- Control del volumen sanguíneo y presión arterial- Control del volumen sanguíneo y presión arterial

2. Regulación del calcio y fósforo2. Regulación del calcio y fósforo

3. Regulación del balance de energía. 3. Regulación del balance de energía.

4. Aporte del combustible para las demandas metabólicas 4. Aporte del combustible para las demandas metabólicas celulares.celulares.

5. Respuesta al estrés.5. Respuesta al estrés.

6. Reproducción, desarrollo, crecimiento y envejecimiento.6. Reproducción, desarrollo, crecimiento y envejecimiento.

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Descripción clásicaDescripción clásica

1. El mensajero químico u 1. El mensajero químico u hormona hormona producido por un órgano es producido por un órgano es liberadoliberado

2. Actúa en un órgano a distancia.2. Actúa en un órgano a distancia.

Descripción actualDescripción actual

1. Red de múltiples órganos que liberan hormonas, desde péptidos 1. Red de múltiples órganos que liberan hormonas, desde péptidos muy pequeños hasta glicoproteínas.muy pequeños hasta glicoproteínas.

2. El efecto lo ejercen en regiones vecinas o en órganos a distancia.2. El efecto lo ejercen en regiones vecinas o en órganos a distancia.

3. Está coordinado con el sistema nervioso central y periférico, así 3. Está coordinado con el sistema nervioso central y periférico, así como con el sistema inmune.como con el sistema inmune.

4. Esto ha llevado a los términos de “Neuroendocrinología” e 4. Esto ha llevado a los términos de “Neuroendocrinología” e “Inmunidad Neuroendocrina”, describiendo su interacción.“Inmunidad Neuroendocrina”, describiendo su interacción.

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Tres componentes básicosTres componentes básicos

1. Glándulas endocrinas1. Glándulas endocrinas

2. Hormonas2. Hormonas

3. Órgano blanco3. Órgano blanco

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El Sistema EndocrinoEl Sistema EndocrinoINCMNSZINCMNSZ

EL SISTEMA ENDOCRINOEL SISTEMA ENDOCRINOÓrganos endocrinos Órganos endocrinos

localizados en el organismo. localizados en el organismo. Su función esta controlada Su función esta controlada

por hormonas liberadas a la por hormonas liberadas a la circulación o producidas circulación o producidas

localmente. La producción localmente. La producción hormonal está controlada hormonal está controlada

por el por el hipotálamo e hipófisis.hipotálamo e hipófisis.

HormonasHormonas

Tres grupos principales de hormonasTres grupos principales de hormonas

1. Hormonas 1. Hormonas peptídicaspeptídicas o proteínas o proteínas

2. Hormonas 2. Hormonas esteroideasesteroideas

3. Hormonas derivadas de aminoácidos (3. Hormonas derivadas de aminoácidos (aminasaminas))

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HormonasHormonas

Tres grupos principales de hormonasTres grupos principales de hormonas

1. La estructura de la hormona dicta la localización del receptor1. La estructura de la hormona dicta la localización del receptor

a) Péptidos y aminas en superficie celulara) Péptidos y aminas en superficie celular

b) Esteroides, receptores intracelularesb) Esteroides, receptores intracelulares

2. La estructura de la hormona dicta la vida media2. La estructura de la hormona dicta la vida media

a) Aminas, la más corta (2-3 minutos)a) Aminas, la más corta (2-3 minutos)

b) Polipéptidos, 4 a 40 minutosb) Polipéptidos, 4 a 40 minutos

c) Esteroides y proteínas, 4-170 minutos,c) Esteroides y proteínas, 4-170 minutos,

d) Hormonas tiroideas, 1 a 7 díasd) Hormonas tiroideas, 1 a 7 días

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HormonasHormonas

Hormonas peptídicas o proteínasHormonas peptídicas o proteínas

1. La mayoría de las hormonas son peptídicas.1. La mayoría de las hormonas son peptídicas.

2. Moléculas de 3 a 200 aminoácidos,2. Moléculas de 3 a 200 aminoácidos,

3. Sintetizadas como 3. Sintetizadas como

Pre-pro-hormonasPre-pro-hormonas, con procesamiento a , con procesamiento a

Pro-hormonasPro-hormonas y finalmente a y finalmente a

HormonasHormonas

4. Almacenadas en vesículas para su exocitosis.4. Almacenadas en vesículas para su exocitosis.

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HormonasHormonasINCMNSZINCMNSZ

SINTESIS HORMONAS SINTESIS HORMONAS PEPTÍDICASPEPTÍDICAS

Las hormonas peptídicas son Las hormonas peptídicas son sintetizadas como sintetizadas como pre-pro-pre-pro-

hormonashormonas en los en los ribosomasribosomas y procesadas a y procesadas a

pro-hormonaspro-hormonas en el en el retículo endoplásmicoretículo endoplásmico. En . En

el el aparato de Golgiaparato de Golgi, la , la hormonahormona o pro-hormona es o pro-hormona es

empacada en vesículas empacada en vesículas secretoras, las cuales, son secretoras, las cuales, son

liberadas desde la célula en liberadas desde la célula en respuesta a la entrada respuesta a la entrada

calciocalcio. El calcio es . El calcio es indispensable para el anclaje indispensable para el anclaje

de las vesículas a la de las vesículas a la membrana celular y para la membrana celular y para la exocitosis de su contenido.exocitosis de su contenido.

HormonasHormonasINCMNSZINCMNSZ

EJEMPLO DE SINTESIS EJEMPLO DE SINTESIS HORMONALHORMONAL

La proinsulina puede La proinsulina puede considerarse como la pro-considerarse como la pro-

hormona y la insulina como hormona y la insulina como la hormona. Después de un la hormona. Después de un procesamiento enzimático, procesamiento enzimático,

la proinsulina pierde la la proinsulina pierde la cadena de aminoácidos cadena de aminoácidos

denominada péptido C para denominada péptido C para formar la insulina.formar la insulina.

HormonasHormonas

Hormonas peptídicas o proteínasHormonas peptídicas o proteínas

1. Ejemplos de hormonas peptídicas:1. Ejemplos de hormonas peptídicas:- Insulina, Glucagon- Insulina, Glucagon- Corticotropina (ACTH)- Corticotropina (ACTH)

2. Un subgrupo son las proteínas unidas a un grupo de 2. Un subgrupo son las proteínas unidas a un grupo de carbohidratos, llamadas, carbohidratos, llamadas, glicoproteínasglicoproteínas. Ejemplos de . Ejemplos de glicoproteínas son:glicoproteínas son:

- Gonadotropinas (Luteinizante -LH- y Folículo-estimulante -- Gonadotropinas (Luteinizante -LH- y Folículo-estimulante -FSH-)FSH-)

- Hormona estimulante de tiroides (TSH)- Hormona estimulante de tiroides (TSH)

3. El carbohidrato es fundamental para determinar la 3. El carbohidrato es fundamental para determinar la actividad actividad biológicabiológica y la destrucción de la hormona (y la destrucción de la hormona (vida mediavida media).).

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HormonasHormonas

Hormonas esteroideasHormonas esteroideas

1. Derivadas del colesterol.1. Derivadas del colesterol.

2. Síntesis en la corteza adrenal, gónadas y placenta.2. Síntesis en la corteza adrenal, gónadas y placenta.

3. La vitamina D y sus metabolitos son consideradas hormonas 3. La vitamina D y sus metabolitos son consideradas hormonas esteroideas.esteroideas.

4. Se revisarán por separado.4. Se revisarán por separado.

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HormonasHormonas

Hormonas derivadas de aminoácidosHormonas derivadas de aminoácidos

1. Sintetizadas desde 1. Sintetizadas desde tirosinatirosina, son las catecolaminas, , son las catecolaminas, norepinefrina, epinefrina, dopamina y hormonas tiroideas.norepinefrina, epinefrina, dopamina y hormonas tiroideas.

2. Se revisarán por separado.2. Se revisarán por separado.

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Mecanismo de acciónMecanismo de acción

Efectos de las hormonasEfectos de las hormonas

1. Dependiendo del sitio donde la hormona es liberada y hacia 1. Dependiendo del sitio donde la hormona es liberada y hacia donde ejerce su efecto biológico.donde ejerce su efecto biológico.

2. Se clasifican en efecto 2. Se clasifican en efecto

Endocrino Endocrino

Paracrino Paracrino

Autocrino Autocrino

IntracrinoIntracrino

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Mecanismo de acciónMecanismo de acciónINCMNSZINCMNSZ

MECANISMO DE ACCIÓN MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS HORMONASDE LAS HORMONAS

Las hormonas que entran a Las hormonas que entran a la circulación y se unen en la circulación y se unen en

un receptor en la célula un receptor en la célula blanco a distancia es blanco a distancia es

endocrinoendocrino. Las hormonas . Las hormonas que se unen en células que se unen en células

cercanas a la célula que las cercanas a la célula que las liberó, ejercen un efecto liberó, ejercen un efecto

paracrinoparacrino. Las hormonas . Las hormonas que ejercen su efecto en que ejercen su efecto en receptores de la misma receptores de la misma

célula que las liberó, célula que las liberó, producen un efecto producen un efecto

autocrinoautocrino. Cuando la . Cuando la hormona actúa intracelular hormona actúa intracelular en la misma célula que la en la misma célula que la

sintetizó, se denomina sintetizó, se denomina intracrinointracrino..

Transporte hormonalTransporte hormonal

Transporte de las hormonas en la circulaciónTransporte de las hormonas en la circulación

1. Las hormonas en la circulación pueden circular 1. Las hormonas en la circulación pueden circular libres o unidaslibres o unidas a las proteínas transportadoras. a las proteínas transportadoras.

2. Utilidad de viajar unidas a proteínas:2. Utilidad de viajar unidas a proteínas:

- Aumenta la - Aumenta la vida mediavida media

- - Regula la Regula la actividadactividad de la hormona al determinar que de la hormona al determinar que cantidad de cantidad de hormona es la fracción libre que se unirá al hormona es la fracción libre que se unirá al receptor.receptor.

3. Muchas proteínas transportadoras son globulinas sintetizadas en 3. Muchas proteínas transportadoras son globulinas sintetizadas en el hígado. Las enfermedades hepáticas afectan la acción hormonal.el hígado. Las enfermedades hepáticas afectan la acción hormonal.

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Depuración hormonalDepuración hormonal

Eliminar las hormonas de la circulaciónEliminar las hormonas de la circulación

1. 1. Tasa de depuración metabólicaTasa de depuración metabólica. . - Cantidad de hormona que se depuró del plasma por - Cantidad de hormona que se depuró del plasma por

unidad de unidad de tiempo.tiempo.

2. Las hormonas se pueden 2. Las hormonas se pueden depurardepurar por dos mecanismos: por dos mecanismos:- Fase 1: hidroxilación u oxidación- Fase 1: hidroxilación u oxidación- Fase 2: Glucuronidación, sulfación, reducción con - Fase 2: Glucuronidación, sulfación, reducción con

glutation. glutation.

3. Después se 3. Después se eliminaneliminan por el hígado o por el riñón. por el hígado o por el riñón.

4. También por 4. También por internalizacióninternalización del complejo hormona-receptor del complejo hormona-receptor seguido de degradación lisosomal.seguido de degradación lisosomal.

5. Una pequeña fracción hormonal se elimina 5. Una pequeña fracción hormonal se elimina sin cambiosin cambio..

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Depuración hormonalDepuración hormonalINCMNSZINCMNSZ

TASA DE DEPURACIÓN TASA DE DEPURACIÓN METABÓLICA (MCR)METABÓLICA (MCR)

MCR = La suma de la MCR = La suma de la eliminación hormonal del eliminación hormonal del

organismo.organismo.

Este proceso incluye Este proceso incluye degradación (hepática, renal) degradación (hepática, renal) por los procesos enzimáticos por los procesos enzimáticos

señalados en la figura. señalados en la figura.

En algunas enfermedades, se En algunas enfermedades, se miden las hormonas o sus miden las hormonas o sus

metabolitos en la orina, para metabolitos en la orina, para evaluar la función de un evaluar la función de un

órgano endocrino en órgano endocrino en particular.particular.


Efectos de las hormonas en las célulasEfectos de las hormonas en las células

1. 1. Afinidad:Afinidad: determina la facilidad con la que se separa y se determina la facilidad con la que se separa y se une una hormona de su receptor. une una hormona de su receptor.

2. 2. Especificidad:Especificidad: habilidad del receptor para distinguir el tipo habilidad del receptor para distinguir el tipo de hormona con la cual debe interaccionar.de hormona con la cual debe interaccionar.

3. Las enfermedades endocrinas ocurren cuando:3. Las enfermedades endocrinas ocurren cuando:

a) La hormona está elevada o baja, fuera de lo normala) La hormona está elevada o baja, fuera de lo normal

b) Cuando el receptor:b) Cuando el receptor:

No esta presenteNo esta presente

Sí esta presente pero: Sí esta presente pero:

El número de receptores es menor o El número de receptores es menor o

Su función está alterada.Su función está alterada.

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1. 1. Agonista:Agonista: un agonista del receptor tiene un efecto similar al un agonista del receptor tiene un efecto similar al de la hormona al unirse a su receptor.de la hormona al unirse a su receptor.

2. 2. Antagonista:Antagonista: un antagonista bloquea el efecto de la un antagonista bloquea el efecto de la hormona en el receptor. hormona en el receptor.

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Receptores hormonalesReceptores hormonales

Efectos de las hormonas en sus receptoresEfectos de las hormonas en sus receptores

1. 1. Receptores de membrana:Receptores de membrana: localizados en la membrana localizados en la membrana celular del órgano blanco de la hormona. celular del órgano blanco de la hormona.

a) Ligados a canales iónicosa) Ligados a canales iónicos

b) Reguladores de la actividad de proteínas intracelularesb) Reguladores de la actividad de proteínas intracelulares

- Receptores acoplados a proteínas G- Receptores acoplados a proteínas G

- Receptores tirosina kinasa- Receptores tirosina kinasa

c) Receptores ligados a kinasasc) Receptores ligados a kinasas

- Hormona de crecimiento- Hormona de crecimiento

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Receptores hormonalesReceptores hormonales


1. 1. Receptores intracelulares:Receptores intracelulares: superfamilia de receptores superfamilia de receptores esteroideos.esteroideos.

- Son receptores nucleares.- Son receptores nucleares.

- Regulan la trascripción genética,- Regulan la trascripción genética,

- Regulan la síntesis de proteínas,- Regulan la síntesis de proteínas,

- Ejemplos: - Ejemplos:

a) a) Hormonas tiroideasHormonas tiroideas, ,

b) b) Vitamina DVitamina D, ,

c) c) EsteroidesEsteroides..

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Receptores NuclearesReceptores NuclearesINCMNSZINCMNSZ

RECEPTORES RECEPTORES INTRACELULARESINTRACELULARES

Existen dos tipos de Existen dos tipos de receptores intracelulares. receptores intracelulares. 1. 1. Los receptores no ocupados Los receptores no ocupados

de hormonas tiroideas de hormonas tiroideas reprimen la transcripción del reprimen la transcripción del DNA. Al unirse la hormona DNA. Al unirse la hormona

tiroidea inicia la transcripción tiroidea inicia la transcripción del gen. Por ello, el receptor del gen. Por ello, el receptor

hormonas tiroideas actúa hormonas tiroideas actúa como un represor de la como un represor de la

transcripción en ausencia de transcripción en ausencia de la hormona y la unión de la la hormona y la unión de la misma lo convierte en un misma lo convierte en un activador que estimula la activador que estimula la

transcripción del gen.transcripción del gen.

Receptores NuclearesReceptores NuclearesINCMNSZINCMNSZ

RECEPTORES RECEPTORES INTRACELULARESINTRACELULARES

2. 2. Los receptores de Los receptores de hormonas esteroideas, los hormonas esteroideas, los

cuales, no se unen al DNA al cuales, no se unen al DNA al menos que esté presente la menos que esté presente la

hormona. El complejo hormona. El complejo esteroide-receptor activa la esteroide-receptor activa la

transcripción del DNA.transcripción del DNA.

Regulación de los receptores Regulación de los receptores hormonaleshormonalesMecanismos de regulación de los receptores hormonalesMecanismos de regulación de los receptores hormonales

1. 1. Desensibilización:Desensibilización: la exposición prolongada a la hormona la exposición prolongada a la hormona disminuye la respuesta a esa hormona en las células. disminuye la respuesta a esa hormona en las células.

- - Mecanismo lentoMecanismo lento: :

- El receptor se puede introducir a las células para - El receptor se puede introducir a las células para disminuir la respuesta (disminuir la respuesta (EndocitosisEndocitosis))

- El receptor es destruido dentro de la célula. - El receptor es destruido dentro de la célula.

- Ello produce “- Ello produce “regulación a la bajaregulación a la baja” de los ” de los receptoresreceptores

- - Mecanismo rápidoMecanismo rápido::

- Desfosforilación- Desfosforilación

2. 2. Regulación a la altaRegulación a la alta: cuando la hormona es poca o efecto : cuando la hormona es poca o efecto inducido por otra hormona en células distintas a su órgano blanco inducido por otra hormona en células distintas a su órgano blanco (tiroides en corazón)(tiroides en corazón)

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Control liberación hormonalControl liberación hormonal

Mecanismos de regulación de la concentración hormonal Mecanismos de regulación de la concentración hormonal

1. Los niveles de las hormonas oscilan durante el día. 1. Los niveles de las hormonas oscilan durante el día.

2. Ello se debe a la interacción con otros sistemas del organismo:2. Ello se debe a la interacción con otros sistemas del organismo:

a) Hormonala) Hormonal

b) Neuralb) Neural

c) Nutricionalc) Nutricional

d) Medio ambiented) Medio ambiente

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Control liberación hormonalControl liberación hormonalINCMNSZINCMNSZ

PATRÓN DE LIBERACIÓN PATRÓN DE LIBERACIÓN HORMONALHORMONAL

1. 1. Las concentraciones Las concentraciones hormonales en plasma hormonales en plasma

fluctúan durante el día. Las fluctúan durante el día. Las mediciones al azar no sirven, mediciones al azar no sirven,

no reflejanno reflejan el estado el estado endocrino de ese individuo. endocrino de ese individuo.

PATRÓN DE LIBERACIÓN PATRÓN DE LIBERACIÓN HORMONALHORMONAL

2. 2. Los niveles hormonales Los niveles hormonales cambian con insomnio, luz, cambian con insomnio, luz, estrés, enfermedad, función estrés, enfermedad, función

hepática y renal, patrón hepática y renal, patrón circadiano. circadiano.


CONTROL NEURALCONTROL NEURAL

La control hormonal está bajo La control hormonal está bajo estricta regulación del estricta regulación del

sistema nervioso. Por ello se sistema nervioso. Por ello se utiliza el término de utiliza el término de

“neuroendocrino”. El sistema “neuroendocrino”. El sistema simpático y parasimpático simpático y parasimpático

utilizando acetilcolina y utilizando acetilcolina y norepinefrina (post-norepinefrina (post-ganglionares) o sólo ganglionares) o sólo

acetilcolina (pre-acetilcolina (pre-ganglionares). El ejemplo ganglionares). El ejemplo típico es el de glándulas típico es el de glándulas

suprarrenales.suprarrenales.


CONTROL HORMONALCONTROL HORMONAL

1. 1. Regulación NegativaRegulación Negativa: : Figura Figura A. A.

2. 2. Regulación Positiva:Regulación Positiva: Figura B.Figura B.

3. 3. Regulación por el producto:Regulación por el producto: Figura C.Figura C.


CONTROL HORMONALCONTROL HORMONAL

1. 1. Regulación Regulación NegativaNegativa

Control liberación hormonalControl liberación hormonal

Mecanismos de regulación de la concentración hormonal Mecanismos de regulación de la concentración hormonal

CONTROL NUTRICIONALCONTROL NUTRICIONAL

1. Ejemplos son la ingesta de glucosa y liberación de insulina, o1. Ejemplos son la ingesta de glucosa y liberación de insulina, o

2. El nivel de calcio y la regulación de PTH. 2. El nivel de calcio y la regulación de PTH.

Pueden ser múltiples factores nutricionales lo que regulen la misma hormona:Pueden ser múltiples factores nutricionales lo que regulen la misma hormona:

La liberación de insulina es regulada también por aminoácidosLa liberación de insulina es regulada también por aminoácidos

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Conceptos claveConceptos clave

1.1. Basándose en la química de las hormonas se clasifican en proteínas, Basándose en la química de las hormonas se clasifican en proteínas, derivados de aminoácidos y esteroides.derivados de aminoácidos y esteroides.

2.2. La disponibilidad de las hormonas y su efecto fisiológico depende de la La disponibilidad de las hormonas y su efecto fisiológico depende de la concentración de las proteínas transportadoras.concentración de las proteínas transportadoras.

3.3. Los efectos biológicos de las hormonas requieren su interacción con Los efectos biológicos de las hormonas requieren su interacción con receptores en los órganos blanco.receptores en los órganos blanco.

4.4. La liberación hormonal está bajo control hormonal, neural, y regulación La liberación hormonal está bajo control hormonal, neural, y regulación del producto.del producto.

5.5. Las hormonas controlan su propia liberación mediante mecanismos de Las hormonas controlan su propia liberación mediante mecanismos de retro-alimentación.retro-alimentación.

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