El
sistema endocrino es un conjunto de glándulas que segregan mensajeros químicos,
llamados hormonas, estas son liberadas hacia el torrente sanguíneo para regular
diversas funciones del organismo.
Las
hormonas son compuestos químicos potentes que ejercen sus funciones bilógicas a
concentraciones muy pequeñas, actuando en la mayoría se las ocasiones como
catalizadores de reacciones preexistentes.
Cuando una
glándula vierte una hormona a la sangre, que la transporta para que ejerza su
acción a distancia en los órganos diana correspondientes, se trataría de un
sistema endocrino clásico. Cuando la sustancia producida ejerce su acción sobre
una célula contigua se trataría de un sistema paracrino, o autocrino si es
sobre la propia célula que la produce.
Fig. 1. Sistema endocrino
Tipos de hormonas
En
función de sus características químicas, existen 5 tipos fundamentales de
hormonas. Unas son derivadas de aminoácidos, concretamente de la tirosina, por
ejemplo las hormonas tiroides.
Un
segundo grupo está compuesto por péptidos y proteínas. El tercer grupo lo
constituyen las hormonas esteroideas, que incluyen a las hormonas sexuales, a los
metabolitos activos de la Vitamina D y a las hormonas suprarrenales, todas
ellas derivan de la molécula de colesterol. Un curto tipo son derivados de los
ácidos grasos, y finalmente un quinto grupo lo constituyen los gases como CO o
NO.
Síntesis y secreción hormonal
Hormonas polipeptídicas y aminas
El ARN mensajero específico de la hormona polipeptídica se
une a un ribosoma libre, y esta unión determina el comienzo de la traducción en
un cordón inicial adenina-uracilo-guanina (AUG). La proteína naciente,
denominada péptido señal, se une a una ribonucleoproteína cistólica, llamada
partícula de reconocimiento de la señal (PRS), que se une a una proteína de la
membrana del retículo endoplasmático. La proteína naciente pasa por
<<extrusión>> a través de la membrana reticular al lumen, con el
péptido señal por delante constituyendo la <<prehormona>>. Su vida
media es corta, ya que es separada por una enzima del tipo tripsina en el
retículo endoplásmatico. Antes de producirse la secreción, puede haber
modificaciones de la hormona, como la adición de azúcares en el caso de las
glucoproteínas.
Una vez separado el péptido señal, cuando quedan
aminoácidos en exceso, la molécula se denomina <<prohormona>>, y
necesita liberarse de la cadena peptídica adicional para dar lugar a la hormona
madura.
Los gránulos secretores de hormonas peptídicas y catecolaminas contienen suficientes
hormonas para varias horas o
días. Para ser vertidos a
la sangre, la membrana que rodea al gránulo se fusiona con la membrana celular , y el contenido del gránulo pasa al espacio extracelular tras la correspondiente rotura de las membranas, en un proceso controlado por los niveles
de Ca++ intracelular. El movimiento de los gránulos
depende de la existencia de proteínas contráctiles (actina y miosina).
Hormonas esteroideas
Su síntesis depende
su precursor, el colesterol, procedente del plasma o
de la propia biosíntesis intracelular, que a través d pasos sucesivos en el citoplasma, el retículo endoplasmático
liso y la mitocondria donde
va sufriendo modificaciones estructurales. Los esteroides no se almacenan
en cantidades apreciables en el
interior celular, salvo la vitamina
«D», por lo que la secreción está directamente ligada a la síntesis, que depende de enzimas que regulan su velocidad. El Ca++ parece desempeñar
un papel importante en este proceso. Como los esteroides son capaces de atravesar libremente
las membranas celulares, su secreción se produce por
difusión a favor de un gradiente
de concentración.
Derivados de los
ácidos grasos
Se sintetizan a partir de ácidos grasos poliinsaturados como
el linoléico por acción oxidante, que cierra un anillo de ciclopentano, con lo
que genera otros cmpuestos (ácido araquidónico) a partir de los cuales,
aparecen las prostaglandinas, leucotrienos y tromboxanos.
Derivados de gases
Recientemente se ha descrito una nueva serie de hormonas,
cuyo exponente más característico es el NO, que son gases de acción ultracorta.
El NO deriva de la arginina, por la acción de la No sintasa gobernada a su vez
por la acetilcolina y produce como derivado la citrulina.
Regulación de la
secreción hormonal
La secreción de las distientas hormonas debe estar sometida
a un elevado nivel de control. El sistema más común es el mecanismo de
retroalimentación o feedback (Fig.2) . Una
sustancia hormonal <<x>> estimula la hormona <<y>> ,
que a su vez es capaz de regular la producción
de <<x>> y a la inversa, la disminución de los valores de
<<y>> estimulará a <<x>> para que esta fuerce la
producción de más <<y>> (Retroalimentación negativa).
Fig.2. Mecanismo de retroalimentación (Feedback)
Transporte de hormonas
Una vez que las hormonas se secretan
a la sangre, circulan por el plasma como moléculas
libres o unidas a proteínas transportadoras. Generalmente, las hormonas peptídicas y catecolaminas circulan
libres, mientras que los esteroides y las hormonas
tiroideas circulan unidas a proteínas específicas que les sirven de vehículo.
Estas proteínas permiten la solubilización en el plasma
de sustancias lipoides y también permiten la existencia de una reserva circulante de hormonas inactivas, ya que la hormona unida a un transportador no es activa biológicamente.
Degradación y excreción hormonal
La mayor parte de las hormonas se degrada en el hígado o también
en el riñón. Pueden degradarse por completo o solo sufrir
pequeñas modificaciones que las inactiven.
Se eliminan vía orina, aunque una pequeña parte puede
eliminarse por las heces.
Las hormonas esteroideas se degradan mediante reducción,
hidroxilación, conjugación o ruptura de cadenas laterales. Los procesos más
frecuentes son la esterificación con ácido glucurónico o sulfúrico.
Las hormonas proteicas se someten a la acción de enzimas que
las rompen en pequeños fragmentos, los cuales se descomponen en aminoácidos,
quedando librea para volver a ser utilizados.
Mecanismos de acción
hormonal
Las hormonas actúan a través del reconocimiento de
receptores en las células diana. Hay dos tipos de receptores. Los receptores de
los esteroides están en el citoplasma o en el núcleo de las células diana, ya
que al tener una estructura lipídica, los esteroides pueden atravesar fácilmente
las membranas y unirse a receptores en el interior de las mismas (Fig.4).
Los receptores de las hormonas proteicas y aminas, están en
la superficie externa de la membrana celular, pues estas hormonas no pueden
atravesar la barrera lipídica de la misma (Fig.3).
Fig.3. Mecanismos
de acción de las hormonas proteicas
Fig.4. Mecanismo de acción de las hormonas esteroides
Biorritmos
La liberación rítmica de las hormonas es común en casi todos
los sistemas endocrinos. Estos ritmos pueden variar de minutos a horas, días,
semanas y hasta periodos más prolongados. Los patrones de secreción pueden ser
distintos en etapas diferentes de la vida.
Función de las hormonas
La función hormonal se desarrolla en 4 ámbitos generales:
-Reproducción
-Crecimiento y desarrollo
-Mantenimiento del medio interno
-Producción
-Utilización
-Almacenamiento de energía
Crecimiento
y desarrollo
El control endocrino es fundamental para el
crecimiento y desarrollo del individuo. Entraña la interacción de hormonas de
todas clases (peptídicas, esteroideas y tiroideas).
Hay múltiples interacciones hormonales que
intervienen en la regulación y control del crecimiento. Pero lo más probable es
que muchas hormonas influyen sobre el crecimiento por regulación de su mediador
común final, las somatomedinas (IGF).
Crecimiento y desarrollo
Reproducción
Las hormonas, además de la gametogénesis, controlan
el desarrollo dimórfico anatómico, funcional y de la conducta en ambos sexos.
El dimorfismo sexual es consecuencia de diferencias
en las cantidades de hormonas individuales y en sus patrones de secreción.
Producción,
utilización y almacenamiento de energía
Las hormonas son los principales mediadores del
movimiento del sustrato y de la conversión de los metabolitos procedentes de la
digestión en energía o en productos energéticos almacenados.
Mantenimiento
del medio interno
Las hormonas mantienen el medio interno para
sostener estructuras y funciones. Por lo que intervienen en la regulación y
estabilización de los líquidos corporales y su contenido electrolítico, de la
presión sanguínea, frecuencia cardiaca, el equilibrio ácido-base, la temperatura
corporal y la masa de hueso, músculo y grasa.
Ejes
endocrinos
En el sistema endocrino no existe un sustrato
anatómico unitario, sino que las hormonas se producen en distintas glándulas
con distinta localización anatómica y con diferente estructura celular.
Podemos distinguir una serie de ejes hormonales
constituidos
por el sistema hipotálamo hipofisario como regulador central y por distintas glándulas periféricas.
Hipófisis
Es una glándula pequeña localizada en la silla
turca del hueso esfenoides. Se divide en hipófisis anterior o adenohipófisis, y
en posterior o neurohipófisis (Fig. 5). Cada lóbulo secreta distinta hormonas.
Fig. 5.
Lóbulos de la hipófisis
Adenohipófisis
secreta (Fig. 6):
-Hormona del crecimiento (GH): Estimula el crecimiento
longitudinal durante la infancia y la juventud. Estimula la producción de
Somatomedina C. Se regula por 2 hormonas, GHR (estimulante), y Somatostanina
(inhibidora).
-Prolactina: Estimula la producción de leche. Esta
hormona es regulada por 2 hormonas hipotalámicas, TRH y VIP (estimulantes), y
GABA (inhibidora).
-Gonadotropinas (FSH y LH): Estimulan a las
gónadas.
-Tiroestimulante (TSH): Estimula a la tiroides.
Neurohipófisis
secreta (Fig. 6):
-Oxitocina: Estimula el parto y eyección de la
leche. La oxitocina se regula a través de de los arcos neurohumorales.
-Antidiurética (ADH): Determina la concentración de
la orina, actuando sobre el túbulo colector renal. Regula la osmolaridad.
Fig. 6. Secreciones de la Adenohipófisis y
Neurohipófisis
Glándulas
suprarrenales
Son las estructuras localizadas en la parte
superior de los riñones, cada riñón cuenta con una.
Dicha glándula se divide en corteza (exterior) y
médula (interior). A su vez, la corteza se divide en: Glomerulosa, Fascicular y
Reticular (Fig.7).
Las hormonas que se secretan en cada zona de la
corteza son:
·
Glomerulosa: Mineralocorticodes (principalmente
Aldosterona)
·
Fascicular: Glucocorticoides (principalmente
Cortisol)
·
Reticular: Ándrogenos y Cortisol (hormonas
sexuales)
La secreción de los mineralocorticoides se regula a
través de un sistema renina angiotensina aldosterona.
La secreción de glucocorticoides se regula por la
hormona estimulante de la corticotropina, ACTH y cortisol.
Fig. 7 Corteza y médula suprarrenales. División de
la corteza.
Efectos de
los mineralocorticoides:
·
Principalmente absorben Sodio y agua, y segregan
Potasio
Efectos principales
de los glucocorticoides:
·
Antiinflamatorios e inmunopresores
·
Son hiperglucemiantes y por lo tanto
diabetogénicos
·
Activa la captación de aminoácidos y la síntesis
proteica
·
Regulan el desarrollo embrionario del pulmón y
la glándula mamaria
·
Responsables de la aparición del surfractante
pulmonar, así como la maduración del pulmón.
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