El sistema endocrino está formado por una serie de
glándulas que liberan un tipo de sustancias llamadas hormonas; es decir, es el
sistema de las glándulas de secreción interna o glándulas endocrinas.
Una hormona es una
sustancia química que se sintetiza en una glándula de secreción interna y
ejerce algún tipo de efecto fisiológico sobre otras células hasta las que llega
por vía sanguínea.
Las hormonas actúan
como mensajeros químicos y sólo ejercerán su acción sobre aquellas células que
posean en sus membranas los receptores específicos (son las células diana o
blanco).
Las glándulas
endocrinas más importantes son:
la epífisis o pineal, el hipotálamo, la hipófisis, la tiroides, las paratiroides, el páncreas, las suprarrenales, los ovarios, los testículos.
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| Sistema endocrino. |
Mecanismos bioquímicos de acción hormonal
En el organismo humano existen las Células diana, también llamadas
células blanco, células receptoras o células efectoras, poseen receptores
específicos para las hormonas en su superficie o en el interior.
Cuando la
hormona, transportada por la sangre, llega a la célula diana y hace contacto con el receptor “como una llave
con una cerradura“, la célula es impulsada a realizar una acción específica según el tipo de hormona de que se trate:
• Las
hormonas
esteroideas, gracias a su naturaleza lipídica, atraviesan
fácilmente las membranas de las células diana o células blanco, y se unen
a las
moléculas receptoras de tipo proteico, que se encuentran en
el citoplasma.
De esta manera llegan al núcleo, donde parece que son
capaces de hacer cesar la inhibición a que están sometidos algunos genes y
permitir que sean transcritos. Las moléculas de ARNm originadas se
encargan de dirigir en el citoplasma la síntesis de unidades proteicas,
que son las que producirán los efectos fisiológicos hormonales.
• Las
hormonas proteicas, sin embargo, son moléculas de gran tamaño que no pueden entrar en el interior de las células blanco, por lo que se unen a
"moléculas receptoras" que hay en la superficie de sus membranas
plasmáticas, provocando la formación de un
segundo mensajero,
el AMPc, que sería el que induciría los cambios pertinentes en la célula
al activar a una serie de enzimas que producirán el efecto metabólico
deseado.
Control hormonal
La producción de
hormonas está regulada en muchos casos por un sistema
de retroalimentación o feed-back negativo, que hace que el exceso de una
hormona vaya seguido de una disminución en su producción.
Se puede considerar el
hipotálamo, como el centro nervioso "director" y controlador
de todas las secreciones endocrinas. El hipotálamo segrega neurohormonas que
son conducidas a la hipófisis. Estas
neurohormonas estimulan a la
hipófisis para la secreción de
hormonas trópicas (tireotropa,
corticotropa, gonadotropa).
Estas hormonas son
transportadas a la sangre para estimular a las
glándulas correspondientes (tiroides,
corteza suprarrenal y gónadas) y serán éstas las que segreguen diversos tipos
de
hormonas (tiroxina, corticosteroides y
hormonas sexuales, respectivamente ), que además de actuar en el cuerpo,
retroalimentan la hipófisis y el hipotálamo para inhibir su actividad y
equilibran las secreciones respectivas de estos dos órganos y de la glándula
destinataria.
Los órganos endocrinos
también se denominan glándulas sin conducto o glándulas endocrinas, debido a
que sus secreciones se liberan directamente en el torrente sanguíneo, mientras
que las glándulas exocrinas liberan sus secreciones sobre la superficie interna
o externa de los tejidos cutáneos, la mucosa del
estómago o el revestimiento de
los conductos pancreáticos.
Las hormonas secretadas por las glándulas
endocrinas regulan el crecimiento, desarrollo y las funciones de muchos
tejidos, y coordinan los procesos metabólicos del organismo.
Los tejidos que
producen hormonas se pueden clasificar en tres grupos: glándulas endocrinas,
cuya función es la producción exclusiva de hormonas; glándulas endo-exocrinas,
que producen también otro tipo de secreciones además de hormonas; y ciertos
tejidos no glandulares, como el tejido nervioso del sistema nervioso autónomo,
que produce sustancias parecidas a las hormonas.
Hipófisis
La hipófisis, está
formada por tres lóbulos: el anterior, el intermedio, que en los primates sólo
existe durante un corto periodo de la vida, y el posterior. Se localiza en la
base del cerebro y se ha denominado la "glándula principal". Los
lóbulos anterior y posterior de la hipófisis segregan hormonas diferentes.
1. El lóbulo anterior o
adenohipófisis.
Produce dos tipos de hormonas:
Hormonas trópicas; es decir, estimulantes, ya que estimulan a las glándulas correspondientes.
• TSH o tireotropa: regula la secreción de tiroxina por la tiroides
• ACTH o adrenocorticotropa:controla la
secreción de las hormonas de las cápsulas suprarrenales.
• FSH o folículo estimulante: provoca la secreción de estrógenos
por los ovarios y la maduración de espermatozoides en los testículos.
• LH o luteotropina: estimula la secreción de progesterona por el cuerpo lúteo y de la testosterona por los testículos.
Hormonas no trópicas, que actúan directamente sobre sus células blanco.
• STH o somatotropina, conocida como "hormona del crecimiento", ya
que es responsable del control del crecimiento de huesos y cartílagos.
• PRL o prolactina: estimula la secreción de leche por las glándulas mamarias tras el parto.
2. El lóbulo medio segrega una hormona, la MSH o estimulante de los
melonóforos, estimula la síntesis de melanina y su dispersión por la célula.
3. El
lóbulo posterior o
neurohipófisis,
libera dos hormonas, la
oxitocina y la
vasopresina o ADH, que
realmente son
sintetizadas por el hipotálamo y se almacenan aquí.
•
Oxitocina: Actúa sobre los músculos del útero, estimulando las
contracciones durante el parto. Facilita la salida de la leche como respuesta a
la succión.
•
Vasopresina: Es una hormona antidiurética, favoreciendo la reabsorción
de agua a través de las nefronas.
Ver: PSU: Biología; Pregunta 07_2006
El encéfalo
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El
hipotálamo, porción
del cerebro de donde deriva la hipófisis, secreta una hormona antidiurética (que
controla la excreción de agua) denominada vasopresina, que circula y se
almacena en el lóbulo posterior de la hipófisis. La vasopresina controla la
cantidad de agua excretada por los riñones e incrementa la presión sanguínea.
El lóbulo posterior de la hipófisis también almacena una hormona fabricada por
el hipotálamo llamada oxitocina. Esta hormona estimula las contracciones
musculares, en especial del útero, y la excreción de leche por las glándulas
mamarias.
La secreción de tres
de las hormonas de la hipófisis anterior está sujeta a control hipotalámico por
los factores liberadores: la secreción de tirotropina está estimulada por el
factor liberador de tirotropina (TRF), y la de hormona luteinizante, por la
hormona liberadora de hormona luteinizante (LHRH).
La dopamina elaborada por el
hipotálamo suele inhibir la liberación de prolactina por la hipófisis anterior.
Además, la liberación de la hormona de crecimiento se inhibe por la
somatostatina, sintetizada también en el páncreas. Esto significa que el cerebro
también funciona como una glándula.
Glándulas
suprarrenales
Son
dos pequeñas glándulas situadas sobre los riñones. Se distinguen en ellas dos
zonas: la
corteza en el exterior y la
médula que ocupa la zona
central.
1. Corteza: Formada por tres capas,
cada una segrega diversas sustancias hormonales.
• La capa más externa segrega los
mineralocorticoides, que regulan
el metabolismo de los iones. Entre ellos destaca la aldosterona, cuyas
funciones más notables son facilitar la retención de agua y sodio, la
eliminación de potasio y la elevación de la tensión arterial.
• La capa intermedia elabora los
glucocorticoides. El más
importante es la cortisona,cuyas funciones
fisiológicas principales consisten en la formación de glúcidos y grasas a
partir de los aminoácidos de las proteinas, por lo que aumenta el catabolismo
de proteinas. Disminuyen los linfocitos y eosinófilos. Aumenta la capacidad de
resistencia al estrés.
• La capa más interna, segrega
andrógenocorticoides, que están
íntimamente relacionados con los caracteres sexuales. Se segregan tanto
hormonas femeninas como masculinas, que producen su efecto fundamentalmente
antes de la pubertad para, luego, disminuir su secreción.
2. Médula: Elabora las hormonas,
adrenalina y noradrenalina. Influyen sobre el metabolismo de los glúcidos,
favoreciendo la glucógenolisis, con lo que el organismo puede disponer en ese
momento de una mayor cantidad de glucosa; elevan la presión arterial, aceleran
los latidos del corazón y aumentan la frecuencia respiratoria. Se denominan
también "hormonas de la emoción" porque se producen abundantemente en
situaciones de estrés, terror, ansiedad, etc, de modo que permiten salir
airosos de estos estados. Sus funciones se pueden ver comparadamente en el
siguiente cuadro:
Adrenalina
|
Noradrenalina
|
| Incremento
de la fuerza y frecuencia de la contracción cardíaca |
Incremento
de la fuerza y frecuencia de la contracción cardíaca |
| Dilatación
de los vasos coronarios |
Dilatación
de los vasos coronarios |
| Vasodilatación
general |
Vasoconstricción
general |
| Incremento
del gasto cardíaco |
Descenso
del gasto cardíaco |
| Incremento
de la glucogenolisis |
Incremento
de la glucogenolisis
(en menor proporción) |
Tiroides
La tiroides es una glándula bilobulada situada en el cuello. Las hormonas
tiroideas, la tiroxina y la triyodotironina aumentan el consumo de oxígeno y
estimulan la tasa de actividad metabólica, regulan el crecimiento y la
maduración de los tejidos del organismo y actúan sobre el estado de alerta
físico y mental.
La tiroides también secreta una hormona denominada
calcitonina, que disminuye los niveles de calcio en la sangre e inhibe su
reabsorción ósea.
Glándulas paratiroides
Las glándulas paratiroides se localizan en un área cercana o están
inmersas en la glándula tiroides. La hormona paratiroidea o parathormona
regula los niveles sanguíneos
de calcio y fósforo y estimula la reabsorción de hueso.
Las gónadas
Las gónadas (testículos y ovarios) son glándulas mixtas que en su
secreción externa producen gametos y en su secreción interna producen
hormonas que ejercen su
acción en los órganos que intervienen en la función reproductora.
Cada gónada produce
las hormonas propias de su sexo, pero también una pequeña cantidad de las del
sexo contrario. El control se ejerce desde la hipófisis.
(Ver: Hormonas sexuales)
Ovarios: Los ovarios son los
órganos femeninos de la reproducción, o gónadas femeninas. Son estructuras
pares con forma de almendra situadas a ambos lados del útero. Los folículos
ováricos producen óvulos, o huevos, y también segregan un grupo de hormonas
denominadas estrógenos, necesarias para el desarrollo de los órganos
reproductores y de las características sexuales secundarias, como distribución
de la grasa, amplitud de la pelvis, crecimiento de las mamas y vello púbico y
axilar.
La progesterona ejerce
su acción principal sobre la mucosa uterina en el mantenimiento del embarazo.
También actúa junto a los estrógenos favoreciendo el crecimiento y la
elasticidad de la vagina. Los ovarios también elaboran una hormona llamada
relaxina, que actúa sobre los ligamentos de la pelvis y el cuello del útero y
provoca su relajación durante el parto, facilitando de esta forma el
alumbramiento.
Testículos: Las
gónadas masculinas o testículos son cuerpos ovoideos pares que se encuentran
suspendidos en el escroto. Las células de Leydig de los testículos producen una
o más hormonas masculinas, denominadas andrógenos. La más importante es la
testosterona, que estimula el desarrollo de los caracteres sexuales
secundarios, influye sobre el crecimiento de la próstata y vesículas seminales,
y estimula la actividad secretora de estas estructuras. Los testículos también
contienen células que producen gametos masculinos o espermatozoides.
(Ver: Hormonas sexuales)
Páncreas
La mayor parte del
páncreas está formado por tejido exocrino que libera enzimas en el duodeno. Hay
grupos de células endocrinas, denominados islotes de Langerhans, distribuidos
por todo el tejido que secretan insulina y glucagón.
La insulina actúa sobre el
metabolismo de los hidratos de carbono, proteínas y grasas, aumentando la tasa
de utilización de la glucosa y favoreciendo la formación de proteínas y el
almacenamiento de grasas. El glucagón aumenta de forma transitoria los niveles
de azúcar en la sangre mediante la liberación de glucosa procedente del hígado.
Placenta
La placenta, un órgano
formado durante el embarazo a partir de la membrana que rodea al feto, asume
diversas funciones endocrinas de la hipófisis y de los ovarios que son
importantes en el mantenimiento del embarazo.
Secreta la hormona denominada
gonadotropina coriónica (o gonadotrofina) , sustancia presente en la orina durante la gestación y
que constituye la base de las pruebas de embarazo.
La placenta produce
progesterona y
estrógenos,
somatotropina coriónica (una hormona con algunas de
las características de la hormona del crecimiento),
lactógeno placentario y
hormonas lactogénicas.
Ver: PSU: Biología;
Pregunta 07_2006
Pregunta 05_2007
Otros órganos
Otros tejidos del
organismo producen hormonas o sustancias similares. Los riñones secretan un
agente denominado renina que activa la hormona angiotensina elaborada en el
hígado. Esta hormona eleva a su vez la tensión arterial, y se cree que es
provocada en gran parte por la estimulación de las glándulas suprarrenales.
Los
riñones también elaboran una hormona llamada eritropoyetina, que estimula la producción
de glóbulos rojos por la médula ósea.
El tracto gastrointestinal fabrica varias
sustancias que regulan las funciones del aparato digestivo, como la gastrina
del estómago, que estimula la secreción ácida, y la secretina y
colescistoquinina del intestino delgado, que estimulan la secreción de enzimas
y hormonas pancreáticas. La colecistoquinina provoca también la contracción de
la vesícula biliar.
En la década de 1980,
se observó que el corazón también segregaba una hormona, llamada factor natriurético
auricular, implicada en la regulación de la tensión arterial y del equilibrio
hidroelectrolítico del organismo.
La confusión sobre la
definición funcional del sistema endocrino se debe al descubrimiento de que
muchas hormonas típicas se observan en lugares donde no ejercen una actividad
hormonal. La noradrenalina está presente en las terminaciones nerviosas, donde
trasmite los impulsos nerviosos.
Los componentes del
sistema renina-angiotensina se han encontrado en el cerebro, donde se
desconocen sus funciones. Los péptidos intestinales gastrina, colecistoquinina,
péptido intestinal vasoactivo (VIP) y el péptido inhibidor gástrico (GIP) se
han localizado también en el cerebro. Las endorfinas están presentes en el
intestino, y la hormona del crecimiento aparece en las células de los islotes
de Langerhans. En el páncreas, la hormona del crecimiento parece actuar de
forma local inhibiendo la liberación de insulina y glucagón a partir de las
células endocrinas.
Metabolismo hormonal
Las hormonas conocidas
pertenecen a tres grupos químicos:
proteínas, esteroides y
aminas.
Aquellas que
pertenecen al grupo de las proteínas o polipéptidos incluyen las hormonas
producidas por la hipófisis anterior, paratiroides, placenta y páncreas.
En el grupo de
esteroides se encuentran las hormonas de la corteza suprarrenal y las gónadas.
Las aminas son
producidas por la médula suprarrenal y la tiroides.
La síntesis de
hormonas tiene lugar en el interior de las células y, en la mayoría de los
casos, el producto se almacena en su interior hasta que es liberado en la
sangre. Sin embargo, la tiroides y los ovarios contienen zonas especiales para
el almacenamiento de hormonas.
La liberación de las
hormonas depende de los niveles en sangre de otras hormonas y de ciertos productos
metabólicos bajo influencia hormonal, así como de la estimulación nerviosa.
La
producción de las hormonas de la hipófisis anterior se inhibe cuando las
producidas por la glándula diana (target) particular, la corteza suprarrenal, la
tiroides o las gónadas circulan en la
sangre. Por ejemplo, cuando hay una cierta cantidad de hormona tiroidea en el
torrente sanguíneo la hipófisis interrumpe la producción de hormona estimulante
de la tiroides hasta que el nivel de hormona tiroidea descienda. Por lo tanto,
los niveles de hormonas circulantes se mantienen en un equilibrio constante.
Este mecanismo, que se conoce como
homeostasis o realimentación negativa, es similar al sistema de activación de un
termostato por la temperatura de una habitación para encender o apagar una
caldera.
La administración
prolongada procedente del exterior de hormonas adrenocorticales, tiroideas o
sexuales interrumpe casi por completo la producción de las correspondientes
hormonas estimulantes de la hipófisis, y provoca la atrofia temporal de las
glándulas diana. Por el contrario, si la producción de las glándulas diana es
muy inferior al nivel normal, la producción continua de hormona estimulante por
la hipófisis produce una hipertrofia de la glándula, como en el bocio por
déficit de yodo.
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| Bocio |
La liberación de
hormonas está regulada también por la cantidad de sustancias circulantes en
sangre, cuya presencia o utilización queda bajo control hormonal.
Los altos
niveles de glucosa en la sangre estimulan la producción y liberación de
insulina mientras que los niveles reducidos estimulan a las glándulas
suprarrenales para producir adrenalina y glucagón; así se mantiene el
equilibrio en el metabolismo de los hidratos de carbono.
De igual manera, un
déficit de calcio en la sangre estimula la secreción de hormona paratiroidea,
mientras que los niveles elevados estimulan la liberación de calcitonina por la
tiroides.
La función endocrina
está regulada también por el sistema nervioso, como lo demuestra la respuesta
suprarrenal al estrés.
Los distintos órganos endocrinos están sometidos a
diversas formas de control nervioso. La médula suprarrenal y la hipófisis
posterior son glándulas con rica inervación y controladas de modo directo por
el sistema nervioso. Sin embargo, la corteza suprarrenal, la tiroides y las
gónadas, aunque responden a varios estímulos nerviosos, carecen de inervación
específica y mantienen su función cuando se trasplantan a otras partes del
organismo. La hipófisis anterior tiene inervación escasa, pero no puede
funcionar si se trasplanta.
Se desconoce la forma
en que las hormonas ejercen muchos de sus efectos metabólicos y morfológicos.
Sin embargo, se piensa que los efectos sobre la función de las células se deben
a su acción sobre las membranas celulares o enzimas, mediante la regulación de
la expresión de los genes o mediante el control de la liberación de iones u
otras moléculas pequeñas.
Aunque en apariencia no se consumen o se modifican en
el proceso metabólico, las hormonas pueden ser destruidas en gran parte por
degradación química. Los productos hormonales finales se excretan con rapidez y
se encuentran en la orina en grandes cantidades, y también en las heces y el
sudor.
Ciclos endocrinos
El sistema endocrino
ejerce un efecto regulador sobre los ciclos de la reproducción, incluyendo el
desarrollo de las gónadas, el periodo de madurez funcional y su posterior
envejecimiento, así como el
ciclo menstrual y el periodo de gestación. El
patrón cíclico del estro, que es el periodo durante el cual es posible el
apareamiento fértil en los animales, está regulado también por hormonas.
La pubertad, la época
de maduración sexual, está determinada por un aumento de la secreción de hormonas
hipofisarias estimuladoras de las gónadas o gonadotropinas, que producen la
maduración de los testículos u ovarios y aumentan la secreción de hormonas
sexuales. A su vez, las hormonas sexuales actúan sobre los órganos sexuales
auxiliares y el desarrollo sexual general.
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| Pubertad femenina. |
En la mujer, la
pubertad está asociada con el inicio de la menstruación y de la ovulación. La
ovulación, que es la liberación de un óvulo de un folículo ovárico, se produce
aproximadamente cada 28 días, entre el día 10 y el 14 del
ciclo menstrual en la mujer. La primera parte del ciclo está
marcada por el periodo menstrual, que abarca un promedio de tres a cinco días,
y por la maduración del folículo ovárico bajo la influencia de la hormona
foliculoestimulante procedente de la hipófisis.
Después de la ovulación y bajo la influencia
de otra hormona, la llamada luteinizante, el folículo vacío forma un cuerpo
endocrino denominado cuerpo lúteo, que secreta progesterona, estrógenos, y es
probable que durante el embarazo, relaxina.
La progesterona y los estrógenos
preparan la mucosa uterina para el embarazo. Si éste no se produce, el cuerpo
lúteo involuciona, y la mucosa uterina, privada del estímulo hormonal, se
desintegra y descama produciendo la hemorragia menstrual. El patrón rítmico de
la menstruación está explicado por la relación recíproca
inhibición-estimulación entre los estrógenos y las hormonas hipofisarias
estimulantes de las gónadas.
Si se produce el
embarazo, la secreción placentaria de gonadotropinas, progesterona y estrógenos
mantiene el cuerpo lúteo y la mucosa uterina, y prepara las mamas para la
producción de leche o lactancia. La secreción de estrógenos y progesterona es
elevada durante el embarazo y alcanza su nivel máximo justo antes del
nacimiento. La lactancia se produce poco después del parto, presumiblemente
como resultado de los cambios en el equilibrio hormonal tras la separación de
la placenta.
Ver: PSU: Biología; Pregunta 07_2006
Con el envejecimiento
progresivo de los ovarios, y el descenso de su producción de estrógenos, tiene
lugar la menopausia. En este periodo la secreción de gonadotropinas aumenta
como resultado de la ausencia de inhibición estrogénica. En el hombre el
periodo correspondiente está marcado por una reducción gradual de la secreción
de andrógenos.
Trastornos de la
función endocrina
Las alteraciones en la
producción endocrina se pueden clasificar como de hiperfunción (exceso de
actividad) o hipofunción (actividad insuficiente). La hiperfunción de una
glándula puede estar causada por un tumor productor de hormonas que es benigno
o, con menos frecuencia, maligno. La hipofunción puede deberse a defectos
congénitos, cáncer, lesiones inflamatorias, degeneración, trastornos de la
hipófisis que afectan a los órganos diana, traumatismos, o, en el caso de
enfermedad tiroidea, déficit de yodo. La hipofunción puede ser también
resultado de la extirpación quirúrgica de una glándula o de la destrucción por
radioterapia.
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| Acromegalia o crecimiento desmesurado de partes del cuerpo. |
La hiperfunción de la
hipófisis anterior con sobreproducción de hormona del crecimiento provoca en
ocasiones gigantismo o acromegalia, o si se produce un exceso de producción de
hormona estimulante de la corteza suprarrenal, puede resultar un grupo de
síntomas conocidos como síndrome de Cushing que incluye hipertensión,
debilidad, policitemia, estrías cutáneas purpúreas, y un tipo especial de
obesidad. La deficiencia de la hipófisis anterior conduce a enanismo (si
aparece al principio de la vida), ausencia de desarrollo sexual, debilidad, y
en algunas ocasiones desnutrición grave.
Una disminución de la
actividad de la corteza suprarrenal origina la enfermedad de Addison, mientras
que la actividad excesiva puede provocar el síndrome de Cushing u originar
virilismo, aparición de caracteres sexuales secundarios masculinos en mujeres y
niños.
Las alteraciones de la función de las gónadas afecta sobre todo al
desarrollo de los caracteres sexuales primarios y secundarios.
Las deficiencias
tiroideas producen cretinismo y enanismo en el lactante, y mixedema,
caracterizado por rasgos toscos y disminución de las reacciones físicas y
mentales, en el adulto. La hiperfunción tiroidea (enfermedad de Graves, bocio
tóxico) se caracteriza por abultamiento de los ojos, temblor y sudoración,
aumento de la frecuencia del pulso, palpitaciones cardiacas e irritabilidad
nerviosa.
La diabetes insípida se debe al déficit de hormona antidiurética, y
la diabetes mellitus, a un defecto en la producción de la hormona pancreática
insulina, o puede ser consecuencia de una respuesta inadecuada del organismo.
Fuente Internet:
http://www.uprm.edu/biology/profs/velez/endocrino.htm
