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CONCEPTO DE GLÁNDULA ENDOCRINA Y DE HORMONA
Las glándulas endocrinas están formadas por grupos de células secretoras rodeados por tejido conectivo o conjuntivo de sostén que les proporciona vasos sanguíneos, capilares linfáticos y nervios. La parte secretora de la glándula está constituida por epitelio especializado que ha sido modificado para producir secreciones y los productos secretados (las hormonas) pasan al espacio extracelular situado alrededor de las células secretoras. Las glándulas endocrinas del cuerpo humano incluyen: la hipófisis o glándula pituitaria, la glándula tiroides, las glándulas paratiroides, las glándulas suprarrenales y la glándula pineal. Además, varios órganos contienen tejido endocrino que, aunque no constituye una glándula endocrina por sí mismo, forma parte de la estructura del órgano en cuestión. Así sucede en el hipotálamo, el timo, el corazón, el páncreas, el estómago, el hígado, el intestino delgado, los riñones, los ovarios, los testículos, la placenta, o en células del tejido adiposo o de la sangre como los linfocitos. Las glándulas endocrinas y el tejido endocrino constituyen el Sistema Endocrino. La ciencia que se ocupa de la estructura y funciones de las glándulas endocrinas y del diagnóstico y tratamiento de los desórdenes del sistema endocrino se llama Endocrinología. Una hormona es una sustancia química secretada por una célula o grupo de células, que ejerce efectos fisiológicos sobre otras células del organismo. Hay hormonas locales que actúan en células diana próximas a su lugar de liberación. Pueden ser paracrinas como la histamina que actúa sobre células vecinas o autocrinas como la interleucina-2 que actúa sobre la misma célula que la secretó. Hay hormonas generales o circulantes que difunden desde el espacio extracelular al interior de los capilares y son transportadas por la sangre a todos los tejidos del organismo, actuando solamente en aquellas células que posee receptores específicos para ellas y que por ello se llaman células diana. Algunas de las hormonas generales afectan a todas o casi todas las células del organismo, como la hormona del crecimiento o las hormonas tiroideas. Otras hormonas generales afectan solo a tejidos específicos. Las secreciones hormonales se producen en concentraciones muy bajas y tienen efectos muy poderosos. Las hormonas circulantes pueden permanecer en la sangre y realizar sus efectos al cabo de minutos u horas después de su secreción. Con el tiempo, las hormonas circulantes son inactivadas por el hígado y excretadas por los riñones. En caso de fallo de hígado o riñones la excesiva cantidad de hormonas o sus productos metabólicos en la sangre puede causar problemas de salud Las funciones del cuerpo humano están reguladas por 2 sistemas principales de control: el Sistema Nervioso y el Sistema Endocrino. El sistema nervioso controla la homeostasia (mantenimiento de un medio interno estable) a través de impulsos nerviosos (potenciales de acción) conducidos a lo largo de los axones de las
neuronas. Al alcanzar las terminales axonales, los impulsos nerviosos provocan la liberación de moléculas de neurotransmisores. El resultado es excitación o inhibición de otras neuronas específicas, contracción o relajación de fibras musculares y aumento o disminución de la secreción de células glandulares. Así, la médula suprarrenal y la hipófisis posterior secretan sus hormonas solo en respuesta a estímulos nerviosos y muchas hormonas de la hipófisis anterior son secretadas en respuesta a la actividad nerviosa del hipotálamo. Por su parte, el sistema endocrino libera hormonas que, a su vez, pueden promover o inhibir la generación de impulsos nerviosos. También puede suceder que varias moléculas actúen como hormonas en algunas localizaciones y como neurotransmisores en otras, como sucede con la adrenalina, por ejemplo. Las hormonas controlan, sobre todo, las diversas funciones metabólicas del organismo, regulando la velocidad de las reacciones químicas en las células, el transporte de sustancias a través de las membranas celulares y otros aspectos del metabolismo celular como el crecimiento y el desarrollo. Ambos sistemas, el nervioso y el endocrino, están coordinados entre sí como un supersistema de control llamado Sistema Neuroendocrino. Los impulsos nerviosos tienden a producir sus efectos con gran rapidez, en unos pocos milisegundos mientras que algunas hormonas pueden actuar en segundos y otras en cambio, pueden tardar varias horas o más en llevar a cabo sus efectos. DEFINICIÓN Y FUNCIONES PROPIAS DEL SISTEMA ENDOCRINO El sistema endocrino se encarga de las secreciones internas del cuerpo, las cuales son unas sustancias químicas denominadas hormonas, producidas en determinadas glándulas endocrinas. 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, el desarrollo y las funciones de muchos tejidos, y coordinan los procesos metabólicos del organismo. La endocrinología es la ciencia que estudia las glándulas endocrinas, las sustancias hormonales que producen estas glándulas, sus efectos fisiológicos, así como las enfermedades y trastornos debidos a alteraciones de su función. Glándulas endocrinas: · Hipotálamo e hipófisis · Glándula tiroidea y paratiroidea · Suprarrenales (corteza y médula)
El páncreas El páncreas: forma parte del sistema endocrino y también pertenece al sistema digestivo. Esto se debe a que fabrica y segrega hormonas en el torrente sanguíneo y también fabrica y segrega enzimas en el sistema digestivo. El páncreas: fabrica y segrega insulina y glucagón, unas hormonas que controlan la concentración de glucosa, o azúcar, en sangre. La insulina ayuda a mantener al cuerpo con reservas de energía. El cuerpo utiliza la energía almacenada para hacer actividades y ejercicio físicos, y también ayuda a los órganos a funcionar como deben funcionar. El hipotálamo: se encuentra en la parte central inferior del cerebro. Une el sistema endocrino con el sistema nervioso. Las células nerviosas del hipotálamo fabrican sustancias químicas que controlan la liberación de hormonas por parte de la hipófisis. El hipotálamo recoge la información que recibe el cerebro (como la temperatura que nos rodea, la exposición a la luz y los sentimientos) y la envía a la hipófisis. Esta información afecta a las hormonas que fabrica y que libera la hipófisis. La hipófisis: la hipófisis se encuentra en la base del cráneo, y no es más grande que un guisante. A pesar de su pequeño tamaño, la hipófisis se suele llamar la "glándula maestra". Las hormonas que fabrica la hipófisis controlan muchas otras glándulas endocrinas. Entre las hormonas que fabrica, se encuentran las siguientes: la hormona del crecimiento, que estimula el crecimiento de los huesos y de otros tejidos del cuerpo y desempeña un papel en cómo el cuerpo gestiona los nutrientes y los minerales la prolactina, que activa la fabricación de leche en las mujeres que están amamantando a sus bebés la tirotropina, que estimula la glándula tiroidea para que fabrique hormonas tiroideas la corticotropina, que estimula la glándula suprarrenal para que fabrique determinadas hormonas la hormona antidiurética, que ayuda a controlar el equilibrio hídrico (de agua) del cuerpo a través de su efecto en los riñones la oxitocina, que desencadena las contracciones del útero durante el parto
La hipófisis también segrega endorfinas, unas sustancias químicas que actúan sobre el sistema nervioso y que reducen la sensibilidad al dolor. La hipófisis también segrega hormonas que indican a los órganos reproductores que fabriquen hormonas sexuales. La hipófisis controla también la ovulación y el ciclo menstrual en las mujeres. La glándula tiroidea: se encuentra en la parte baja y anterior del cuello. Tiene una forma de moño o de mariposa. Fabrica las hormonas tiroideas tiroxina y triiodotironina. Estas hormonas controlan la velocidad con que las células queman el combustible que procede de los alimentos para generar energía. Cuantas más hormonas tiroideas haya en el torrente sanguíneo, más deprisa ocurrirán las reacciones químicas en el cuerpo. Las hormonas tiroideas son importantes porque ayudan a que los huesos de niños y adolescentes crezcan y se desarrollen, y también tienen su papel en el desarrollo del cerebro y del sistema nervioso. Las glándulas paratiroideas: son cuatro glándulas diminutas unidas a la glándula tiroidea, que funcionan conjuntamente: segregan la hormona paratiroidea, que regula la concentración de calcio en sangre con la ayuda de la calcitonina, fabricada por la glándula tiroidea. Las glándulas suprarrenales: estas dos glándulas de forma triangular se encuentran encima de cada riñón. Las glándulas suprarrenales constan de dos partes, cada una de las cuales fabrica una serie de hormonas que tienen diferentes funciones:
- La parte externa es la corteza suprarrenal. Fabrica unas hormonas llamadas corticoesteroides que regulan el equilibrio entre el agua y las sales en el cuerpo, la respuesta del cuerpo al estrés, el metabolismo, sistema inmunitario, el desarrollo y la función sexuales.
- La parte interna es la médula suprarrenal , que fabrica catecolaminas, como la adrenalina. También llamada epinefrina, esta hormona aumenta la tensión arterial y la frecuencia cardíaca cuando el cuerpo atraviesa una situación de estrés. La glándula pineal está ubicada en el centro del cerebro. Segrega melatonina, una hormona que puede influir en que tengas sueño por la noche y te despiertes por la mañana.
Aminas Biógenas. Son las moléculas hormonales más simples. Algunas derivan del aminoácido tirosina como las secretadas por:
- La glándula tiroides: son la tiroxina y la triyodotironina - La médula suprarrenal: son la adrenalina y la noradrenalina - La glándula pineal: es la melatonina Otras aminas son la histamina que deriva del aminoácido histidina y es secretada por los mastocitos y las plaquetas y la serotonina derivada del aminoácido triptófano y secretada por los basófilos y las plaquetas. Proteínas o péptidos. Consisten en cadenas de aminoácidos y son sintetizadas en el retículo endoplasmático rugoso de las células endocrinas. Si tienen grupos carbohidrato añadidos, se llaman glicoproteínas. Estas hormonas son secretadas por:
- El hipotálamo , son todas las hormonas liberadoras e inhibidoras que actúan sobre la secreción de la adenohipófisis, estimulándola o inhibiéndola, respectivamente
- La hipófisis anterior o adenohipófisis , son la tirotropina, la corticotropina, las gonadotropinas, la hormona del crecimiento y la prolactina
- La hipófisis posterior o neurohipófisis , son la hormona antidiurética y la oxitocina
- La glándula tiroides , es la calcitonina
- El páncreas endocrino , son la insulina, el glucagón y la somatostatina
- Las glándulas paratiroides , es la paratohormona
- El sistema digestivo , son las hormonas digestivas como la gastrina y la secretina y otras
Eicosanoides. Derivan del ácido araquidónico que es un ácido graso de 20 carbonos. Los dos tipos principales de eicosanoides son las prostaglandinas y los leucotrienos que son secretados por todas las células con excepción de los eritrocitos. Diferentes células producen diferentes eicosanoides.
PRODUCCIÓN Y ALMACENAMIENTO DE HORMONAS
No hay un modo único por el que todas las glándulas endocrinas almacenan y secretan sus hormonas. Sin embargo, existen diversos patrones generales. En el caso de las hormonas esteroides:
- En las células glandulares se encuentra gran cantidad de moléculas precursoras, en especial colesterol y moléculas intermediarias entre éste y las hormonas finales;
- Después de una estimulación apropiada, los enzimas de las células glandulares pueden originar, en cuestión de minutos, las transformaciones químicas necesarias para obtener las hormonas finales;
- Se secretan enseguida. En el caso de las hormonas derivadas del aminoácido tirosina:
- La adrenalina y la noradrenalina se forman por acción de enzimas a nivel de los citoplasmas de las células glandulares y se almacenan en vesículas hasta que son secretadas;
- Las hormonas tiroideas (tiroxina y triyodotironina) se forman como partes de una gran molécula, la tiroglobulina que se almacena dentro de la glándula tiroides. En el momento del estímulo, entran en acción diversos sistemas enzimáticos específicos dentro de las células glandulares. Estos enzimas rompen la molécula de tiroglobulina y permiten que se descarguen las hormonas tiroideas a la sangre. En el caso de las hormonas proteicas:
- Se forman en el retículo endoplasmático rugoso de la célula glandular por traducción de la información codificada contenida en el RNA mensajero. La hormona se configura como una molécula precursora de peso molecular más alto: la prohormona que contiene la secuencia de aminoácidos de la hormona definitiva;
- La prohormona se empaqueta en gránulos de secreción en el aparato de Golgi, en donde se segmentará por acción enzimática y dará lugar a la hormona definitiva que queda así almacenada hasta que llega una señal específica que estimula su secreción.
INICIO DE LA SECRECIÓN HORMONAL
Algunas hormonas son secretadas segundos después de la estimulación de la glándula y pueden desarrollar su acción total en segundos o minutos. Por ejemplo, la adrenalina y la noradrenalina empiezan a secretarse tras el estímulo del sistema nervioso simpático en el primer segundo de la estimulación y alcanzan su actividad máxima dentro de 1 minuto. Después son destruidas con rapidez de modo que su acción no dura más de 1-3 minutos. Otras hormonas como las hormonas tiroideas, se almacenan en forma de tiroglobulina en la glándula tiroides, a veces durante meses antes de la secreción final. Una vez se ha producido su secreción, se requieren horas o días antes de que produzcan actividad, pero su efecto, una vez producido, puede durar 4-6 semanas. Es decir, que cada hormona tiene un inicio y una duración característicos. La cantidad de hormonas requerida para regular la mayor parte de las funciones metabólicas es muy pequeña. De ahí que sea muy importante no realizar un tratamiento hormonal sin la vigilancia de un médico especializado. TRANSPORTE DE HORMONAS EN LA SANGRE Las glándulas endocrinas se encuentran entre los tejidos más vascularizados del organismo. La adrenalina, la noradrenalina y los péptidos y proteínas son hidrosolubles y circulan en forma libre en el plasma (es decir, no unidas a proteínas). En cambio, las hormonas esteroides y tiroideas son hidrófobas y se unen a proteínas de transporte específicas, sintetizadas por el hígado, como la globulina fijadora de testosterona, la globulina fijadora de cortisol o la globulina fijadora de hormona tiroidea. Este transporte por medio de proteínas tiene tres funciones:
- Mejorar la transportabilidad de las hormonas hidrófobas
- Retrasar la pérdida de pequeñas moléculas de hormonas por filtración por el riñón y su salida del organismo por la orina
- Proporcionar una reserva de hormona, ya en la sangre En general, de un 0.1 a un 10% de hormona hidrófoba no está unida a proteínas del plasma. Esta fracción libre difunde fuera del capilar, se une a receptores y pone en marcha respuestas en las células diana. A medida que las moléculas libres dejan la sangre y se unen a sus receptores, las proteínas transportadoras liberan nuevas moléculas de hormona.
receptor puede tener efectos ya en el citoplasma, independientes de los efectos producidos en el núcleo celular. En el caso de las hormonas tiroideas, sus receptores están en el núcleo, son receptores nucleares que se unen al ADN en la región promotora de genes regulados por dichas hormonas. De modo que cuando las hormonas tiroideas entran en el núcleo, se unen a sus receptores y promueven la trascripción de un gran número de genes codificadores de un amplio rango de proteínas. ACTIVACIÓN DE RECEPTORES DE MEMBRANA PLASMÁTICA La adrenalina, noradrenalina, péptidos y proteínas no son liposolubles y, por tanto, no pueden pasar a través de la membrana celular. Los receptores de estas hormonas hidrosolubles se encuentran en la superficie externa de la membrana plasmática. Ya que cada una de estas hormonas solo puede dar su mensaje a la membrana plasmática, se la llama primer mensajero. Pero se necesita un segundo mensajero para trasladar el mensaje dentro de la célula donde tienen lugar las respuestas hormonales. Hay diversos segundos mensajeros como el AMP cíclico, el calcio o el inositol trifosfato. Una hormona puede usar más de un segundo mensajero. El segundo mensajero mejor conocido es el AMP cíclico (AMPc). Al unirse una hormona (primer mensajero) a su receptor de membrana, se activan proteínas reguladoras unidas a la membrana, las proteínas G, que, a su vez, activan moléculas de adenil ciclasa, enzima situado en la superficie interna de la membrana que entonces sintetiza AMP cíclico a partir del ATP en el citoplasma celular. El AMP cíclico actúa como segundo mensajero pero no produce directamente una respuesta fisiológica. Lo que hace es activar uno o más enzimas llamados colectivamente proteínas quinasas que pueden estar libres en el citoplasma o unidos a la membrana plasmática. Las proteínas quinasas son enzimas fosforiladores, lo que significa que extraen un grupo fosfato del ATP y lo añaden a una proteína, que suele ser un enzima. La fosforilación activa unos enzimas e inactiva otros. El resultado de fosforilar un enzima particular puede ser la regulación de otros enzimas, la síntesis de proteínas o el cambio en la permeabilidad de la membrana plasmática, entre otros efectos. Existen diferentes proteína qinasas dentro de diferentes células diana y dentro de diferentes organelas de la misma célula. Así, una proteína quinasa podría estar involucrada en la síntesis de glucógeno, otra en el catabolismo de lípidos, otra en la síntesis proteica etc., etc. Por ejemplo, la elevación de AMP cíclico provoca que en los adipocitos se rompan los triglicéridos y se liberen ácidos grasos más rápidamente. Tras un breve período de tiempo, un enzima llamado fosfodiestarasa inactiva el AMP cíclico. De este modo la respuesta celular termina hasta que nueva hormona se una a los receptores de la membrana.
Las hormonas que se unen a receptores de la membrana pueden inducir sus efectos a muy bajas concentraciones porque inician una cascada, o reacción en cadena, de efectos. Cada paso en la cadena multiplica o amplifica el efecto inicial. Es lo que se llama amplificación de los efectos hormonales. Por ejemplo, cuando una sola molécula de adrenalina se une a su receptor en un hepatocito, puede activar unas cien moléculas de proteína G. A su vez, cada proteína G activa una molécula de adenil ciclasa. Si cada adenil ciclasa produce unos mil AMP cíclicos, entonces 100000 de estos segundos mensajeros serán liberados dentro de la célula. Cada AMP cíclico puede activar una proteína quinasa que, a su vez, puede actuar sobre cientos o miles de moléculas de sustrato. Algunas de las quinasas fosforilan y activan un enzima clave para el catabolismo del glucógeno. El resultado final de la unión de la adrenalina a su receptor en un hepatocito, es la ruptura de millones de moléculas de glucógeno a glucosa. INTERACCIONES HORMONALES La respuesta de una célula diana a una hormona depende de la concentración de la hormona y del número de receptores. Pero también es importante el modo en que las hormonas interaccionan con otras hormonas. Hay varios tipos de interacción:
- Efecto permisivo, el efecto de una hormona sobre una célula diana requiere una exposición previa o simultánea a otra u otras hormonas. Por ejemplo, un aumento de estrógenos puede dar lugar a un aumento en el número de receptores de progesterona. Ambas hormonas preparan el útero para la posible implantación de un zigoto o huevo fertilizado
- Efecto sinérgico, dos o más hormonas complementan sus respectivas acciones y ambas son necesarias para conseguir la respuesta hormonal total. Por ejemplo, la producción, secreción y salida de leche por las glándulas mamarias requieren el efecto sinérgico de estrógenos, progesterona, prolactina y oxitocina
- Efecto antagonista, el efecto de una hormona sobre una célula diana es contrarrestado por otra hormona. Un ejemplo es la insulina que desciende los niveles de glucosa en sangre y el glucagón, que hace lo contrario. REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN HORMONAL La mayoría de hormonas son liberadas en descargas cortas con poca o ninguna secreción entre las descargas. Cuando es estimulada, una glándula endocrina liberará su hormona en descargas más frecuentes y así el nivel en sangre de esta hormona aumentará. En ausencia de estimulación, las descargas son mínimas o
