Fisiologia de La Hormona Del Crecimiento

FISIOLOGIA DE LA HORMONA DEL CRECIMIENTO: SOMATOTROPINA

FACULTAD DE ZOOTECNIA-UNALM Pgina 1

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA

MOLINA

LABORATORIO DE fisiologa de los animales de granja

Fisiologa de la hormona del crecimiento:

somatotropina

DOCENTE:

SEGUNDO G. GAMARRA CARRILLO

integrantes:

mejia cspedes, carlos eduardo

ramirez tanta, illich julio andres

Rivera reynaud, Rafael alfonso

Salas chambi, yuli monica

Junio del 2015



RESUMEN

La GH es una protena de funcin hormonal de gran importancia en la produccin

ganadera, por lo cual, es de relevancia conocer su accin y regulacin fisiolgica.

Esta hormona es regulada por un eje hipotalmico-hipofisiario, por medio de la hormona

liberadora de la hormona del crecimiento (GHRH) y la somatostatina (SS), las cuales

viajan a lo largo del axn de las neuronas hipotalmicas, por medio de una

hiperpolarizacin. Al llegar al sistema porta hipotlamo-hipofisiario estas hormonas son

secretadas, llegando finalmente a su destino el cual ser los receptores en las clulas

somattropas de la hipfisis.

Esta hormona tiene receptores, de la superfamilia de citoquinas clase I, en gran parte de

los tejidos del organismo, pero existiendo mayor nmero en el tejido seo, muscular y

heptico, por el simple hecho de tener funciones ms importantes en dichos rganos; y

para llegar a estos, la hormona viaja a travs en la sangre por medio de una protena

transportadora.

Adicionalmente la hormona del crecimiento ejerce mltiples efectos metablicos

especficos, tales como, aumentar la sntesis proteica en casi todas las clulas del

organismo; favorece la movilizacin de los cidos grasos del tejido adiposo; incrementa la

cantidad de cidos grasos libres en la sangre; disminuye la cantidad de glucosa utilizada

en todo el organismo, etc.

Con respecto a la produccin lechera, la somatotropina, hormona lactognica, est en

altas concentraciones en vacas de alta produccin, con bajas concentraciones de glucosa

e insulina, lo cual explica la elevada produccin lechera; caso contrario con las vacas de

baja produccin.

La concentracin sangunea de la hormona de crecimiento aumenta rpidamente despus

del parto pero los eventos que ocurren en el hgado y en el tejido adiposo parecen ser los

ms importantes, presentando un comportamiento pulstil en su secrecin, siendo los

picos ms altos en las noches y los ms bajos en el da.

Finalmente, el desarrollo de este tema nos permite demostrar la importancia de esta

hormona para la produccin lechera, por lo cual, la investigacin respecto a esta es

fundamental para el desarrollo del mejoramiento en la produccin ganadera.




1. INTRODUCCION

2. DESARROLLO DEL TEMA

2.1 GENERALIDADES

2.2 MECANISMO DE SECRECION

2.3 MECANISMO DE ACCION

2.4 IMPORTANCIA DE LA GHBP

2.4 FUNCIN

2.4.1 A NIVEL HEPTICO

2.4.2 A NIVEL SEO

2.4.3 A NIVEL MUSCULAR

2.4.4 A NIVEL VISCERAL

2.5 EFECTOS METABOLICOS DE LA GH

2.5.1 SNTESIS PROTEICA EN LA CLULA

2.5.2 UTILIZACIN DE LA GRASA COMO FUENTE DE ENERGA

2.5.3 REDUCE LA UTILIZACIN DE LOS HIDRATOS DE CARBONO.

2.5.4 ESTIMULA EL CRECIMIENTO DEL CARTLAGO Y EL HUESO

2.5.5 EFECTO DE LA GH SOBRE EL SISTEMA INMUNITARIO.

2.6 SOMATOTROPINA EN LA PRODUCCIN LECHERA

2.6.1GLNDULA MAMARIA 2.6.2 LACTANCIA 2.6.3 CONTROL

2.7 APLICACIN DE LA rbST

3. CONCLUSIONES

4. BIBLIOGRAFIA



1. INTRODUCCIN

El crecimiento es un proceso codificado genticamente, en el cual existen complejas

interacciones entre el estado nutricional, hormonal y de salud que influyen en la expresin

de tales genes. El crecimiento fsico se expresa por un crecimiento diferencial de rganos

y tejidos que se pueden regenerar.

La hormona del crecimiento o somatotropina es una protena producida por clulas muy

especializadas; Ilamadas somatotrofos, que se encuentran en mayor abundancia en la

glndula pituitaria o hipfisis, y que juega un papel fundamental tanto en el crecimiento

como en la produccin de leche en mamferos.

La principal accin que ejerce esta hormona es mediante las somatomedinas, pudiendo

actuar principalmente a nivel muscular y esqueltico. Aunque la hormona tambin tiene

accin a nivel heptico y visceral, incluyendo a los adipocitos.

El desarrollo de este tema tiene como objetivos empapar al lector sobre los mecanismos

de accin y funciones en el organismo de la hormona del crecimiento, y a la vez,

demostrar la importancia de este conocimiento, debido a que la somatotropina tiene

accin relevante en la produccin lechera y es imperativo saber de ella.



2. DESARROLLO DEL TEMA

2.1 GENERALIDADES

La hormona del crecimiento (somatotropina, GH) es una protena secretada por las

clulas somattropas de la hipfisis anterior y es de vital importancia para el crecimiento

posnatal del organismo, ayudando a nivel heptico, muscular y seo. (M.L.Escobar).Esta

hormona tiene un poder anablico proteico, hiperglucmico y lipoltico, y como veremos

abocado en el plano de produccin lechera, estos procesos son muy importantes.

La GH es una molcula proteica de 191 aminocidos con dos uniones de puentes

disulfuro a las cistenas de las posiciones 53 y 182 con las respectivas en las posiciones

165 y 189, y tiene un peso de 22650 Daltons es por eso que se le conoce como 22K. (J.

Fernandez, 1991).

Est ligado a un eje hipotalmico-hipofisario, el cual est involucrando la GHRH y la SS,

del cual hablaremos despus, por lo que tenemos un sistema de retroalimentacin

negativo o negative feedback. Pero tambin cabe resaltar el protagonismo de la IGF-I en

este feedback; la IGF-I es una hormona sintetizada a partir de la GH (llamada antes

somatomedina C) y tiene una funcin a nivel heptico.

2.2 MECANISMO DE SECRECIN

Hablando un poco ms de cmo se secreta la hormona del crecimiento, tenemos que

mencionar la ruta de Rude Goldberg, la cual nos dice que las comunicaciones hormonales

tienen una secuencia causa-efecto, ya que si una falla no podra seguirse la cadena de

comunicacin (Cunningham ,2014). Y eso vemos en el mecanismo de secrecin de la

GH.

La GH es regulada por un eje hipotalmico-hipofisiario, siendo las hormonas reguladoras

hipotalmicas, la hormona liberadora de la hormona del crecimiento (GHRH) y la

somatostatina (SS). Estas hormonas tienen un papel tanto excitatorio como inhibitorio,

respectivamente.

La GHRH y SS se sintetizan en el ncleo anterior o craneal del hipotlamo, y como toda

hormona proteica su mecanismo de sntesis se rige por medio de una preprohormona-

prohormona-hormona, el cual se sintetiza en el retculo endoplasmtico rugoso, se

empaqueta en el aparato de Golgi y se almacena en vesculas secretoras (Cunningham,

2014). Estas hormonas viajan a lo largo del axn de estas neuronas hipotalmicas por

medio de una hiperpolarizacin en esta clula nerviosa, abrindose canales de sodio. Al

llegar al sistema porta hipotlamo-hipofisiario estas hormonas son secretadas, llegando

finalmente a su destino el cual ser los receptores en las clulas somattropas de la

hipfisis.



FIGURA N1. Sntesis de hormonas peptdicas

Fuente: Cunningham, 2014

El mecanismo de accin de estas hormonas tiene como receptores a la superfamilia de

GPCR o receptores ligados protena G. En el caso de la GHRH sus receptores son

ligados a protena G estimulantes, ya que, valga la redundancia, estimula a la produccin

o sntesis de GH por medio de cascadas a base del AMP cclico como segundo

mensajero, siendo su enzima especifica la adenilato ciclasa; el cual despus activar

protenas kinasas A y har que se cree un RNA mensajero especfico para la sntesis de

esta hormona mencionada, por medio de los ribosomas. (Ctedra de bioqumica, UNNE)

Tenemos en el mismo caso a la SS o somatostatina, el cual podemos encontrar en estos

ncleos hipotalmicos como tambin hay produccin a nivel pancretico, ms especficos

en las clulas D, esto debido a que la SS tiene como funcion especifica la supresin del

crecimiento en el cuerpo, y se sabe que se origina a base de la glucosa, por eso es

bastante lgico que la somatostatina se encuentre en un rgano regulador de glucosa, el

pncreas. Hablando un poco ms de su mecanismo de accin, acta en sus receptores

de somatostina a nivel de las clulas somattropas, activando una protena G inhibidora el

cual posee como segundo mensajero a las molculas de AMP cclico y al final desactivan

protenas kinasas A al igual que su antagonista, la GHRH. Tambin hay postulados de

que la SS no solo ataca por medio de un sistema desactivador a nivel de protenas

kinasas, sino tambin influye en la transmisin elctrica por medio de aperturas de

canales de potasio, as tambin con el papel del calcio como ligando de vesculas y su

excrecin. (J. Fernndez, 1991).

La GH tiene un comportamiento pulstil en su secrecin, siendo los picos ms altos en las

noches y los ms bajos en el da, esto originaba que la GH tenga un estado en el da en el

cual su produccin es mayor. Esto es debido a la importancia de la SS sobre la GHRH,

realizndose pruebas con GHRH exgeno (Devesa y cols. 1989, Tresguerres y cols.

1990, citado en J. Fernndez, 1991), y la interaccin de los receptores 2-adrenergicos



con la somatostatina al intentar inhibirla teniendo como resultado secundario el aumento

de GHRH (Mller 1987, Tatar y Vigas 1984, citado en J. Fernndez, 1991).

FIGURA N2. Secrecin

pulstil de la GH (Fuente propia)

2.3 MECANISMO DE ACCIN DE LA GH

La hormona del crecimiento, como vimos, est influenciada por la GHRH y SS, cuando es

sintetizada finalmente se va a sus target cells o clulas diana en la mayora del cuerpo.

Esta hormona tiene receptores en gran parte de los tejidos del organismo, pero existiendo

mayor nmero en el tejido seo, muscular y heptico, por el simple hecho de tener

funciones ms importante en dichos rganos. Tambin tendrn grandes cantidades de

receptores a nivel mamario por haber una relacin con la produccin lechera.

El mecanismo de accin de esta hormona proteica tiene como elementos a un receptor de

membrana enzimtico que est incluido en la superfamilia de receptores clase I de

citoquinas (M. Ropelato y M. Ballerini, 2008), similar a la tirosina quinasa por poseer

residuos muy similares, como tambin diferentes vas como la protenas kinasas

activadas por mitgenos (MAPK), sustratos del receptor insulinico (IRS-1,2), fosfatidil -3-

inositol kinasa (IP-3K) , protena kinasas C (PKC) , las quinasas reguladas de seales

extracelulares (ERK) siendo estas ltimas estimuladoras de la lipolisis (H. E. Bergan,

2013), siendo una de las ms importantes la protena traductora de seales y activadora

de la transcripcin (Stats) y como tambin las supresoras de seal de traduccin de

receptores de citoquinas (Socs) (M.L.Escobar).

El receptor de la GH (rGH), como se mencion anteriormente, es un receptor que est en

la superfamilia de citoquinas clase I, y est bajo la forma de homodimero antes de unirse

a su ligando, sea la GH. Consta de 3 dominios, un dominio extracelular que a la par

contiene 2 subunidades, un dominio transmembrana y un dominio intracelular.

Cuando la GH est en la corriente sangunea y logra unirse con la rGH se forma un

complejo sustrato-receptor el cual hace que se forme un arreglo de activacin de dos



dmeros, primero unindose a la subunidad 1 con N-terminal y luego a la subunidad 2 por

atraccin electrosttica, eso ocasiona un cambio conformacional en el receptor girando y

a la vez iniciando otros cambios en los dems dominios. Luego el dominio transmembrana

gira de tal modo que sus protenas paralelas se cruzan y esto hace que haya otro cambio

en el dominio siguiente (M. Ropelato y M. Ballerini, 2008). Finalmente, en el dominio

intracelular, las protenas kinasas unidas son parte de la familia Janus, la JAK 2; este

cambio conformacional origino que este expuesto la parte de la JAK 2 para que se pueda

fosforilar, cabe mencionar que estas kinasas estn unidas al dominio intracelular por una

zona denominada Box-1 que es rica en prolina (A. J. Brooks, 2014).

La JAK 2 se encarga de una cadena de fosforilaciones extensas, y de paso, se originan

muchas vas que antes se mencion. Una de las mas importantes son las relacionadas a

la Stats, el cual solo estn presentes las Stats 1, 3, 5a y 5b (J. Herrington, 2000). Este tipo

de protenas son muy importantes en la sntesis de IGF-I lo cual nos interesa mucho si lo

abocamos a la produccin lechera ya que har que se exista una mayor cantidad de

glucosa en sangre as como cidos grasos para la parte lipdica de la formacin de la

leche. El eje que debemos saber es el de JAK 2/ Stat 5b /IGF-I. (M. Ropelato y M.

Ballerini, 2008). Existen otros ejes como el del crecimiento lineal, IGF-I/IGFBP-3/ALS. (M.

Ropelato y M. Ballerini, 2008).

Tambin se sabe que hay ejes relacionados a la EPK y PKC, lo cual nos dice que los

receptores de la GH tambin pueden estar ligados a la protena G en cierto modo (H. E.

Bergan, 2013).

FIGURA N3.

Fuente: El receptor de la hormona de crecimiento humana (hGH) y la protena de transporte

de alta afinidad de la hGH ,2008



2.4 LA IMPORTANCIA DE LA GHBP

La somatotropina viaja a travs en la sangre por medio de una protena transportadora de

la hormona del crecimiento GHBP. Esta protena se encuentra en un 40 a 50% en el

plasma, los que nos hace ver que aunque sea una hormona hidroflica est ligada a un

transportador, caracterstica en la mayora de hormonas hidrofbicas. (M.L.Escobar).

Este transportador se origina del clivaje proteoltico del dominio extracelular de los

receptores de GH, el cual se separan por medio de una enzima que se encuentra en la

membrana plasmtica y se sintetiza en los endosomas de las clulas, llamada TACE o

enzima convertidora de TNF- (A. Schantl, 2004).

Esta enzima tiene un prodominio tico en cistena, un dominio cataltico con Zn, un dominio

EGF/crambina , un dominio transmembrana y un dominio citoplasmtico. La TACE

permanece como zimgeno en el retculo endoplasmtico y el aparato de Golgi por la

neutralizacin del Zn con la cistena presente en el prodominio; cuando llega a la

membrana plasmtica se elimina el prodominio quedando la enzima activada.

FIGURA N4. El receptor de la hormona de crecimiento humana (hGH) y la protena de

transporte de alta afinidad de la hGH ,2008

La GHBP tiene como funcin principal la extensin de la vida media de la GH y tambin

por darle la capacidad a la GH de no ser filtrada continuamente por el glomrulo, ya que el

complejo GHBP-GH tiene un alto peso molecular. Se ha notado que una disminucin de

estos transportadores, a la par habr una disminucin de la GH ocurrido en el sndrome

de Laron (D. Baumman 2001).

2.4 FUNCIONES DE LA GH



Las funciones de la GH en el cuerpo son mltiples. Durante mucho tiempo no se poda

explicar la discrepancia existente entre los resultados obtenidos in vitro y los obtenidos in

vivo: in vivo la hormona de crecimiento estimula tanto la condrognesis como la

miognesis lo que produce una aceleracin del crecimiento somtico. Sin embargo si la

hormona de crecimiento era aadida in vitro a incubaciones de cartlago o msculo, no se

poda demostrar nunca el efecto descrito.

Resulto que esta accin no se ejerce directamente sobre el tejido blanco sino que a travs

de la influencia de la hormona del crecimiento sobre el hgado que es estimulado para la

produccin de los factores de crecimiento similares a la insulina (IGF) o somatomedinas.

Estas sustancias median la accin de la GH in vivo.

Aclarado esto se puede ver que los efectos de la GH ocurren en tejidos tan variados como

es el hueso, cartlago, musculo, hgado y una serie de vsceras (corazn, pulmones,

riones, intestino) y glndulas (pncreas, glndulas suprarrenales), pero es en el musculo

e hgado donde alcanzan mayor expresin (Devesa, 1989; Diaz y Devesa, 1991).

La GH acta de manera directa e indirecta. En su accin directa, la hormona acta sobre

sus receptores de membrana especficos en todas las clulas susceptibles de crecer

mientras que en su accin indirecta, la ms importante, lo hace mediante los IGF

(Factores de Crecimiento Insulnicos) producidos principalmente por los hepatocitos que

ocupan un lugar relevante en el metabolismo animal.

Induce el crecimiento de casi todos los tejidos del organismo que conservan su

capacidad. Favorece el aumento de tamao de las clulas y estimula la mitosis, dando

lugar a un nmero creciente de clulas y a la diferenciacin de determinados tipos

celulares, como las clulas del crecimiento seo y los miocitos precoces.

FIGURA N5.Esquema de accin de la GH



2.5 EFECTOS METABOLICOS DE LA GH

La hormona del crecimiento ejerce varios efectos metablicos adems de afectar al

crecimiento general, la hormona del crecimiento ejerce mltiples efectos metablicos

especficos:

aumenta la sntesis proteica en casi todas las clulas del organismo

favorece la movilizacin de los cidos grasos del tejido adiposo, incrementa la

cantidad de cidos grasos libres en la sangre y potencia el uso de los cidos

grasos como fuente de energa.

disminuye la cantidad de glucosa utilizada en todo el organismo.

2.5.1 SNTESIS PROTEICA EN LA CLULA

La GH favorece el depsito de protenas en los tejidos, y se tienen conocimiento hasta

hoy en da de dos 2 efectos que podran favorecerlo:

Facilitacin de transporte de aminocidos a travs de las membranas celulares.

La GH intensifica el transporte de la mayora de los aminocidos a travs de las

membranas celulares, hacia el interior de la clula. Se eleva as la concentracin celular

de aminocidos, lo que parece explicar, al menos en parte, el incremento de la sntesis de

protenas.

Aumento de la traduccin de ARN para facilitar la sntesis proteica en los

ribosomas.

En esta situacin la concentracin de aminocidos en las clulas no aumenta, la GH

incrementara la traduccin de ARN formado, haciendo que los ribosomas en el citoplasma

sinteticen un nmero mayor de protenas. Se observa tambin un aumento en la

transcripcin nuclear del ADN para formar ARN a su vez, este proceso intensificara la

sntesis de protenas y el crecimiento, siempre que se disponga de una cantidad suficiente

de energa, aminocidos, vitaminas y otras sustancias necesarias, A largo plazo, esta es

quizs la funcin ms importante de la hormona del crecimiento.

Se seala tambin que la GH produce un descenso en el catabolismo de las protenas y

los aminocidos.

Este hecho se puede explicar porque probablemente la GH tambin moviliza grandes

cantidades de cidos grasos libres del tejido adiposo, que se emplean para abastecer de

energa a las clulas del cuerpo, actuando de esta forma como un potente ahorrador de

protenas.



2.5.2 LA GH FAVORECE LA UTILIZACIN DE LA GRASA COMO FUENTE DE

ENERGA

Induce la liberacin de los cidos grasos del tejido adiposo y, por consiguiente, aumenta

su concentracin en los lquidos corporales. Asimismo, intensifica la conversin de cidos

grasos en acetil coenzima A (acetil CoA) y su utilizacin subsiguiente como fuente de

energa en todos los tejidos del organismo. En consecuencia, bajo los efectos de la

hormona del crecimiento, los lpidos se usan como fuente de energa, en detrimento de

los hidratos de carbono y las protenas.

El efecto de la hormona del crecimiento favorecedor de la utilizacin de las grasas, junto

con sus efectos anablicos proteicos, produce un incremento de la masa corporal magra.

No obstante, la hormona del crecimiento tarda varias horas en movilizar las grasas,

mientras que la intensificacin de la sntesis de protenas requiere solo unos minutos.

2.5.3 LA HORMONA DEL CRECIMIENTO REDUCE LA UTILIZACIN DE LOS

HIDRATOS DE CARBONO.

En relacin al metabolismo de los hidratos de carbono ejerce mltiples efectos que

repercuten en el metabolismo de estos. Los efectos son:

Disminuye la captacin de glucosa en los tejidos como el musculo esqueltico y el

tejido adiposo.

Aumenta la produccin heptica de glucosa.

Incrementa la secrecin de insulina.

Cada uno de estos efectos obedece a la muy llamada resistencia insulinica inducida por

la hormona del crecimiento, que atena la accin de la hormona encargada de estimular

la captacin y la utilizacin de glucosa por el musculo esqueltico y el tejido adiposo y de

inhibir la produccin heptica de glucosa; todo ello conlleva un incremento de la glucemia

y un incremento compensador de la secrecin insulinica. Por estas razones, los efectos

de la hormona del crecimiento se denominan diabetogenos y su secrecin excesiva puede

provocar alteraciones metablicas muy similares a las observadas en humanos con

diabetes de tipo II (diabetes no insulinodependiente), que tambin son muy resistentes a

los efectos metablicos de la insulina.

As la GH necesita de insulina y de hidratos de carbono para la estimulacin del

crecimiento, es decir para ejercer su accin. Por lo cual se demostr que la GH no ejerce

su accin en los animales que carecen de pncreas; tampoco lo hace cuando se eliminan

de la alimentacin los hidratos de carbono. Esto da a conocer que la eficacia de la

hormona requiere una actividad adecuada de la insulina y unos depsitos suficientes de

hidratos de carbono.



2.5.4 LA HORMONA DEL CRECIMIENTO ESTIMULA EL CRECIMIENTO DEL

CARTLAGO Y EL HUESO

Este ocurre como consecuencia de los mltiples efectos que ejerce la hormona del

crecimiento sobre el hueso, entre los que destacan:

1) Aumento del depsito de protenas por accin de las clulas condrociticas y

osteogenicas inductoras del crecimiento seo.

2) La mayor velocidad de reproduccin de estas clulas.

3) Un efecto especifico consistente en la conversin de los condrocitos en clulas

osteogenicas, con lo que se produce el depsito especifico de hueso nuevo.

4) En cartlagos y huesos la GH incrementa la incorporacin de SO4 2- en los

proteoglicanos, la incorporacin de timidina en el ADN del condrocito y la hidroxiprolina en

el colgeno. El aumento de esteroides sexuales en la pubertad bloquea la proliferacin del

cartlago dando lugar a su desaparicin, por lo que se detiene el crecimiento longitudinal

en los huesos, aunque puede persistir el efecto positivo sobre el ensanchamiento de los

mismos.

Ahora bien existen dos mecanismos que explican el crecimiento seo: el primero es en

respuesta a la estimulacin de GH; la longitud de los huesos largos aumenta en los

cartlagos epifisarios, donde las epfisis de los extremos del hueso estn separadas de las

difisis. Este crecimiento produce en primer lugar el depsito de cartlago nuevo, seguido

de su conversin en hueso nuevo; en consecuencia, las difisis se alargan, separndose

cada vez mas de las epfisis. Al mismo tiempo, el cartlago epifisario va desapareciendo,

de modo que el aumento de esteroides sexuales en la pubertad bloquea la proliferacin

del cartlago dando lugar a su desaparicin, por lo que se detiene el crecimiento

longitudinal en los huesos, aunque puede persistir el efecto positivo sobre el

ensanchamiento de los mismos.

Con lo respecta al segundo mecanismo del crecimiento seo los osteoblastos del periostio

seo y de algunas cavidades seas depositan hueso nuevo en la superficie del viejo.

2.5.5 EFECTO DE LA GH SOBRE EL SISTEMA INMUNITARIO. En sentido general se

ha comprobado que la GH ejerce un papel positivo sobre la respuesta inmunitaria y los

rganos linfoides del organismo demostrndose que las clulas del timo presentan

receptores para esta hormona. Se ha observado que en seres humanos con dficit de GH

su administracin teraputica exgena aumenta la capacidad inmunitaria. En estudios

realizados en vacas y cabras con mstitis se ha demostrado un efecto beneficioso en la

recuperacin de estos animales con tratamientos cortos con GH. En las clulas

hematopoyticas la GH es considerablemente mitgena estimulando la proliferacin de

las clulas sanguneas, respuesta lgica por la necesidad de los eritrocitos para el

transporte de los gases respiratorios (oxgeno y bixido de carbono) hacia y desde los

tejidos. A nivel del rin, la ausencia de GH provoca una disminucin del ndice de



filtracin glomerular, del flujo sanguneo renal y de la secrecin tubular por lo que

compromete, en cierta medida, el funcionamiento renal.

2.6 SOMATOTROPINA o bST EN LA PRODUCCIN DE LECHE

La concentracin sangunea de la hormona de crecimiento (ST o GH) aumenta

rpidamente despus del parto. Una amplia cantidad de tejidos son afectados por la ST

en vacas durante la lactancia, pero los eventos que ocurren en el hgado y en el tejido

adiposo parecen ser los ms importantes. Gracias al aislamiento de esta hormona se

conoci del efecto galactopoytico en rumiantes.

2.6.1 GLNDULA MAMARIA

La glndula mamaria es una extensin de las glndulas sudorparas evolucionadas para

proporcionar la alimentacin requerida para las cra postparto. sta secreta leche y est

compuesta por el estroma (tejido de soporte y de aporte de nutrientes) y el parnquima

(tejido secretor tbulo-alveolar). Teniendo en cuenta que para tener mayor produccin se

debe aumentar la proliferacin de alveolos.

FIGURA N6. Imagen de un pezn con sus respectivos alveolos. Agrandamiento de un

alveolo.

2.6.1.1 MAMOGNESIS



El crecimiento mamario inducido por hormonas es un factor importante en la capacidad de

producir leche en el ganado bovino ya que el nmero de clulas mamarias alveolares

influye directamente proporcional a la produccin de leche. Hormonas del metabolismo,

factores de crecimiento y prolactina son necesarios para el normal desarrollo de la

glndula mamaria con especial referencia a las hormonas sexuales esteroideas. A travs

de la gestacin, la proliferacin del epitelio mamario es dependiente de estrgenos y

progesterona. Los receptores especficos para esas hormonas se expresan en niveles

muy bajos durante la mamognesis o lactognesis. La mamognesis no ocurre en

ausencia de prolactina y hormona de crecimiento. (Herrera, Mario A. Tarazn)

2.6.1.2 LACTOGNESIS

La secrecin de la leche es un proceso continuo, tan pronto se van formando gotitas de

leche en dichas clulas van cayendo a la cavidad del alveolo hasta que este se llena. El

inicio de la sntesis y secrecin de la leche por las clulas epiteliales de los alvolos

mamarios, generalmente se divide en dos fases:

Fase 1.Consiste en una diferenciacin estructural y funcional limitada del

epitelio secretor durante el ltimo tercio de la gestacin.

Fase 2. Corresponde a la complementacin de la diferenciacin del epitelio

secretor durante el periodo peri parto, coincidente con el inicio de una

intensa y copiosa sntesis y secrecin de leche

La diferenciacin de las clulas mamarias alveolares adquiere la capacidad de secretar

leche que se traduce en dos fases:

La primera fase se inicia alrededor de la mitad de la preez. En este

estado, se produce la diferenciacin y crecimiento de las clulas epiteliales

y la diferenciacin bioqumica y estructural de las clulas.

La segunda fase consiste en la complementacin de la diferenciacin del

epitelio secretor durante el periodo preparto, coincidente con el inicio de

una intensa y copiosa sntesis y secrecin de la leche

Una vez que la progesterona cae en el parto o antes del parto, se inicia esta fase. Esta se

inicia algunas horas antes del parto, las clulas secretorias rpidamente aumentan su

tasa sinttica lo que determina que grasas, protenas y lactosa se secretan rpidamente al

lumen alveolar.

La capacidad de contraccin de las clulas mioepiteliales en contraerse igual que las

clulas musculares se pueden contraer como una parte importante del proceso de

eyeccin de la leche. Si se toma en cuenta la accin de Somatotropina se demuestra en

un grupo de vacas lactantes de alta respuesta tuvieron en forma constante una mayor

produccin de leche que el grupo de baja respuesta a travs de la lactancia debido a la

presencia mayor de receptores en el hgado y en el tejido adiposo, a diferencia de las

vacas de baja respuesta que pudieron tener un menor nmero de sus propios receptores



(Rose y col, 2006).Otro grupo de investigadores afirma que la Somatotropina aumenta la

produccin de leche a travs de cambios coordinados en la sntesis de glucosa y en el

metabolismo de aminocidos en vacas lecheras (Vlez y Doking, 2004) Los factores que

principalmente controlan la produccin de leche de la glndula mamaria son la

concentracin de nutrientes de la sangre, el flujo de la sangre a la ubre y la capacidad de

sntesis de leche de la ubre (Baldwin y col., 1985).

2.6.1.3 LACTOPOYESIS

El mantenimiento de la lactacin requiere el mantenimiento del nmero de clulas

alveolares, actividad sinttica por clula y la eficacia del reflejo de la eyeccin de la leche.

Despus del parto hay un aumento notorio de la produccin de la leche en la vaca que

alcanza un mximo de 2 a 8 semanas y despus declina gradualmente. Esta prdida de

clulas epiteliales disminuye la produccin de leche a medida que avanza la lactacin.

Las vacas en gestacin disminuyen gradualmente la produccin de leche en un tres por

ciento hasta el quinto mes de preez, a partir de este periodo de disminucin es ms

notable y puede llegar al 20%.

2.6.2 LACTANCIA:

En este periodo se da una alta capacidad del animal para coordinar la particin y

distribucin de nutrientes que sern utilizados para la secrecin de leche. Al inicio, hay

una marcada alteracin del metabolismo en todo el animal y esto debe ocurrir para

satisfacer las demandas de la glndula mamaria. En el cual el tejido adiposo reduce la

sntesis de lpidos gracias a los nutrientes y se moviliza la reserva de lpidos. Eleva la

concentracin sangunea de cidos grasos no esterificados (AGNE). Los AGNE pueden

ser oxidados en los tejidos hepticos o extra-hepticos o pueden ser incorporados

directamente a la grasa de la leche. Los AGNE pueden ser utilizados para la sntesis de

grasa butirosa. Las bajas concentraciones de insulina redirigen a la glucosa hacia la

glndula mamaria. Las vacas de menor produccin tienen menores concentraciones de

GH y mayores concentraciones de insulina. Su capacidad de movilizar AGNE es menor y

una mayor cantidad de glucosa es destinada a tejidos extramamarios. Estas

caractersticas son las que llevan a una menor produccin lctea. La cantidad de glucosa

que se requiere es del 80% del total de negociaciones de la misma, y gracias a una

respuesta coordinada (Homeorresis) se cubre los requerimientos por la gluconeognesis

realizada por el hgado. Las reservas de protenas son de suma importancia debido a que

pueda contener las protenas lbiles para las demandas que comprende de 25 a 27% de

las protenas totales del cuerpo. La hormona del crecimiento favorece el transporte de la

mayora de los aminocidos a travs de las membranas celulares y esto hace aumentar la

concentracin de aminocidos en las clulas participando parcialmente en una mayor

sntesis de protenas. La regulacin del calcio gracias a la presencia de la vitamina D,

gracias al hgado se convierte en su forma activa (1,25 dihidroxivitamina D3), para el

estimulacin intestinal, movilizacin a partir del hueso y reabsorcin renal del calcio.

Teniendo que la homeorresis y homeostasis son fundamentales para el mantenimiento de

asegurar la produccin de leche. Quizs el ejemplo ms pronunciada de homeorresis

estara en vacas lecheras, donde la iniciacin de la lactancia altera dramticamente el



metabolismo de muchos rganos maternos en el orden que la glndula mamaria debe de

suministrar con nutrientes necesarios para la sntesis de leche.

FIGURA N7. Relacin del GH con componentes de la leche.

Las vacas de alta produccin tienen altas concentraciones de GH, bajas concentraciones de glucosa y bajas concentraciones de insulina.

2.6.3 CONTROL

La GH se une a sus receptores (rGH) en el hgado y controla la secrecin de IGF- 1

(factor de crecimiento similar a la insulina 1). El IGF-1 acta sobre el hipotlamo e

hipfisis para controlar la secrecin de GH a travs de un mecanismo de feedback

negativo. Las concentraciones de GH aumentan durante la primera semana postparto,

debido a una disminucin en las concentraciones de IGF-1 y a la reduccin en el feedback

negativo sobre la GH. El aumento de GH causa una movilizacin grasa y elevacin de los

AGNE. La seal que inicia la movilizacin del tejido graso (disminucin de rGH) ocurre en

coincidencia con la lactognesis y antes del pico de produccin. Por lo tanto, los

mecanismos que regulan la reparticin de los nutrientes son desencadenados por la

mayor demanda de nutrientes para la lactancia antes de que sta ocurra (sistema de

regulacin hacia adelante; feed-forward system). La disminucin en los rGH es un

fenmeno que es propio de las vacas lecheras; las vacas de razas carniceras no padecen

los mismos cambios en los rGH. Las diferencias en rGH entre vacas lecheras y carniceras

pueden ser consecuencia de una sensibilidad diferencial a las hormonas.

Esta liberacin pulstil est regulada por la GHRH, que estimula la liberacin de la

hormona, y por la somatostatina, que inhibe su liberacin. Esos factores ejercen sus



efectos por medio de activacin de las protenas G, lo que da lugar a un incremento

(GHRH) o decrecimiento (somatostatina) de la acumulacin del AMP cclico y del

Ca2+ intracelular. Tambin varios neurotransmisores, frmacos, metabolitos y otros

estmulos influyen en la secrecin de la hormona, al actuar en el hipotlamo y alterar la

secrecin de GHRH y somatostatina. Por ejemplo, la dopamina, la 5-hidroxitriptamina y

los agonistas a adrenrgicos estimulan la liberacin de hormona del crecimiento, en tanto

los agonistas b-adrenrgicos, los cidos grasos libres, el factor del crecimiento de

tipo Insulina y la hormona del crecimiento misma, inhiben la liberacin. La glucosa

plasmtica tambin es un potente regulador de la liberacin de la hormona. En

consecuencia, la hipoglucemia que sobreviene por administracin de Insulina y por otras

causas, desencadena un rpido incremento de su secrecin. De igual modo, el ejercicio,

el estrs, la excitacin emocional y el consumo de alimentos ricos en protenas, son

estmulos para la mayor secrecin de esta hormona.

La produccin de leche es controlada por las hormonas lactognicas como Prolactina y

Hormona de Crecimiento (GH) durante la lactognesis y lactopoyesis. Prolactina y GH son

esenciales para la transicin de proliferacin de alveolos dentro de la glndula mamaria

lactando a travs del dominio de la Somatotropina sobre la prolactina durante la

lactopoyesis en rumiantes. En el mantenimiento de la produccin lechera o lactopoyesis la

prolactina (PRL) en la vaca lechera reviste importancia. La accin de la prolactina es a

travs del epitelio mamario en forma directa o factores de transcripcin, semejante a la

HG que acta en forma directa en la glndula o indirectamente con produccin de IGF-I

local o producida en el hgado. Las clula mamarias bovinas presentan receptores IGF-I y

II, receptores de insulina y protenas de unin IGF.

FIGURA N8. Circuito principal de Regulacin por Retroalimentacin de la segregacin de

bST.



3. APLICACIN DE LA rbST

En vacas, la somatotropina bovina recombinante se utiliza para incrementar la produccin

de leche. La rbST aumenta las concentraciones sricas del factor de crecimiento parecido

a la insulina tipo I (IGF-I) y ambas hormonas regulan los procesos fisiolgicos para

incrementar la lactopoyesis. Adems de sus efectos en la lactacin, la somatotropina y el

IGF-I favorecen la maduracin del ovocito, tasa de fertilizacin, desarrollo embrionario

temprano, funcin del cuerpo lteo y reconocimiento materno de la gestacin. La

administracin de la rbST se ha evaluado en diferentes periodos fisiolgicos para mejorar

la eficiencia reproductiva en rumiantes. En vacas lecheras subfrtiles, la administracin de

rbST en la inseminacin aumenta el porcentaje de concepcin (PC). En vacas de primer

servicio la inyeccin repetida de rbST cada 14 d, integrada a los programas de

inseminacin a tiempo fijo, mejora tambin el porcentaje de concepcin. En la oveja y en

la cabra, la rbST beneficia la maduracin del ovocito, el desarrollo embrionario temprano y

mejora la prolificidad.

FIGURA N9. Accin de la somatotropina bovina recombinante en el mejoramiento de la

produccin lechera.

La bST es una hormona proteica natural en el bovino y difiere en la secuencia de

aminocidos presentes en su estructura con la hST que se segrega en humanos. Como

consecuencia, la configuracin tridimensional de la bST y hST son diferentes y por ello la

rbST no es biolgicamente activa en los seres humanos incluso si se inyecta directamente

en el torrente sanguneo y en el consumo va oral, ya que al ser consumida en dosis

pequeas como te lo indican diversas investigaciones, se convierte en inactiva.

La suplementacin de las vacas lecheras con rbST se realiza en sincrona con el ciclo de

la lactancia natural de una vaca lechera. Picos de produccin de leche de vacas produce

cerca de ocho semanas despus de la cra nace, ya a partir de entonces todos los das la

produccin de leche disminuye gradualmente durante el resto del ciclo de lactancia, as

como la cantidad producida de bST. Se inicia el uso de rbST durante la 9 o 10 semana de

lactancia y contina hasta el final de la lactancia. El suplemento rbST (1ml) se inyecta por

va subcutnea (bajo la piel) a intervalos de dos semanas, y la respuesta de la leche es de



aproximadamente un 4.5 Kg (10 libras) incremento en la produccin de leche diaria.

(Bauman y Collier, 2010). Indicando que la aplicacin de la rbST se da en la etapa II o

lactognesis II, donde se da el ascenso rpido, pico y cada gradual de la produccin

lechera en condiciones naturales despus del parto, para una produccin mayor que la

normal a 305 das.

Claramente la administracin de la bST a vacas lecheras aumenta el rendimiento y la

eficiencia de la produccin de leche. Despus de una inyeccin de bST, aumenta la

secrecin de la leche dentro de un da y se maximiza en una semana. Elevado la

produccin de leche se mantiene mientras se contina el tratamiento pero devuelve

rpidamente a controlar los niveles de rbST cuando es descontinuado. La respuesta a la

produccin de leche depende de la curva descrita por la dosis aplicada de forma

hiperblica. Y su respuesta depende en la variacin biolgica, la etapa de la lactancia y

parmetros de gestin.

TABLA N1. Produccin y composicin de la leche de Grupos Control y bST

Toda la produccin de alimentos tienen un impacto ambiental, pero el impacto ambiental

de la produccin de leche se reduce cuando aumenta la produccin de leche por vaca

(Bauman y Collier, 2010). Esto se explica mediante el razonamiento de tener una mayor

produccin de leche, debido un mejor aprovechamiento de los raciones en el ganado,

generando una reduccin de la huella de carbono.

El uso de rbST ayuda a continuar esta tendencia y permite que el suministro de leche que

se produce con menos vacas totales y forrajes. Por lo tanto, un suministro adecuado de

leche puede lograrse requiriendo menos tierra y agua para elevar los cultivos, que a su

vez significa una reduccin de la erosin en el suelo y el uso de herbicidas y pesticidas

(Bauman y Collier, 2010).

Posteriormente, La protena purificada responsable de esta respuesta de secrecin de

leche se determin que la prolactina (PRL). Incluso ahora, el ampliamente promocionado

y utilizado en la galactopoyesis como efecto de la hormona de crecimiento (GH) o

somatotropina bovina para aumentar la produccin de leche en productos lcteos en

periodo de lactancia vacas tenan su fundamento en los estudios por Asimov y Krouze en

la dcada de 1930. Investigadores britnicos, se centraron en esfuerzos para mejorar y



mantener los suministros de leche durante La Segunda Guerra Mundial, inici muchos

estudios endocrinos en desarrollo mamario y la funcin en los animales lecheros. Los

efectos de los estrgenos y la progesterona en mamognesis fueron evaluados

ampliamente en los intentos de inducir lactancia en animales no gestantes. En la dcada

de 1970, hubo una intensa actividad en la induccin hormonal de la lactancia en el

ganado basado en una variedad de corto plazo esquemas de inyeccin usando

estrgenos y progesterona.

Correlaciones positivas entre la produccin de leche despus de la induccin y se

observaron concentraciones de Prl. Mayor la produccin de leche de vacas en lactancia

inducida durante el la primavera y el verano (en comparacin con el invierno) tambin fue

atribuido a las concentraciones sricas ms altas de Prl. Como su nombre indica, PRL ha

sido el ms intenso hormona estudiado relacionadas con la lactancia y mamaria

crecimiento. A pesar del conocimiento a largo plazo que la presencia de la pituitaria es

esencial para mamaria normal desarrollo, ya sea Prl o GH est predominando en

mamognesis no est claro. La respuesta a esta pregunta es probable especies-

dependiente. Independientemente, aplicacin de tcnicas moleculares a mamaria la

biologa de la glndula se ha solidificado la idea de que Prl y glucocorticoide (G) son

estimuladores primarios de clulas mamarias diferenciacin. Por ejemplo, tanto Prl y G

respuesta elementos se encuentran dentro de las regiones promotoras de la genes para

varias protenas de la leche-especficos mamaria. Del mismo modo, la induccin de

ambos ARNm y la leche especfica protenas en respuesta a la adicin de Prl o G en

aislado clulas epiteliales mamarias confirman la importancia de estas hormonas en

lactognesis y proporcionan detalles para mecanismos de accin de estas hormonas en el

control de protena de la leche de la expresin gnica.

FIURA N 10. Produccin de leche (l/da) durante el ensayo (da 0=65 das post-parto).



4. CONCLUSIONES

Una alta concentracin de somatotropina en el torrente sanguneo, expresa una alta

fertilidad y alta produccin lechera en vacunos.

La alta produccin lechera que se genera por accin de la somatotropina se puede

explicar debido a que esta estimula la produccin de cidos grasos no esterificados que

se pueden incorporar directamente en la grasa de la leche, adems, la baja concentracin

de insulina permiten redirigir la concentracin de glucosa hacia las glndulas mamarias

que demandan gran energa para la produccin lechera.

La hormona del crecimiento presenta una mayor concentracin durante la noche, debido a

que, esta hormona tiene un comportamiento pulstil en su secrecin, siendo los picos

ms altos en las noches y los ms bajos en el da.

En vacas lecheras hay un efecto favorable, respecto a la produccin lechera, de la

administracin de la rbST, ya sea integrada a los programas de sincronizacin de la

ovulacin en vacas de primer servicio o administrada a las vacas subfrtiles al momento

de la inseminacin.

Debido a la bibliografa consultada, es importante hacer notar que se requiere ms

investigacin al respecto de la aplicacin de somatotropina bovina recombinante, pero

sobre todo hace falta mayor informacin financiera y estudios de rentabilidad o de costo

beneficio.



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