SISTEMA ENDOCRINO

SISTEMAS DE CONTROL

Las moléculas específicas están en interacción con receptores que se encuentran en el interior de las células o insertos en las membranas, y provocan cambios en las células que, directa o indirectamente, llevan a una respuesta apropiada. En los organismos unicelulares la respuesta es directa y sólo implica a la célula que recibe el estímulo. Sin embargo, en los organismos multicelulares la respuesta es, con más frecuencia, indirecta. Ciertas células están especializadas para recibir y procesar información y transmitirla a otras células, regulando de esta manera las actividades del organismo como un todo.

Durante muchos años la regulación lenta y prolongada por medios químicos y la conducción rápida de información por medios eléctricos, se consideraban como fenómenos diferentes que implicaban a dos sistemas distintos. La regulación química se consideraba del dominio del sistema endocrino, los grupos de células secretoras especializadas -glándulas- que sintetizan y liberan las sustancias químicas –hormonas- que viajan a través del torrente sanguíneo. Por el contrario el sistema nervioso, la red interconectada de neuronas y tejidos de soporte, se pensaba que intervenía solamente en la conducción de impulsos nerviosos.

Hoy día hay varias evidencias que apoyan un sistema regulador unificado, las neuronas liberan neurotransmisores a otras neuronas. Diversos neurotransmisores son químicamente idénticos a las hormonas. Además, algunas neuronas, conocidas como células neurosecretoras, liberan sus moléculas de señalización en el torrente sanguíneo, que las lleva –como a las hormonas- a los tejidos blanco.


12. SISTEMA ENDOCRINO

La mayoría de las glándulas endocrinas se componen de células epiteliales columnares o cuboides, algunas, como la medula suprarrenal, son agrupaciones de células neurosecretoras.

Las hormonas son producidas por una variedad de tipos celulares diferentes: células epiteliales del tubo digestivo (gastrina, secretina, colecistocinina), células musculares cardíacas (péptido cardiaco), glóbulos blancos (histamina, linfoquinas, interleuquinas), y hasta células dañadas o infectadas (histamina, interferón).

Las glándulas exocrinas secretan sus productos en conductos; ejemplo son las glándulas digestivas, las glándulas mamarias del mamífero hembra y las glándulas sudoríparas de la piel humana. Por el contrario las glándulas endocrinas secretan sus productos en el torrente sanguíneo (o, con más precisión, en los fluidos extracelulares, de donde se difunden al torrente sanguíneo); así, a veces se las menciona como glándulas “sin conducción”.

Las hormonas secretadas por las glándulas son de tres tipos químicos generales: esteroides, péptidos o proteínas, y derivados de aminoácidos. Las hormonas se caracterizan por ser activas en cantidades muy pequeñas, se ha calculado por ejemplo que, la concentración de adrenalina (epinefrina) normalmente presente en el torrente sanguíneo puede ser el equivalente de 8 mililitros en un lago de 2 m de profundidad y 100 m de diámetro. Estas pequeñas cantidades están vigiladas bajo un control estricto de su producción. Con muy pocas excepciones, la hormonas se encuentran bajo el control de retroalimentación negativa. Otro aspecto importante es que son degradadas rápidamente en el cuerpo; los esteroides, péptidos y proteínas son degradados por el hígado, y las aminas (derivadas de los aminoácidos) por enzimas sanguíneas.


12.1 PRINCIPALES GLÁNDULAS DEL SISTEMA ENDOCRINO.

· LA GLÁNDULA HIPÓFISIS


Fue considerada la glándula maestra del cuerpo, pues es fuente de hormonas que estimulan los órganos reproductores, la corteza suprarrenal y la tiroides. Sin embargo se sabe ahora que esta glándula está regulada por un centro cerebral clave, el hipotálamo. Las glándulas hipotalámicas estimulan o, en algunos casos, inhiben la producción de hormonas hipofisarias. La hipófisis se encuentra ubicada en la base del cerebro, en el centro geométrico del cráneo y esta formada por tres lóbulos: el anterior, el intermedio y el posterior.

El lóbulo Anterior

Es la parte productora de al menos seis hormonas, cada una producida por celulas distintas. Una de ellas la llamada hormona del crecimiento o también llamada a veces somatotropina, que estimula la síntesis proteica y promueve el crecimiento de los huesos. Si hay un déficit de esta hormona en las edades tempranas del desarrollo, el resultado es un “enano hipofisario”, por el contrario si hay un exceso el resultado será un gigante, este mismo exceso, en el adulto debido a que los huesos grandes ya se han cesado su crecimiento, causa, acromegalia, un incremento en el tamaño del maxilar de las manos y de los pies pues son tejidos aun sensibles a la hormona del crecimiento.

Otra hormona importante es la prolactina, que estimula la secreción de leche en los mamíferos. Su función es controlada por una hormona inhibidora del hipotálamo, y esta última es regulada por los impulsos enviados cuando se amamanta al bebé, y que evitan que se pierda la producción de leche al permitir la producción de prolactina hacia las glándulas mamarias. Cuando el bebé deja de mamar la síntesis de prolactina cesa y la producción de leche también.

Las otras cuatro de las hormonas producidas por la hipófisis anterior son hormonas trópicas –hormonas que actúan sobre otras glándulas endocrinas para regular sus secreciones-. Dentro de ellas la TSH, que estimula la glándula tiroides para incrementar su producción y liberación de tiroxina. En un circuito de retroalimentación negativa en que intervienen tanto la hipófisis como el hipotálamo, así, a medida que se incremente la concentración de tiroxina se reduce la producción de TSH por la hipófisis. Otra la hormona adrenocorticotrópica (ACTH) tiene una relación reguladora similar con la producción de cortisol, una de las hormonas producidas por la corteza suprarrenal. Las otras dos hormonas dentro de este grupo son las gonadotropinas, que actúan sobre los órganos reproductores, estas son la foliculoestimulante (FSH) y la hormona luteinizante (LH).

Los lóbulos intermedio y posterior
En muchos vertebrados el lóbulo intermedio de la hipófisis es la fuente de la hormona estimulante de los melanocitos. En los reptiles y anfibios, esta hormona estimula los cambios de color asociados al camouflage, o los patrones de comportamiento, como agresión y el cortejo.

En los humanos, en los cuales la secreción de hormona estimulante de melanocitos es reducida, sus funciones se desconocen.

El lóbulo posterior de la hipófisis almacena las hormonas producidas por el hipotálamo.


· EL HIPOTÁLAMO



El eje hipófisis-hipotálamo

La glándula hipófisis yace debajo del hipotálamo y está directamente bajo su influencia. Del mismo modo también por medio del hipotálamo esta bajo la influenciadle de otras partes del cerebro. El hipotálamo por lo menos, es fuente de 9 hormonas que actúan ya sea para estimular o para inhibir la secreción de hormonas por la hipófisis anterior. Estas hormonas son solamente inusuales por ser péptidos pequeños, uno de ellos de solamente tres aminoácidos de longitud, sino también por la forma en que alcanzan a su glándula blanco. Son producidas por las células neurosecretoras del hipotálamo y viajan apenas unos milímetros hasta la hipófisis, sin entrar aparentemente en la circulación general.

Una de las primeras hormonas hipotalámicas descubiertas fue la TRH, liberadora de tirotropina (TSH) de la hipófisis. La segunda es la hormona liberadora de gonadotropina (Ngr.), que controla la liberación de las hormonas LH y FSH. La tercera sorprendentemente no es una hormona liberadora sino inhibidora de la liberación de la hormona somatotropina (crecimiento) y se le llamo somatostatina.

Otras hormonas hipotalámicas

Es también fuente de hormonas almacenadas en, y liberadas de, la hipófisis posterior: la oxitocina y la hormona antidiurética (ADH). La primera hormona acelera el nacimiento incrementando las contracciones uterinas durante el parto; y esta regulada bajo el control del sistema nervioso. En animales de experimentación el parto puede ser inducido por estimulación mecánica del útero o por estimulación eléctrica del hipotálamo. También se responsabiliza del descenso de la leche cuando el niño empieza a mamar. La segunda hormona (ADH) disminuye la excreción de agua por los riñones. Incrementa la permeabilidad de las membranas de las células en los conductos colectores de las neuronas, de modo que pasa mas agua a través de ellas recolectando agua desde la orina a la sangre. También es conocida en ocasiones como vasopresina al aumentar la presión sanguínea en algunos vertebrados.


· LA GLÁNDULA TIROIDES

Bajo la influencia de (TSH), produce tiroxina. Esta (o, más probablemente, su producto metabólico, la triyodotironina) acelera la tasa de respiración celular. Y en algunos animales desempeña un papel en la regulación de la temperatura.

El hipertiroidismo o sobreproducción de la tiroxina, da como resultado nerviosismo, insomnio, y excitabilidad; frecuencia cardiaca y presión sanguínea aumentadas; intolerancia al calor y excesiva sudación, y perdida de peso. Por el contrario el hipotiroidismo (muy poca tiroxina) en la infancia afecta el desarrollo, particularmente de las células del cerebro; si no se le trata a tiempo puede llevar a deficiencia mental permanente y enanismo. En adultos esta asociado con piel seca, intolerancia al frío y falta de energía. Y puede ser causado por la insuficiencia de yodo indispensable para la producción de tiroxina.

La glándula tiroides también secreta la hormona calcitonina en respuesta a diferentes niveles de calcio determinado en el fluido que rodea a las células tiroideas, que revela los nivelasen la sangre. La acción principal de la calcitonina es inhibir la liberación del ion calcio por los huesos.


· LAS GLÁNDULAS PARATIROIDES

Son las mas pequeñas de las glándulas endocrinas, y están ubicadas por detrás o dentro de la glándula tiroides. Producen la hormona paratiroidea (parathormona), la cual desempeña un papel esencial en el metabolismo mineral, en especial la regulación de los iones calcio y fosfato, que existen en una relación reciproca en la sangre. El calcio en sangre esta en concentraciones de 6 miligramos por cada 100 mililitros de sangre total, un aumento o una caída de más de 2 o 3 miligramos por cada 100 mililitros puede llevar a perturbaciones tan graves de la coagulación de la sangre, la contracción muscular y la función nerviosa, que puede culminar en la muerte en pocas horas.

La misma hormona estimula la conversión de la vitamina D a su forma activa, que incrementa la absorción de los iones calcio en el intestino, reduce la excreción en los riñones y estimula la liberación de este de los huesos. De este modo en conjunto las hormonas paratiroides y calcitonina regulan la concentración del ion calcio en sangre y su producción es regulada precisamente por los niveles de calcio en sangre.

El hiperparatiroidismo, causado por tumores de la glándula, es ocasional. Pero si hay exceso de la paratiroides los huesos pierden demasiado calcio volviéndose frágiles y blandos, y las vértebras pueden contraerse produciendo una perdida de peso. Por otra parte la extirpación de las glándulas sin un procedimiento de recuperación hormonal resulta en contracciones musculares y espasmos violentos, que llevan a la muerte.


· CORTEZA SUPRARENAL

La capa externa de la glándula suprarrenal es la fuente de varias hormonas esteroides. Están en la parte superior de los riñones y de allí se han aislado 50 esteroides distintos, todos muy similares en su estructura en diferentes mamíferos. Su función, va desde ser pasos en la síntesis de las hormonas, hasta su propia función hormonal. En los humanos hay dos grupos principales de adrenocorticales, los glucocorticoides y los mineralocorticoides.

Glucocorticoides

El cortisol y otros glucocorticoides promueven la formación de glucosa a partir de proteína y la grasa. Al mismo tiempo disminuye la utilización de la glucosa por la mayoría de las células exceptuando las del cerebro y el corazón, su producción se incrementa en momentos de estrés. También suprimen la respuesta inflamatoria e inmune, y podría ser un factor de susceptibilidad a la enfermedad que acompaña el estrés. Estas hormonas del grupo cortisol son secretadas en respuesta a la hormona adrenocorticotrópica (ACTH).

Mineralocorticoides

Dentrote estas hormonas la aldosterona es la principal, interviene particularmente en la regulación de los iones sodio y potasio. Afectan el paso de los iones a través de las membranas de las neuronas, en consecuencia tienen efecto tanto en las concentraciones iónicas de la sangre como en la retención y pérdida de agua. Una diferencia precipita una pérdida crítica de iones sodio desde el cuerpo a la orina, y con ella, una perdida de agua, que lleva a su ves a una reducción en la presión sanguínea.

Además de los glucocorticoides y meneralocorticoides, produce pequeñas cantidades de hormonas sexuales en los varones y en las mujeres.


· MÉDULA SUPRARRENAL

La porción media de la glándula suprarrenal, constituye una acumulación grande de células neurosecretoras cuyas terminales nerviosas secretan adrenalina y noradrenalina en el torrente sanguíneo. Conocidas también como epinefrina y norepinefrina, incrementan la frecuencia y la fuerza del latido cardíaco, elevan la presión sanguínea, estimulan la respiración y dilatan las vías respiratorias. También incrementa la concentración de glucosa en el torrente sanguíneo, promoviendo la actividad de la enzima que degrada glucógeno a glucosa 6-fosfato.


· PÁNCREAS


Las células de los islotes del páncreas son la fuente de la insulina y el glucagón. Son dos hormonas que intervienen en el metabolismo de la glucosa. La primera es secretada en respuesta al incremento de azucares o de aminoácidos en la sangre. Disminuye el azúcar, estimulando la absorción y utilización de glucosa por las células y la conversión de glucosa en glucógeno. Cuando hay deficiencia de insulina, como en las personas con diabetes, la concentración de azúcar se incrementa, tanto que no toda la que entra al riñón puede ser reabsorbida. La pérdida de glucosa esta acompañada por la pérdida de agua, que puede llevar a un colapso de la circulación, una de las causas de muerte en un diabético no tratado. El glucagón por el contrario incrementa la concentración de azúcar en la sangre, estimulando la degradación de glucógeno a glucosa en el hígado y la degradación de grasas y proteínas, lo que disminuye la utilización de glucosa. La somatostatina, encontrada originalmente en el hipotálamo, ha sido encontrada también en el páncreas y su función es inhibitoria de procesos digestivos además se ha visto parece estar involucrada en el control de la síntesis de insulina y glucagón.


· LA GLÁNDULA PINEAL

Es un pequeño lóbulo del posencéfalo y está ubicada cerca del centro del cerebro en los seres humanos. En los vertebrados inferiores, contiene células sensibles a la luz y es llamada a veces tercer ojo. La glándula secreta la hormona melatonina. En muchas especies, incluyendo gallinas, ratas y seres humanos, la producción de melatonina se incrementa abruptamente durante la noche y rápidamente durante las horas diurnas. En larvas de anfibios, la melatonina hace que los gránulos que contienen pigmento en células de piel, se agrupen cerca al centro, causando el blanqueo de algunas ares de la piel. Además de esto esta hormona también inhibe el desarrollo de las gónadas es especies tan dispares como gallinas y hámster. En humanos su función parece ser la maduración sexual.


· PROSTAGLANDINAS

Anteriormente se creía que se producían en la próstata al ser descubiertas en semen de ahí su nombre, sin embargo posteriormente se descubrió que en realidad la producción de estas prostaglandinas del semen se da en las vesículas seminales. Aunque las prostaglandinas tengan funciones hormonales difieren de las hormonas en varios, puntos: 1. Son ácidos grasos, 2. Son producidas por las membranas celulares de casi todos los órganos del cuerpo, mientras que las hormonas se producen por epitelio glandular o neurosecretores. 3. Los tejidos blanco son generalmente los mismos tejidos en que se producen, 4. Producen efectos notables en concentraciones mucho mas bajas que las hormonas.

Uno de los efectos mas sorprendentes de las prostaglandinas es su capacidad de inducir contracciones en el músculo liso, sobretodo en el útero y las cavidades vaginales femeninas, según se cree para contracciones uterinas en el momento del parto y contracciones de los músculos de la pared en el momento de una relación sexual para facilitar el viaje de los espermatozoides al encuentro con el ovulo. En ultimas se cree que las prostaglandinas juegan un papel clave en la iniciación de la menstruación y el parto. Dismenorrea, son calambres uterinos producidos por la alta cantidad de prostaglandinas que algunas mujeres producen en los periodos previos y posteriores a la menstruación. También se ha visto que esta condición reduce la irrigación sanguínea al tejido, por lo que hay un déficit de oxigeno y de ahí los fuertes dolores que sufren las mujeres con dismenorrea.

Las prostaglandinas tienen muchos mas efectos inclusive inhibitorios, unas pueden afectar el músculo liso de los bronquíolos y otra al músculo liso de los vasos sanguíneos. Una producida por las plaquetas es un poderoso aglutinador de esta y constrictor de los vasos sanguíneos, el efecto contrario de estos procesos es producido por una secretada por las células endoteliales que revisten los vasos sanguíneos.

Los leucotrienos producidos por diferentes glóbulos blancos intervienen en la respuesta inmune e inflamatoria. Dentro de ellas están las interleuquinas liberadas por las células T. el incremento o disminución de estas prostaglandinas tiene con ellas muchos trastornos del sistema inmune tales como: artritis reumatoidea, asma y alergias graves, entre otros.


12.2 MECANISMOS DE ACCION HORMONAL

Las prostaglandinas al igual que los neurotransmisores recorren solo distancias cortas hacia las células que ellas afectan. Por el contrario la mayoría de las hormonas diseminan sus mensajes. Para los dos casos el tejido blanco puede ser receptores en ciertas circunstancias y no serlo en otras. Ejemplo, la prolactina provoca la producción de leche –solo por las glándulas mamarias y en compañía de otras hormonas femeninas como estrógeno, progesterona, tiroxina, esteroides suprarrenales y la hormona del crecimiento-.

El estudio de de las hormonas y sus receptores han mostrado dos mecanismos de acción completamente diferentes.


· RECEPTORES INTRACELULARES


Las hormonas esteroides son moléculas relativamente pequeñas solubles en lípidos, que pueden pasar libremente por la membrana celular. Sin embargo en el citoplasma de sus células blanco –y solamente de sus células blanco- estas hormonas encuentran una molécula receptor de proteína con la que se combinan. El complejo hormona-receptor, entonces desencadena la respuesta, que pueden ser: la codificación de nuevas proteínas o simplemente desencadenar una reacción química.

La hormona tiroidea, aunque no es soluble en lípidos también pasa fácilmente las membranas celulares por difusión facilitada, en este caso su receptor no esta en el citoplasma sino en el núcleo. Y desencadena la síntesis de proteínas.


· RECPTORES DE MEMBRANA


El otro grupo de hormonas actúa por la combinación con receptores de membrana de las células blanco. A diferencia de la diabetes juvenil por deficiencia de insulina, en la diabetes de personas adultas se ha visto una relación con la disminución de los sitios receptores para la insulina.

Después de la recombinación de la hormona con su receptor de membrana puede ocurrir uno de dos hechos: en algunos casos el complejo hormona-receptor pasa al citoplasma por endocitosis mediada por el receptor, en el otro caso la hormona no entra en si en la célula sino que el complejo hormona-receptor pone en movimiento “un segundo mensajero”, que desencadena los acontecimientos subsiguientes dentro de la célula, por lo general para muchas hormonas el segundo mensajero es el AMP cíclico.


12.3 SISTEMA ENDOCRINO EN MAMIFEROS

No se encuentran muchas diferencias entre sistemas endocrinos de diferentes especies, solamente la complejidad de las estructuras son las implicadas pues en ultimas las hormonas y sus receptores son similares por no decir los mismos.

En mamíferos este sistema es la representación mas completa en cuanto al control fisiológico. Como se describió anteriormente, este sistema consta esencialmente de: células endocrinas aisladas, tejido endocrino y glándulas endocrinas. Estas ultimas o de secreción interna se denominan también glándulas cerradas o sin conductos, es decir sin conductos escretores. Los productos de secreción, las hormonas (gr. Hormon, estimulante, de hormaein, poner en movimiento). Por lo tanto la denominación de hormona se puede definir como: sustancia química sintetizada por células secretada al torrente sanguíneo, para ser transportada a sitios alejados, con el fin de afectar la actividad de otras células. Algunas hormonas, como la tiroidea, ejercen su función sobre todas las células del organismo, pero la mayoría afectan algunos tejidos u órganos específicos.

En mamíferos el sistema endocrino junto con el sistema nervioso, representan los dos grandes sistemas coordinadores del organismo y os cuales para muchas de sus funciones trabajan en conjunto. Los componentes de este sistema anteriormente nombrados son: La glándula hipófisis, la glándula pineal, la glándula tiroides, la glándula paratiroides, el páncreas, las glándulas suprarrenales, los ovarios y los testículos.