Sistema Endocrino: Conceptos y Mecanismos de Acción de Hormonas

SISTEMA ENDOCRINO

ENDOCRINOLOGÍA. GENERALIDADES

• Concepto de glándula endocrina y de hormona
• Tipos de hormonas según su estructura química
• Producción y almacenamiento de hormonas
• Inicio de la secreción hormonal
• Transporte de hormonas en la sangre
• Modo de acción de las hormonas
• Activación de receptores intracelulares
• Activación de receptores de membrana
• Interacciones hormonales

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ENDOCRINOLOGÍA. GENERALIDADES

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 2Infermera virtual COL·LEGI OFICIAL INFERMERES I INFERMERS BARCELONA 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.

TIPOS DE HORMONAS SEGÚN SU ESTRUCTURA QUÍMICA

Desde el punto de vista químico, las hormonas pertenecen a 4 tipos básicos:

Hormonas Esteroides

Poseen una estructura química similar a la del colesterol pues son derivadas del mismo y son sintetizadas en el retículo endoplasmático liso de las células endocrinas. La estructura molecular de cada hormona esteroide es diferente debido a los grupos químicos colaterales. Estas pequeñas diferencias de los grupos colaterales permiten una sorprendente diversidad de funciones. Las hormonas esteroides son secretadas por:

• la corteza suprarrenal: son la aldosterona y el cortisol
• los ovarios: son los estrógenos y la progesterona
• los testículos: es la testosterona

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, estimulandola 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 antidiuretica y la oxitocina
• La glándula tiroides, es la calcitonina
• El páncreas endocrino, son la insulina, el glucagón y la somatostatina 3Infermera virtual COL·LEGI OFICIAL INFERMERES I INFERMERS BARCELONA
• 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.

Hormonas esteroides

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 este 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.

Hormonas derivadas del aminoácido tirosina

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.

Hormonas proteicas

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. 4Infermera virtual COL·LEGI OFICIAL INFERMERES I INFERMERS BARCELONA

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 peptidos 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 libre dejan la sangre y se unen a sus receptores, las proteínas transportadoras liberan nuevas moléculas de hormona.

MODO DE ACCIÓN DE LAS HORMONAS

La respuesta celular a una hormona depende tanto de la hormona como de la célula diana. Varias células diana responden de un modo diferente a la misma hormona. La insulina, por ejemplo, estimula la síntesis de glucógeno en las células hepáticas y la síntesis de triglicéridos en los adipocitos. Con frecuencia, la respuesta a una hormona es la síntesis de nuevas moléculas. Otros efectos hormonales son: producir cambios en la permeabilidad de la membrana de la célula diana, estimular el transporte de una sustancia dentro o fuera de la célula diana, alterar la velocidad de reacciones metabólicas específicas o causar la contracción del músculo liso o cardíaco. En parte, estos efectos variados de las hormonas son posibles debido a que hay varios mecanismos diferentes de acción hormonal. 5