EL SISTEMA ENDOCRINO
Los seres pluricelulares, para sobrevivir, necesitan sistemas de control y coordinación que aseguren el buen funcionamiento de todas sus partes.
El sistema de regulación, control y coordinación más importante, a corto plazo, es el sistema nervioso;
pero los seres vivos contamos con otro sistema, que también interviene en estas funciones, y lo hace de manera más lenta, pero más prolongada y potente: el sistema endocrino.
1. EL SISTEMA ENDOCRINO
El sistema endocrino está formado por células que sintetizan una serie de moléculas que actúan como mensajeras de distintas órdenes. Estas moléculas, las hormonas, son trasportadas por la sangre a todas las partes del cuerpo, aunque, generalmente, solo ejercen su acción sobre órganos concretos.
El sistema endocrino actúa sobre las actividades metabólicas de las células. Él y el sistema nervioso se coordinan, formando el sistema neuroendocrino: el sistema nervioso estimula o inhibe la producción de hormonas y, a su vez, las hormonas regulan la producción de impulsos nerviosos. Algunas moléculas, incluso, actúan como neurotransmisoras entre neuronas y como hormonas sobre otras células.
El sistema nervioso produce sus efectos en fracciones de segundo y sus acciones suelen ser breves, mientras que las hormonas necesitan tiempos mucho mayores, pero su acción es mucho más sostenida.
2. FUNCIONES DEL SISTEMA ENDOCRINO
Aunque los efectos de las hormonas son muy variados, sus acciones se pueden resumir en las siguientes:
1. Regular la composición, y el volumen del medio interno.
2. Regular el metabolismo y el equilibrio energético.
3. Regular la contracción de las fibras musculares lisas y cardíacas y la secreción glandular.
4. Mantener la homeostasis ante agresiones externas como infecciones, traumatismos, deshidratación, temperaturas extremas, etc.
5. Regular la actividad del sistema inmunológico.
6. Regular el crecimiento y el desarrollo.
7. Regular todos los procesos que participan en la reproducción: la producción de gametos, las funciones sexuales, el desarrollo embrionario, el parto y la lactancia.
3. LAS HORMONAS
3.1. Concepto de hormona
Una hormona es una sustancia química que se produce en unas células determinadas y que ejerce su acción en otro u otros tejidos, a los que llega a través del sistema circulatorio sanguíneo y de los líquidos intersticiales. Una hormona puede tener distintas funciones, dependiendo del tejido sobre el que actúe.
3.2. Tipos de hormonas
Basándose en su estructura química, las hormonas pueden clasificarse en:
Derivadas de aminoácidos: hormonas tiroideas (tiroxina y triyodotironina) y hormonas de la médula suprarrenal.
Peptídicas y glicoproteicas: hormonas del hipotálamo y de la hipófisis, hormonas pancreáticas, parathormona y calcitonida.
Esteroides: Hormonas sexuales y hormonas de la corteza suprarrenal.
Las hormonas circulantes o endocrinas son producidas en glándulas y actúan sobre células diana situadas en órganos distantes. Las hormonas que ejercen su acción sobre células cercanas a su lugar de producción se denominan hormonas locales. Las hormonas paracrinas, como la histamina, son hormonas locales que actúan sobre células vecinas .Finalmente, las hormonas autocrinas como la interleucina- 2 actúan sobre la misma célula que las produce.
Todas las hormonas son hidrosolubles, excepto las esteroides y las tiroideas, que son liposolubles. Las hormonas liposolubles se trasportan en la sangre unidas a proteínas, tienen un mecanismo de acción más lento y tardan más en eliminarse, por lo que su efecto es retardado pero duradero.
3.3. Mecanismo de acción hormonal
Las hormonas solo actúan sobre determinadas células, denominadas, células diana, que tienen receptores específicos para la hormona.
Las hormonas liposolubles atraviesan fácilmente la membrana celular, se unen a un receptor en el interior de la célula y llegan al núcleo, donde actúan sobre el ADN, favoreciendo la transcripción de algún gen, de manera que el ARNm formado induce la síntesis de determinadas proteínas que son las que ejercen la acción metabólica.
Las hormonas hidrosolubles no atraviesan la membrana celular y se unen a receptores específicos de la membrana dando lugar a la formación y liberación de ciertos compuestos en el interior de la célula. Estos compuestos actúan como mensajero de las hormonas, y se denominan “segundos mensajeros”.
Muchas hormonas tienen como segundo
mensajero el AMP cíclico (AMPc) o el GMP cíclico (GMPc). El segundo mensajero activa una serie de enzimas y la expresión de algunos genes que serán responsables de la respuesta celular.
Normalmente, la respuesta celular actúa como regulador, por un mecanismo de “feed-back” de la liberación de la hormona por parte de la glándula correspondiente, bien directamente o bien a través del mecanismo de control hipotálamo-hipofisario.
Aunque en apariencia no se consumen o se modifican en su acción metabólica, las hormonas son degradas en el propio órgano diana o en el hígado. Los productos hormonales finales se excretan con rapidez y se encuentran en la orina, o también en las heces y el sudor.
4. LAS GLÁNDULAS ENDOCRINAS
Aunque pueden localizarse formando parte de distintos tejidos en diferentes órganos, las células endocrinas se suelen agrupar formando glándulas endocrinas o de secreción interna, que sintetizan y liberan hormonas
Las glándulas endocrinas, al contrario que las exocrinas, no tienen conductos de salida, sino que sus secreciones son vertidas al espacio extracelular, desde donde se incorporan a la circulación sanguínea.
Además de en las glándulas endocrinas, también se producen hormonas en órganos como el estómago el intestino, el hígado, los riñones, el corazón o la piel.
4.1. El sistema Hipotálamo-hipofisario
El hipotálamo controla la actividad hormonal del organismo y actúa como enlace entre el sistema nervios y el endocrino.
Las neuronas del hipotálamo reciben información procedente de otras áreas del cerero y de las hormonas presentes en la sangre, y responden secretando ocho diferentes
“neurohormonas”, llamadas factores liberadores, que se secretan directamente en capilares que están unidos por un sistema porta a una segunda red capilar situada en la hipófisis anterior. Así pues, los factores liberadores pasan al sistema porta hipotálamo-hipofisario y de esta manera alcanzan la hipófisis, donde se encargan de activar la producción de hormonas
hipofisarias. Estas, a su vez, pasan a la circulación sanguínea y actúan a nivel de diferentes glándulas endocrinas para que segreguen sus hormonas. Por esto, a las hormonas hipofisarias se las denomina hormonas trópicas o tropinas.
El hipotálamo produce, además dos hormonas, la hormona antidiurética, y la oxitocina, que llegan a través de axones neuronales hasta el lóbulo posterior de la hipófisis, Estas neurosecreciones se almacenan en el extremo de los axones de la neurohipófisis, y, cuando las neuronas se excitan, son liberadas y pasan a la circulación sanguínea.
La actividad del hipotálamo viene determinada tanto por estímulos procedentes de los centros nerviosos superiores del encéfalo, como por un “retrocontrol” o “feed-back” negativo provocado por la concentración sanguínea de las hormonas trópicas hipofisarias o de las hormonas segregadas por las glándulas endocrinas blanco de aquéllas. La hipófisis también sufre un retrocontrol negativo por la presencia en la sangre de las hormonas de sus glándulas endocrinas blanco o diana.
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 la glándula 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 el bocio por déficit de yodo.
La liberación de hormonas está regulada también por la concentración plasmática de sustancias circulantes en sangre, cuya presencia o utilización queda bajo control hormonal. Así por ejemplo, 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 un aumento del mismo estimula la liberación de la calcitonina por el 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 ramas de control nervioso. La médula suprarrenal y la hipófisis posterior son glándulas con rica inervación y controladas de modo directo por el sistema nervios. Sin embargo, la corteza suprarrenal, el tiroides y las gónadas, aunque responden a varios estímulos nerviosos, carecen de innervación específica y mantienen su función cuando se trasplantan a otras partes del organismo.
4.2. Hipófisis
La hipófisis controla la actividad de muchas glándulas endocrinas y está, a su vez, controlada por el hipotálamo.
En la hipófisis se distinguen dos zonas diferentes. El lóbulo posterior o neurohipófisis y el lóbulo anterior o adenohipófisis.
4.2.1. Neurohipófisis o hipófisis posterior: La función de la hipófisis posterior es acumular y liberar a la sangre dos hormonas peptídicas sintetizadas en el hipotálamo:
OT (Oxitocina). Favorece las contracciones uterinas durante el parto y estimula la secreción de leche, en respuesta a la succión.
ADH (Hormona antidiurética o vasopresina). Favorece la retención de agua por el riñón y, en grandes cantidades, eleva la presión sanguínea.
4.2.2. Adenohipófisis o hipófisis anterior. El lóbulo anterior de la hipófisis produce siete hormonas peptídicas en respuesta a hormonas (factores liberadores) producidas por células neurosecretoras del hipotálamo.
1. TSH (hormona estimulante del tiroides). Actúa sobre la glándula tiroides estimulando la secreción de hormonas tiroideas
2. ACTH (hormona adrenocorticotropa). Estimula la secreción de hormonas cortiosuprarrenales.
3. FSH (hormona folículoestimulante). Estimula la maduración de los folículos y la secreción de estrógenos en el ovario, en las mujeres, y la producción de espermatozoides en los testículos, en los hombres.
4. LH (hormona luteinizante). Estimula la ovulación y la formación del cuerpo lúteo, en la mujer, y la producción de testosterona, en el hombre.
5. PRL (prolactina). Se produce después del parto y actúa sobre las glándulas mamarias favoreciendo la producción de leche.
6. MSH (hormona estimulante de los melanocitos). Actúa sobre los melanocitos de la piel, favoreciendo la dispersión de los gránulos de melanina.
7. GH o STH (hormona del crecimiento somatotropina). Favorece las síntesis de proteínas, la división celular y el crecimiento del hueso. La carencia de esta hormona durante la infancia impide el crecimiento, aunque se mantienen las proporciones corporales (enanismo hipofisario); su exceso provoca un crecimiento excesivo (gigantismo).
4.3. Tiroides
El tiroides es una glándula bilobulada situada en el cuello, delante de la tráquea y debajo de la laringe. El tiroides está formado por pequeños sacos denominados folículos (contienen células foliculares), que producen tiroxina, y células parafoliculares que sintetizan calcitonina.
Las células foliculares secretan dos hormonas. La tiroxina, también llamada T4 con cuatro átomos de yodo, y la triyodotironina o T3 con tres átomos de yodo, que es aún más activa. .
La liberación de ambas está regulada por la TSH hipofisaria. Si falta yodo en la dieta, no se pueden sintetizas estas hormonas y debido a la hiperfunción de la glándula, se produce su engrosamiento – Bocio-. La deficiencia de yodo puede prevenirse
utilizando sal yodada en la alimentación.
Las hormonas tiroideas activan el metabolismo, se incrementa la frecuencia cardíaca y respiratoria, y el consumo de oxígeno, aumentando la producción de calor.
La calcitonina es una hormona proteica producida por las células C o parafoliculares del tiroides.
Regula la concentración de iones de calcio en la sangre-efecto hipocalcemiante- conjuntamente con la hormona paratiroidea (parathormona).
4.4. Paratiroides
Está formada por cuatro pequeñas glándulas localizadas sobre la región dorsal del tiroides. Segregan la parathormona, cuya misión es controlar el metabolismo del calcio y de los fosfatos mediante un incremento de la reabsorción renal e intestinal de iones calcio,-acción hipercalcemiante-, un aumento de la secreción urinaria de fosfato y la estimulación de la resorción ósea, liberando calcio. Sus acciones son, pues, antagónicas a las de la calcitonina.
4.5. Cápsulas suprarrenales
Las cápsulas suprarrenales se localizan adheridas a la parte superior de los riñones, y tienen dos zonas diferentes, sin conexión funcional: la corteza y la médula.
4.5.1. Médula suprarrenal
Al ser estimulada por el sistema nervioso vegetativo simpático, segrega catecolaminas - adrenalina y noradrenalina-, como respuesta a situaciones de emergencia. Estas hormonas son denominadas
“hormonas de la emoción”, ya que se producen abundantemente en estados de estrés, terror, ansiedad, etc. La función de la adrenalina y la noradrenalina es poner al organismo en estado de alerta para responder a una agresión, escapar, etc.
Estas hormonas aumentan el metabolismo y el nivel de glucosa en la sangre, acelerando el ritmo cardíaco y respiratorio, Producen vasoconstricción en el tubo digestivo y vasodilatación en el sistema muscular esquelético, favoreciendo la actividad muscular intensa.
4.5.2. Corteza suprarrenal
Se compone de tres zonas distintas, cada una de las cuales produce distintos tipos de hormonas esteoideas. La zona externa (zona glomerular) produce mineralocorticoides; la zona media (zona fasciculada) sintetiza glucocorticoides; y la zona más interna (zona reticular) segrega pequeñas cantidades de hormonas sexuales, principalmente andrógenos.
Mineralocorticoides. El más importantes es la aldosterona, que aumenta la reabsorción renal de agua, iones cloro, sodio y bicarbonato y, como consecuencia, aumentan la volemia, el gasto cardíaco y la presión arterial. Su liberación está regulada por la concentración de estos cationes y por el sistema renina-angiotensina.
Glucocorticoides. Activan el metabolismo, proporcionan resistencia al estrés y tienen acción antiinflamatoria importante. El más importante es el cortisol o hidrorortisona.
Gonadocorticoides. Son hormonas sexuales, tanto masculinas como femeninas. Su producción en las glándulas suprarrenales es baja, pero en las mujeres, los andrógenos suprarrenales tienen especial importancia. Su secreción está controlada por la ACTH hipofisaria.
4.6. Páncreas
El páncreas es una glándula con dos funciones diferentes: su porción exocrina elabora jugo pancreático, mientras que el páncreas endocrino produce hormonas.
La porción endocrina presenta pequeñas agrupaciones celulares conocidas como islotes de Langerhans.
Las células beta de estos islotes producen insulina, mientras que las células alfa secretan glucacón.
La insulina y el glucagón son dos hormonas proteicas, que tienen la función de regular el nivel de glucosa en sangre.
La insulina se libera cuando el nivel de glucosa en la sangre se eleva, y tiene varias acciones:
Permite la entrada de glucosa en las células.
Estimula la formación de glucógeno y su almacenamiento en el hígado.
Estimula la síntesis de proteínas y el almacenamiento de grasas.
La enfermedad más importante que se produce por un mal funcionamiento del páncreas endocrino, es la diabetes mellitus.
El glucagón tiene una acción contraria a la de la insulina. Su principal efecto es incrementar la concentración de glucosa en la sangre (efecto hiperglucemiante) a partir del glucógeno almacenado en el hígado o en los músculos.
El glucagón se libera al disminuir la concentración de la glucosa en la sangre, el aumento de concentración de la glucosa inhibe la liberación de glucagón.
4.7. Gónadas: ovarios y testículos
Son glándulas endocrinas que elaboran las hormonas sexuales de tipo esteroide. Su producción está regulada por las gonadotropinas de la hipófisis anterior, FSH y LH.
4.7.1. Ovarios
En ellos se produce dos tipos de hormonas:
Estrógenos. Se producen en los folículos que están madurando, estimulados por la FSH. Son responsables de la aparición de los caracteres sexuales secundarios femeninos. Los estrógenos estimulan el engrosamiento de las paredes del útero, que se prepara para recibir al óvulo fecundado. El principal estrógeno es el estradiol.
Progesterona. Se sintetiza en las células del cuerpo lúteo, estimuladas por la LH. Sus efectos son: el engrosamiento del endometrio y la supresión de las contracciones uterinas, el mantenimiento del óvulo fecundado y el desarrollo de los alvéolos mamarios. En grandes cantidades, suprime la ovulación. También provoca retención de agua (aumento de peso).
Los ovarios también elaboran otra hormona, la relaxina, que actúa sobre los ligamentos de la pelvis y del cuello uterino provocando su relajación durante el parto, para facilitar el alumbramiento.
4.7.2. Testículos
En los túbulos seminíferos se encuentran las células de Leydig, que son las productoras de andrógenos – testosterona-, estimuladas por la LH. Los efectos más importantes de la testosterona son el desarrollo de los órganos sexuales y de los caracteres sexuales masculinos. Además, estimula la síntesis proteica, el crecimiento óseo y el desarrollo muscular.
4.8. Glándula pineal o epífisis
Es una pequeña glándula endocrina situada en el techo del tercer ventrículo del encéfalo. Está formada por células gliales y células secretoras (llamadas pinealocitos) y recubierta por una cápsula formada por la piamadre.
La glándula pineal produce melatonina. La síntesis de esta hormona se hace por la noche y se interrumpe cuando la luz del día estimula las células de la retina. Por tanto, los niveles de melatonina cambian de la noche al día y sus funciones podrían estar relacionadas con los ritmos circadianos y con los cambios estacionales (por la mayor duración del día).
4.9. Otros tejidos endocrinos 4.9.1. La placenta
La placenta es un órgano formado durante el embarazo a partir de las membranas que envuelven al embrión, asume diversas funciones endocrinas de la hipófisis y de los ovarios que son importantes en el mantenimiento del embarazo. Produce:
Gonadotropina coriónica (sustancia presente en la orina durante la gestación que constituye la base de las pruebas de embarazo)
Progesterona y estrógenos.
Somatotropina coriónica, con algunas de las características de la hormona del crecimiento.
Lactógeno placentario.
Relaxina, que relaja los ligamentos de la pelvis.
4.9.2. Los riñones
Secretan una enzima denominada renina que actúa sobre una proteína plasmática, el angiotensinógeno, producida en el hígado, transformándola en la hormona angiotensina. Esta hormona eleva la tensión arterial estimulando la secreción de aldosterona y de ADH que disminuyen la producción de orina y provocando la sensación de sed para aumentar la ingesta de agua.
Los riñones también elaboran una hormona llamada eritropoyetina, que estimula la producción de glóbulos rojos por la médula ósea.
4.9.3. El tracto gastrointestinal
Se conocen unas doce hormonas proteicas segregadas por células glandulares de las mucosas gástrica y duodenal. Las más importantes son las siguientes:
Gastrina. Producida por las células G del antro gástrico, su misión es incrementar la cantidad de ácido clorhídrico y pepsina segregados por las células parietales y principales, respectivamente, y estimular la motricidad intestinal.
Secretina. Producida por la mucosa intestinal, estimula la secreción de bicarbonato por el páncreas y potencia la acción de la colecistoquinina. Retrasa el vaciado gástrico, estimula la producción de pepsinógeno e inhibe la secreción ácida.
Colocistoquinina (Pancreozimina). De origen duodenal, induce la contracción de la vesícula biliar y la expulsión de la bilis y estimula la secreción de jugo pancreático.
Péptido intestinal vasoactivo (VIP). Estimula la secreción de jugo intestinal, de insulina y de somatostatina e inhibe la secreción gástrica.
Además, en la mayoría de los tejidos del organismo se producen las prostaglandinas y leucotrienos que actúan como sustancias paracrinas o autocrinas. Estas sustancias tienen una amplia variedad de actividades biológicas, actuando sobre la contracción de la musculatura lisa, la secreción glandular, la circulación sanguínea, la función plaquetaria y la respuesta inmunológica. También participan de forma importante en la reacción inflamatoria, en los procesos neoplásicos, en la fiebre y en la producción del dolor.
