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sábado, 3 de octubre de 2020

CONTINUAMOS CON LOS EFECTOS DEL PLOMO EN EL ORGANISMO

 En las clases anteriores estuvimos trabajando con los problemas asociados al plomo en el organismo en el proyecto integrado, en él se analizó desde la química al plomo y se lo relacionó con los problemas que ocasiona en el sistema nervioso y en el endócrino. En esa actividad se inició con la lectura del capítulo 7 del libro Biología 3 de Santillana  

Con la información de esas mismas páginas explica el texto de la Endocrine Society, Introducción a las Sustancias que perturban el Sistema Endócrino

  1. ¿Por qué el plomo es una sustancia que perturba el sistema endócrino?
  2. ¿Por que se lo relaciona con problemas de fertilidad?

Introducción a las Sustancias que perturban el Sistema Endócrino


La Endocrine Society define las sustancias que perturban el sistema endócrino (EDC) como: 
“una sustancia química exógena [no natural], o una mezcla de sustancias, que interfiere con cualquier aspecto de la acción de las hormonas.” 

Introducción 

Debido a que el sistema endocrino desempeña un papel fundamental en tantas funciones biológicas y fisiológicas importantes, cualquier mal funcionamiento en alguna de sus partes puede conducir a una enfermedad o incluso a la muerte. Al interferir con los sistemas endocrinos del cuerpo, la exposición a los EDC, también llamados disruptores endocrinos, puede perturbar muchas funciones que dependen del control hormonal. Las hormonas son sustancias químicas naturales producidas en las células de las glándulas endocrinas, que se localizan en todo el cuerpo.

Para entender la forma en que los EDC, perturban el sistema endocrino, es necesario tener una comprensión básica de la forma que actúan las hormonas naturales en el cuerpo. La composición química y la estructura tridimensional de cada hormona endocrina es única. 
 
Cada hormona tiene su correspondiente receptor (o receptores) localizado en las células blanco. La estructura de un receptor es complementaria a su hormona, tal como la forma en que una llave (hormona) es específica para una cerradura (receptor). La respuesta de cierto tejido u órgano a una hormona está determinada por la presencia de receptores en las células blanco y la activación de los receptores por la unión de la hormona. La capacidad de una hormona para activar a su receptor depende de varios factores: cuánta hormona es sintetizada y liberada por la glándula endocrina, cómo es transportada por la circulación, cuánta llega hasta el órgano blanco y con cuánta potencia y por cuánto tiempo puede activar a su receptor. Estas propiedades son fundamentales para la señalización hormonal normal. Los EDC pueden interferir con cualquiera de estos pasos, o con todos ellos.

Los EDC perturban a menudo el sistema endocrino al imitar o bloquear una hormona natural. En el caso de la imitación de hormonas, un EDC puede “engañar” al receptor de esa hormona para que reconozca al  como si fuera la hormona, y esto puede activar al receptor y disparar procesos que normalmente sólo son activados por una hormona natural. En el caso de los bloqueadores hormonales, un EDC puede unirse al receptor de una hormona y bloquear al receptor evitando que sea activado, incluso si está presente la hormona natural.

La Ciencia del por qué el plomo es un EDC

El plomo es una sustancia tóxica que afecta a múltiples sistemas del cuerpo, incluyendo los sistemas neurológico, hematológico, gastrointestinal, cardiovascular y renal. Se calcula que la exposición al plomo representa el 0,6% de la carga mundial de enfermedad, debido a sus efectos en el retardo mental en los niños y en la presión sanguínea elevada en los adultos.  
 
La exposición crónica al plomo en bajos niveles tiene efectos negativos en la salud de los niños y los adultos y no se ha identificado ningún umbral de plomo en la sangre para estos efectos. Aunque la mayor parte del conocimiento sobre el plomo está centrado en sus propiedades como metal pesado, el plomo también es un EDC. Es un reconocido tóxico para el sistema reproductivo y puede actuar sobre sistemas endocrinos. 
 
El plomo tiene la capacidad de activar el receptor de estrógeno e iniciar la transcripción de genes activados por el estrógeno; se han observado los correspondientes cambios estrogénicos en modelos animales experimentales. Los modelos animales, los estudios in vitro y los estudios epidemiológicos en seres humanos respaldan los efectos negativos de la exposición al plomo en la función reproductiva femenina. El plomo altera las hormonas reproductivas de las niñas en el período peripuberal y de las mujeres premenopáusicas sanas.

Resultado negativo en la salud endocrina: Salud reproductiva femenina

Los estudios epidemiológicos reportan asociaciones entre la exposición al plomo y los efectos en la salud reproductiva de las mujeres durante su vida. La mayoría de estos estudios examina los efectos de exposiciones crónicas, a bajo nivel, en las mujeres de EUA . 
 
Dos estudios transversales mostraron que los niveles bajos de exposición al plomo están asociados con el inicio tardío de eventos claves de la pubertad, como la menarquia (primer sangrado menstrual), desarrollo de los senos y del vello púbico. 
 
En un estudio reciente, la exposición acumulativa, de bajo nivel, al plomo (medida por niveles de plomo en los huesos) estaba asociada con la menopausia temprana en 434 mujeres. 
 
Otros dos estudios que examinaron la asociación entre exposición al plomo y edad al inicio de la menopausia encontraron resultados similares. Uno era un estudio entre antiguas trabajadoras de una fundición, en quienes se encontró una menopausia más temprana en comparación con controles basados en la comunidad. El segundo era un estudio transversal de 1.782 mujeres de EUA representativas a nivel nacional, entre quienes se encontró una probabilidad más elevada de menopausia natural temprana, asociada a niveles más altos de plomo en la sangre. 
 
La evidencia colectiva sobre inicio tardío de la pubertad unida a la de menopausia temprana sugieren que la exposición al plomo, incluso a bajos niveles, puede acortar la vida reproductiva de las mujeres.

Fuente: 
Gore; Crews; Doan;  La Merrill; Patisaul & Zota (2014), Introducción a las sustancias químicas que perturban el sistema endocrino (EDCs). Guía para organizaciones de interés público y para las responsables de formular políticas, Endocrine Society, Disponible en 

jueves, 10 de abril de 2014

La reproducción

Sistema endocrino

Diabetes

ABC DE LA DIABETES
Fuente: http://www.fundaciondiabetes.org/

Diabetes e insulina
A la búsqueda del tratamiento óptimo


TAPA — POR JULIO GERVASONI EL 30/06/2014 12:31

El número de casos de diabetes es cada vez mayor en el mundo. Y cada vez hay más pacientes que se inyectan insulina o sus equivalentes. La producción de esta hormona y sus análogos en forma masiva ha ayudado a salvar innumerable cantidad de vidas. Pero ¿puede que también conlleve otros riesgos?





Según los investigadores, en este momento hay un gran interés por encontrar nuevos análogos de insulina que favorezcan los tratamientos por la vía metabólica.

En el mundo hay cada vez más y más personas que padecen diabetes. Y el problema no es sólo de naturaleza genética. El sedentarismo, la alimentación inadecuada y el sobrepeso son las causas principales de que esta enfermedad se haya convertido en una epidemia mundial.

Desde 1922, año en el que en un hospital de Toronto se inyectó insulina por primera vez a un paciente, las compañías farmacéuticas han estado produciendo esta hormona como arma terapéutica. A finales de los años 80 se empezaron a desarrollar análogos de insulina, moléculas similares a ésta pero modificadas para conferirles propiedades particulares.

Pero ¿qué tan seguros son estos análogos? Siendo, como sin duda son, beneficiosos en el tratamiento de la diabetes, ¿pueden producir efectos no deseados? Las alarmas se encendieron en 2009, cuando la revista inglesa Diabetologia publicó un artículo de los doctores Lars Hemkens, Ulrich Grouven y Ralf Bender delInstitute for Quality and Efficiency in Health Care, Colonia, Alemania, donde se afirmaba: “Los resultados de nuestro estudio indican que, en pacientes con diabetes, la dosis de insulina está asociada con el riesgo de tumores malignos”. Los datos para el estudio fueron obtenidos del fondo de seguro médico alemán, y surgen del seguimiento de 127.000 pacientes durante alrededor de un año y medio.

Las hormonas son sustancias que actúan sobre las células y que pueden producir cambios en ellas. En particular, la hormona insulina estimula el ingreso de azúcar dentro de la célula para su utilización como fuente de energía. Es lo que se llama vía metabólica. Pero, paradójicamente, también funciona como una hormona de crecimiento que promueve la división de la célula. Como al proceso por el cual una célula se divide en otras dos idénticas se lo llama “mitosis”, cuando la insulina funciona como promotora de la duplicación celular se habla de vía mitogénica.

Muchos esfuerzos se destinan a intentar comprender con exactitud cómo se transmiten estos mensajes químicos dentro de nuestro cuerpo. “Lo que nos interesa es saber cuáles son los mecanismos que hacen que la insulina estimule a la célula hacia la vía metabólica, hacia la regulación del azúcar en la sangre; y por qué mecanismos, en cambio, lo hace hacia la vía mitogénica, o sea hacia la división celular”, explica Federico Coluccio Leskow, investigador del Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA (Exactas-UBA).

Dame una señal

En la membrana que recubre la célula se encuentran los receptores de insulina. Un extremo del receptor está fuera de la célula, el otro extremo, dentro. Cuando suben los niveles de azúcar en sangre, la insulina se une a sus receptores en la membrana. Entonces, la región intracelular activa transportadores de azúcar que se mueven hacia la superficie celular. Estos transportadores provocan que el azúcar que estaba en circulación atraviese las paredes de la célula, entregando energía dentro de ella. El receptor unido a la insulina, a su vez, también se incorpora al interior de la célula.

“Se pensaba que una vez que el receptor ingresaba a la célula no emitía más señales, simplemente se apagaba –dice el doctor Coluccio Leskow–. También que el material que ingresaba a la célula se degradaba, y que luego no pasaba nada más. Y que toda la señalización estaba en la superficie, en la membrana celular. Lo que se vio recientemente es que los receptores unidos a la insulina, cuando se incorporan completamente dentro de la célula, son importantes focos de señales intracelulares que pueden activar proteínas que estimulan la división celular.”

“Nuestra hipótesis –continúa el investigador– es que, mientras la insulina permanece en la membrana, estimula la vía metabólica. Pero cuando ingresa a la célula unida a su receptor, estimula la vía mitogénica”.

La gran mayoría de los análogos de insulina, incluso los que están aprobados para su uso, favorecen el ingreso al interior de la célula de la insulina unida a su receptor, lo que se llama usualmente “internalización”. Y esta característica hace que sean más mitogénicos. En correspondencia con el artículo de Diabetologia, la investigación indica que los análogos que están en el mercado son más mitogénicos que la insulina natural. Por lo tanto, la idea es “buscar análogos que no tengan los efectos indeseados.”
Enanos químicos

Una de las investigaciones que llevaron adelante Coluccio Leskow y sus colegas fue medir la velocidad con la que se realiza la internalización. Para eso, marcaron moléculas de insulina uniéndolas a partículas muy brillantes llamadas quantum dots. Se trata de una técnica de visualización que utiliza estos nanocristales fluorescentes para seguir el movimiento de moléculas individuales.

Los quantum dots tienen el tamaño de un virus. Las moléculas de insulina son unas veinte veces más chicas que ellos. Lo que se hace, entonces, es tapizar un quantum con insulina, para que cuando ésta se una al receptor se lleve consigo el quantum.

“Lo que logramos fue marcar insulina recombinante humana (producida por Laboratorios Beta, en Argentina), medir la velocidad de internalización, y también la velocidad de disociación, es decir, cuánto tarda en separarse del receptor una vez internalizada, lo que se supone representa el apagado de la señal”, detalla Coluccio. Estas investigaciones acaban de publicarse en Bioconjugate Chemistry y Cell Communication and Signaling. La primera autora es la becaria de doctorado Jimena Giudice, y fue codirigida por Coluccio y Elizabeth Jares-Erijman (fallecida en 2011). “Muchos de los experimentos fueron ideas de Elizabeth”, remarca Coluccio.
Curarse en salud

Según el investigador, en este momento hay un gran interés por encontrar nuevos análogos de insulina que favorezcan la vía metabólica antes que la vía mitogénica. “Trabajamos en colaboración con una empresa argentina para testear y analizar sus análogos y ver cómo funcionan”, comenta.

En los últimos años se han desarrollado muchos análogos de insulina y su uso se ha ido incrementando en el tratamiento de la diabetes. Pero al modificar la estructura molecular de la insulina no sólo cambian sus efectos metabólicos, sino también su potencia mitogénica. Lo que se ha demostrado hasta ahora es que la insulina humana y los análogos de insulina son diferentes en cuanto a la estimulación de la división celular. Sin embargo, todavía no se ha desentrañado el mecanismo exacto.

La posible asociación entre el uso de análogos y la aparición de tumores ha ocasionado una inquietud sobre la seguridad de estos compuestos. Pero, ¿qué certezas tenemos al respecto?
Certezas e incertidumbres

“Lo que sí sabemos es que las personas con diabetes tienen mayor riesgo de cáncer, así como lo tienen los obesos y las personas con síndrome metabólico”, explica Gustavo Frechtel, Jefe de la División Genética del Hospital de Clínicas, y ex presidente de la Sociedad Argentina de Diabetes. Las personas que padecen estas patologías producen una cantidad exagerada de insulina.

“La insulina tiene una acción metabólica, por un lado –continúa Frechtel–; por otro lado, favorece la proliferación y el crecimiento celular: la mitogénesis. Entonces, en estos pacientes, el hecho de tener mucha insulina en el organismo impacta directamente en la vía mitogénica. Tienen lo que se llama hiperinsulinemia, y eso lleva a mayor poder de desarrollo de ciertos tipos de cánceres, como el de colon y el de mama.”

Las investigaciones y los artículos académicos se suceden unos a otros. Las compañías farmacéuticas patrocinan estudios, planifican seguimientos a corto, mediano y largo plazo. Mientras tanto, millones de personas en el mundo se inyectan, diariamente, insulina humana, o de origen porcino o vacuno, así como análogos de insulina. Ahora, se está a la espera de obtener alguna certeza acerca de cuál es el tratamiento óptimo.