Sistema endocrino: glándulas y hormonas - funciones e historia


Anatomía del sistema endocrino humano, glándulas, hormonas, funciones e historia de este importante sistema. El Sistema endocrino humano se compone de un grupo de glándulas sin conductos que regulan los procesos corporales al secretar sustancias químicas llamadas hormonas. Las hormonas actúan sobre tejidos cercanos o son transportadas en el torrente sanguíneo para actuar sobre órganos diana específicos y tejidos distantes. Las enfermedades del sistema endocrino pueden resultar de la sobreescreción o subsecreción de hormonas o de la incapacidad de los órganos o tejidos diana para responder eficazmente a las hormonas.

En el sistema endocrino es importante distinguir entre una glándula endocrina, que descarga las hormonas en el torrente sanguíneo, y una glándula exocrina, que secreta sustancias a través de un conducto que se abre en una glándula sobre una superficie externa o interna del cuerpo. Las glándulas salivales y las glándulas sudoríparas son ejemplos de glándulas exocrinas. Tanto la saliva, secretada por las glándulas salivales, como el sudor, secretadas por las glándulas sudoríparas, actúan sobre los tejidos locales cerca de las aberturas del conducto. Por el contrario, las hormonas secretadas por las glándulas endocrinas son transportadas por la circulación para ejercer sus acciones sobre tejidos alejados del sitio de su secreción.

Sistema endocrino: glándulas y hormonas - funciones e historia
Las glándulas principales de los sistemas endocrinos humanos femeninos y masculinos.

Historia sobre el sistema endocrino humano


Ya en 3000 aC, los antiguos chinos fueron capaces de diagnosticar y proporcionar tratamientos eficaces para algunos trastornos endocrinológicos. Por ejemplo, las algas marinas, ricas en yodo, se prescribieron para el tratamiento del bocio (agrandamiento de la glándula tiroides). Quizás la manifestación más temprana de la intervención endocrinológica directa en los seres humanos fue la castración de hombres a los que se podía confiar, más o menos, para salvaguardar la castidad de las mujeres que vivían en harén.

Durante la Edad Media y más tarde, la práctica persistió bien en el siglo 19, los niños prepuberales a veces fueron castrados para preservar la pureza de sus voces agudas. La castración estableció las gónadas (testículos) como la fuente de sustancias responsables del desarrollo y mantenimiento de la "masculinidad".

Este conocimiento condujo a un interés permanente en la restauración o la potenciación de los poderes sexuales masculinos. En el siglo XVIII, el cirujano, anatomista y fisiólogo escocés de Londres, John Hunter, trasplantó con éxito el testículo de un gallo en el abdomen de una gallina. El órgano trasplantado desarrolló un suministro de sangre en la gallina, aunque si la masculinización llego a ocurrir esto nunca quedó claro. En 1849, el fisiólogo alemán Arnold Adolph Berthold realizó un experimento similar, excepto que, en lugar de gallinas, trasplantó testículos de gallo en capones (gallos castrados).

Los capones recuperaron posteriormente características sexuales secundarias, demostrando que los testículos eran la fuente de una sustancia que otorgaba rasgos masculinos. También en el siglo XIX, el neurólogo y fisiólogo francés Charles-Édouard Brown-Séquard afirmó que los testículos contenían una sustancia vigorizante y rejuvenecedora. Sus conclusiones estaban basadas en parte en las observaciones obtenidas después de haberse inyectado un extracto del testículo de un perro o de un cobayo. Estos experimentos resultaron en el uso generalizado de extractos de órganos para tratar condiciones endocrinas (organoterapia).

Sin embargo, la endocrinología moderna se originó en gran medida en el siglo XX. Su origen científico está enraizado en los estudios del fisiólogo francés Claude Bernard (1813-78), entre otros, quienes hicieron la observación clave de que organismos complejos como los seres humanos, quienes se esfuerzan mucho por preservar la constancia de lo que él llamó el "milieu intérieur" (ambiente interno). Más tarde, el fisiólogo estadounidense Walter Bradford Cannon (1871-1945) usó el término homeostasis para describir esta constancia interna.

El sistema endocrino, en asociación con el sistema nervioso y el sistema inmunológico, regula las actividades internas del cuerpo y las interacciones del cuerpo con el entorno externo para preservar el ambiente interno. Este sistema de control permite que las funciones primordiales de los organismos vivos -crecimiento, desarrollo y reproducción- procedan de manera ordenada y estable; Es exquisitamente autorreguladora, de modo que cualquier interrupción del ambiente interno normal por eventos internos o externos es resistida por poderosas contramedidas. Cuando se supera esta resistencia, usualmente se produce la manifestación de alguna enfermedad.

Endocrinología Tradicional


El cuerpo de conocimiento del sistema endocrino se está expandiendo continuamente, impulsado en gran parte por la investigación que busca entender las funciones básicas de la célula y los mecanismos básicos de las enfermedades endocrinas humanas y los trastornos. El núcleo tradicional de un sistema endocrino consiste en una glándula endocrina, la hormona que segrega, un tejido que responde ante esta hormona el cual contiene un receptor específico al que se une la hormona, y una acción que se produce después de que la hormona se une a su receptor, denominada respuesta postreceptor.

Sistema endocrino: glándulas y hormonas - funciones e historia
El fisiólogo francés Claude Bernard descubrió el papel del páncreas en la digestión, la función glicogénica del hígado y la regulación del suministro de sangre por los nervios vasomotores.

Cada glándula endocrina consiste en un grupo de células especializadas que tienen un origen común en el embrión en desarrollo. Algunas glándulas endocrinas, como la glándula tiroides y los islotes de Langerhans en el páncreas, se derivan de las células que surgen en el sistema digestivo embrionario. Otras glándulas endocrinas, como las glándulas paratiroides y la médula suprarrenal, se derivan de las células que surgen en el sistema nervioso embrionario.

Algunas glándulas, incluyendo el ovario, los testículos y la corteza suprarrenal, surgen de una región del embrión conocida como cresta urogenital. También hay varias glándulas que se derivan de células que se originan en múltiples regiones del embrión. Por ejemplo, la glándula pituitaria (hipófisis) está compuesta de células del sistema nervioso y del tracto digestivo.

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El médico inglés Thomas Addison fue el primero en correlacionar un conjunto de síntomas de la enfermedad con cambios patológicos en una glándula endocrina.

Cada glándula endocrina también tiene un rico suministro de vasos sanguíneos. Esto es importante no sólo porque los nutrientes son entregados a la glándula por los vasos sanguíneos, sino también porque las células de la glándula que alinean estos vasos son capaces de detectar niveles séricos de hormonas específicas u otras sustancias que afectan directamente la síntesis y secreción de la hormona glándula Produce. La secreción hormonal es a veces muy compleja, porque muchas glándulas endocrinas secretan más de una hormona. Además, algunos órganos funcionan tanto como glándulas exocrinas como como glándulas endocrinas. El ejemplo más conocido de tal órgano es el páncreas.

Además de las células endocrinas tradicionales, las células nerviosas especialmente modificadas dentro del sistema nervioso secretan hormonas importantes en la sangre. Estas células nerviosas especiales se denominan células neurosecretoras, y sus secreciones se denominan neurohormonas para distinguirlas de las hormonas producidas por las células endocrinas tradicionales. Las neurohormonas se almacenan en las terminales de las células neurosecretoras y se liberan en el torrente sanguíneo tras la estimulación de las células.

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Las neurorremonas se liberan de las células nerviosas neurossecretoras. Estas células nerviosas se consideran verdaderas células endocrinas porque producen y secretan hormonas que entran en la circulación para alcanzar sus células diana.

La mayoría de las hormonas son de dos tipos: hormonas de proteína (incluyendo péptidos y aminoácidos modificados) o hormonas esteroides. La mayoría de las hormonas son hormonas proteicas. Son altamente solubles en agua y pueden transportarse fácilmente a través de la sangre. Cuando inicialmente se sintetiza dentro de la célula, las hormonas proteicas están contenidas dentro de moléculas biológicamente inactivas grandes llamadas prohormonas.

Una enzima divide la porción inactiva de la porción activa de la prohormona, formando de este modo la hormona activa que luego se libera de la célula a la sangre. Hay menos hormonas esteroides que las hormonas proteicas, y todas las hormonas esteroides se sintetizan a partir de la molécula precursora de colesterol. Estas hormonas (y algunas de las hormonas de la proteína) circulan en la sangre como hormona que es libre y como hormona que está ligada a proteínas específicas. Es la hormona libre libre que tiene acceso a los tejidos para ejercer la actividad hormonal.

Las hormonas actúan sobre sus tejidos diana al unirse y activar moléculas específicas llamadas receptores. Los receptores se encuentran en la superficie de las células diana en el caso de las hormonas proteínicas y peptídicas, o se encuentran dentro del citoplasma o núcleos de células diana en el caso de hormonas esteroideas y hormonas tiroideas. Cada receptor tiene una fuerte afinidad altamente específica (atracción) para una hormona particular. Una hormona puede tener un efecto sólo en aquellos tejidos que contienen receptores específicos para esa hormona. A menudo, un segmento de la molécula de la hormona tiene una afinidad química fuerte para el receptor mientras que otro segmento es responsable de iniciar la acción específica de la hormona. Por lo tanto, las acciones hormonales no son generales en todo el cuerpo, sino más bien están dirigidas a tejidos diana específicos.

Un complejo hormona-receptor activa una cadena de respuestas químicas específicas dentro de las células del tejido objetivo para completar la acción hormonal. Esta acción puede ser el resultado de la activación de enzimas dentro de la célula diana, la interacción del complejo hormona-receptor con el ácido desoxirribonucleico (ADN) en el núcleo de la célula (y la consiguiente estimulación de la síntesis de proteínas), o una combinación de ambos . Puede incluso resultar en la secreción de otra hormona.

Función del sistema endocrino

La naturaleza de la regulación endocrina


La secreción de las glándulas endocrinas no es un proceso fortuito; Está sujeta a un control preciso e intrincado para que sus efectos puedan integrarse con los del sistema nervioso y del sistema inmune. El nivel más simple de control sobre la secreción de las glándulas endocrinas reside en la propia glándula endocrina. La señal de una glándula endocrina para secretar más o menos de su hormona está relacionada con la concentración de alguna sustancia, ya sea una hormona que influye en la función de la glándula (una hormona trópica), un producto bioquímico (por ejemplo, glucosa) Elemento biológicamente importante (por ejemplo, calcio o potasio). Debido a que cada glándula endocrina tiene un rico suministro de sangre, cada glándula es capaz de detectar pequeños cambios en las concentraciones de sus sustancias reguladoras.

Algunas glándulas endocrinas son controladas por un simple mecanismo de retroalimentación negativa. Por ejemplo, los mecanismos de señalización de retroalimentación negativa en las glándulas paratiroides (localizadas en el cuello) se basan en la actividad de unión de los receptores sensibles al calcio que están localizados en la superficie de las células paratiroideas. La disminución de las concentraciones de calcio en el suero da lugar a una disminución de la actividad de unión al receptor de calcio que estimula la secreción de parathormone de las glándulas paratiroides.

El aumento de la concentración sérica de parathormone estimula la resorción ósea (descomposición) para liberar calcio en la sangre y la reabsorción de calcio en el riñón para retener el calcio en la sangre, restaurando así las concentraciones séricas de calcio a niveles normales. Por el contrario, las concentraciones incrementadas de calcio en suero dan lugar a una mayor actividad de unión al receptor de calcio ya la inhibición de la secreción de parathormona por las glándulas paratiroides. Esto permite que las concentraciones séricas de calcio disminuyan a niveles normales. Por lo tanto, en las personas con glándulas paratiroides normales, las concentraciones séricas de calcio se mantienen dentro de un intervalo muy estrecho, incluso en presencia de grandes cambios en la ingesta de calcio o las pérdidas excesivas de calcio del cuerpo.

El control de las secreciones hormonales de otras glándulas endocrinas es más complejo, porque las glándulas mismas son órganos diana de un sistema regulador denominado eje hipotálamo-glándula pituitaria-objetivo. Los principales mecanismos de este sistema regulador consisten en bucles de retroalimentación negativa de interconexión compleja que implican el hipotálamo (una estructura localizada en la base del cerebro y por encima de la glándula pituitaria), la glándula pituitaria anterior y la glándula objetivo. El hipotálamo produce neurohormonas específicas que estimulan la glándula pituitaria para secretar hormonas pituitarias específicas que afectan a cualquiera de varios órganos diana, incluyendo la corteza suprarrenal, las gónadas (testículos y ovarios) y la glándula tiroides. Por lo tanto, el eje de la glándula hipotálamo-hipófisis-objetivo permite tanto la entrada neural y hormonal en la producción hormonal de la glándula objetivo.

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La glándula pituitaria secreta múltiples hormonas, incluyendo la hormona estimulante de los melanocitos (MSH, o intermedina), la hormona adrenocorticotrópica (ACTH) y la tirotropina (hormona estimulante de la tiroides).

Cuando es estimulada por la hormona pituitaria apropiada, la glándula objetivo secreta su hormona (hormona de la glándula de la blanco) que entonces se combina con los receptores situados en sus tejidos de la blanco. Estos receptores incluyen receptores situados en las células pituitarias que forman la hormona particular que gobierna la glándula objetivo. Si la cantidad de hormona glándula objetivo en la sangre aumenta, las acciones de la hormona en sus órganos diana aumenta.

En la glándula pituitaria, la hormona de la glándula objetivo actúa para disminuir la secreción de la hormona pituitaria adecuada, lo que resulta en menos estimulación de la glándula objetivo y una disminución en la producción de la hormona por la glándula objetivo. Por el contrario, si la producción de hormonas por una glándula objetivo disminuye, la disminución de las concentraciones séricas de la hormona de la glándula objetivo conduce a un aumento de la secreción de la hormona pituitaria en un intento de restaurar la producción de hormonas de la glándula objetivo a la normalidad. El efecto de la hormona glándula objetivo sobre sus tejidos diana es cuantitativo; Es decir, dentro de los límites, la mayor (o menor) cantidad de hormona de la glándula diana unida a receptores en los tejidos diana, mayor (o menor) la respuesta de los tejidos diana.

En el eje de la glándula hipotálamo-hipófisis-objetivo, un segundo bucle de retroalimentación negativa se superpone al primer bucle de retroalimentación negativa. En este segundo ciclo, la hormona de la glándula objetivo se une a las células nerviosas del hipotálamo, inhibiendo así la secreción de hormonas hipotalámicas específicas (neurohormonas) que estimulan la secreción de hormonas pituitarias (un elemento importante en el primer bucle de retroalimentación negativa). Las neurohormonas hipotalámicas se liberan dentro de un conjunto de venas que conecta el hipotálamo con la glándula pituitaria (la circulación hipofisaria-portal), por lo que las neurohormonas alcanzan la glándula pituitaria en altas concentraciones. Las hormonas de la glándula objetivo afectan la secreción de hormonas hipotalámicas de la misma manera que afectan la secreción de hormonas pituitarias, reforzando así su efecto en la producción de la hormona pituitaria.

La importancia del segundo bucle de retroalimentación negativa reside en el hecho de que las células nerviosas del hipotálamo reciben impulsos de otras regiones del cerebro, incluyendo la corteza cerebral (el centro de las funciones mentales superiores, el movimiento, las percepciones, la emoción, etc.) Permitiendo así al sistema endocrino responder a tensiones físicas y emocionales. Este mecanismo de respuesta implica la interrupción del circuito de retroalimentación primario para permitir que las concentraciones séricas de hormonas se incrementen o disminuyan en respuesta a las tensiones ambientales que activan el sistema nervioso. El resultado final de los dos lazos de retroalimentación negativa es que, en circunstancias normales, la producción de hormonas por las glándulas objetivo y las concentraciones séricas de la hormona glándula objetivo se mantienen dentro de límites muy estrechos, pero que, en circunstancias extraordinarias, este control estricto puede ser superado por estímulos Originarios fuera del sistema endocrino.

Existen importantes mecanismos complementarios que controlan la función endocrina. Cuando se encuentra más de un tipo de célula dentro de una glándula endocrina única, las hormonas secretadas por un tipo celular pueden ejercer un efecto modulador directo sobre las secreciones de los otros tipos celulares. Esta forma de control se conoce como control paracrino. De manera similar, las secreciones de una célula endocrina pueden alterar la actividad de la misma célula, una actividad conocida como control autocrino. Por lo tanto, la actividad de las células endocrinas puede ser modulada directamente desde dentro de la propia glándula endocrina, sin la necesidad de que las hormonas entren en el torrente sanguíneo.

Si se excluye el requisito de que una hormona actúe en un sitio alejado de las células endocrinas en las que se produce la hormona de las características definitorias de las hormonas, se pueden considerar como hormonas clases adicionales de materiales biológicamente activos. Los neurotransmisores, un grupo de compuestos químicos de composición variable, se secretan en todas las sinapsis (uniones entre las células nerviosas sobre las que deben viajar los impulsos nerviosos). Facilitan o inhiben la transmisión de impulsos neurales y han dado lugar a la ciencia de la neuroendocrinología (rama de la medicina que estudia la interacción del sistema nervioso y el sistema endocrino). Un segundo grupo de sustancias biológicamente activas se denomina prostaglandinas. Las prostaglandinas son un grupo complejo de derivados de ácidos grasos que son producidos y secretados por muchos tejidos. Las prostaglandinas median importantes efectos biológicos en casi todos los sistemas orgánicos del cuerpo.

Otro grupo de sustancias, llamadas factores de crecimiento, poseen actividad hormonal. Los factores de crecimiento son sustancias que estimulan el crecimiento de tejidos específicos. Son distintas de la hormona de crecimiento pituitaria en que se identificaron sólo después de que se observó que las células diana cultivadas fuera del organismo en cultivo de tejidos podrían estimularse a crecer y reproducirse mediante extractos de suero o tejido químicamente distintos de la hormona del crecimiento.

Otra área de la actividad hormonal que ha estado bajo intensa investigación es el efecto de las hormonas endocrinas sobre el comportamiento. Si bien los simples efectos hormonales directos sobre el comportamiento humano son difíciles de documentar debido a las complejidades de la motivación humana, hay muchas demostraciones convincentes del comportamiento mediado por hormonas en otras formas de vida. Un caso especial es el de la feromona, una sustancia generada por un organismo que influye, por su olor, en el comportamiento de otro organismo de la misma especie. Un ejemplo a menudo citado es el olor almizclado de las hembras de muchas especies, que provoca excitación sexual en el macho. Tales mecanismos tienen valor adaptativo para la supervivencia de las especies.

El sistema endocrino y el sistema humano


Mantenimiento de la homeostasis



Para que un organismo funcione normalmente y eficazmente, es necesario que los procesos bioquímicos de sus tejidos funcionen suavemente y conjuntamente en un entorno estable. El sistema endocrino proporciona un mecanismo esencial llamado homeostasis que integra las actividades corporales y al mismo tiempo asegura que la composición de los fluidos corporales bañando las células constituyentes permanece constante.

Los científicos han postulado que las concentraciones de las diversas sales presentes en los fluidos del cuerpo se asemejan mucho a las concentraciones de sales en los mares primordiales, que alimentaron los organismos simples de los cuales las especies cada vez más complejas han evolucionado. Cualquier cambio en la composición de sal de los fluidos que rodean a las células, tales como el fluido extracelular y la porción fluida de la sangre circulante (el suero), requiere grandes cambios compensadores en las concentraciones de sales dentro de las células. Como resultado, la constancia de estas sales (electrolitos) dentro y fuera de las células está estrechamente vigilada. Incluso pequeños cambios en las concentraciones séricas de estos electrolitos (por ejemplo, sodio, potasio, cloruro, calcio, magnesio y fosfato) provocan respuestas inmediatas del sistema endocrino para restablecer concentraciones normales. Estas respuestas se inician a través de mecanismos reguladores de retroalimentación negativa similares a los descritos anteriormente.

No sólo se mantiene la concentración de cada electrólito individual a través de la homeostasis, sino que también se mantiene la concentración total de todos los electrolitos por unidad de fluido (osmolalidad). Si este no fuera el caso, un aumento en la osmolalidad extracelular (un aumento en las concentraciones de electrolitos fuera de las células) daría como resultado el movimiento del fluido intracelular a través de la membrana celular al fluido extracelular. Debido a que los riñones excretan gran parte del líquido del volumen extracelular expandido, se produciría deshidratación. Por el contrario, la disminución de la osmolalidad sérica (una disminución de las concentraciones de electrolitos fuera de las células) conduciría a una acumulación de líquido dentro de las células.

Otro mecanismo homeostático implica el mantenimiento del volumen plasmático. Si el volumen total de líquido dentro de la circulación aumenta (sobrehidratación), la presión contra las paredes de los vasos sanguíneos y el corazón aumenta, estimulando las áreas sensibles en el corazón y las paredes del recipiente para liberar hormonas. Estas hormonas, llamadas hormonas natriuréticas, aumentan la excreción de agua y electrolitos por el riñón, reduciendo así el volumen del plasma a la normalidad.

Los sistemas hormonales también proporcionan la homeostasis de nutrientes y combustibles que son necesarios para el metabolismo del cuerpo. Por ejemplo, la concentración de glucosa en sangre está estrechamente regulada por varias hormonas para asegurar que la glucosa esté disponible cuando sea necesario y almacenada cuando está en abundancia. Después de que los alimentos se ingieren, el aumento de las concentraciones de glucosa en sangre estimula la secreción de insulina. La insulina estimula entonces la absorción de glucosa por el tejido muscular y el tejido adiposo e inhibe la producción de glucosa por el hígado. Por el contrario, durante el ayuno, las concentraciones de glucosa en sangre y la secreción de insulina disminuyen, aumentando así la producción de glucosa por el hígado y disminuyendo la absorción de glucosa por el tejido muscular y el tejido adiposo y evitando mayores reducciones en las concentraciones de glucosa en sangre.

Crecimiento y diferenciación



A pesar de los muchos mecanismos diseñados para mantener un ambiente interno constante, el propio organismo está sujeto a cambios: nace, madura y envejece. Estos cambios se acompañan de muchos cambios en la composición de los fluidos corporales y tejidos. Por ejemplo, la concentración sérica de fosfato en niños sanos oscila entre aproximadamente 4 y 7 mg por 100 ml (1,1 a 2,1 milimoles por litro [mmol / l]), mientras que la concentración en adultos normales oscila entre aproximadamente 3 y 4,5 mg por 100 ml (1 a 1,3 mmol / l). Estos y otros cambios más llamativos forman parte de una segunda función principal del sistema endocrino, a saber, el control del crecimiento y el desarrollo.

El feto mamífero se desarrolla en el útero de la madre en un sistema conocido como la unidad fetoplacentaria. En este sistema el feto está bajo la poderosa influencia de las hormonas de sus propias glándulas endocrinas y hormonas producidas por la madre y la placenta. Las glándulas endocrinas maternas aseguran que una adecuada mezcla de nutrientes se transfiere a través de la placenta al feto en crecimiento. Las hormonas también están presentes en la leche materna y se transfieren a los lactantes.

La diferenciación sexual del feto en un varón o en una hembra también se controla mediante cambios hormonales de tiempo delicado. Tras el nacimiento y un período de crecimiento constante en la infancia y la infancia, los cambios asociados con la pubertad y la adolescencia tienen lugar. Esta transformación dramática de un adolescente en un adulto físicamente maduro también es iniciado y controlado por el sistema endocrino. Además, el proceso de envejecimiento y senescencia en adultos se asocia con cambios endocrinos relacionados.

Respuestas adaptativas al estrés



A lo largo de la vida, el sistema endocrino y las hormonas que segrega mejoran la capacidad del cuerpo para responder a estímulos internos y externos estresantes. El sistema endocrino permite no sólo el organismo individual sino también la especie para sobrevivir. Animales y seres humanos amenazados amenazados responden al estrés con múltiples cambios físicos, incluyendo cambios endocrinos, que los preparan para reaccionar o retroceder. Este proceso se conoce como la respuesta de "lucha o huida". Los cambios endocrinos asociados con esta respuesta incluyen aumento de la secreción de cortisol por la corteza suprarrenal, aumento de la secreción de glucagón por las células de los islotes del páncreas y aumento de la secreción de epinefrina y norepinefrina por la médula suprarrenal.

También se producen respuestas adaptativas a tensiones más prolongadas. Por ejemplo, en estados de hambre o malnutrición, hay una producción reducida de hormona tiroidea, lo que conduce a una tasa metabólica más baja. Una baja tasa metabólica reduce la tasa de consumo de combustible del cuerpo y por lo tanto reduce la tasa de consumo de los almacenes de energía restantes. Este cambio tiene un valor obvio de supervivencia ya que la muerte por inanición es diferida. La desnutrición también causa una disminución en la producción de gonadotropinas y esteroides sexuales, reduciendo la necesidad de combustible para apoyar los procesos reproductivos.

Comportamiento de los padres



El sistema endocrino, particularmente el hipotálamo, la pituitaria anterior y las gónadas, está íntimamente involucrado en el comportamiento reproductivo al proporcionar señales físicas, visuales y olfativas (feromonales) que despertarán el interés sexual de los machos y la receptividad sexual de las hembras. Además, hay poderosas influencias endocrinas en la conducta de los padres en todas las especies, incluidos los humanos.

Funciones integrativas



Los sistemas endocrinos de los seres humanos y otros animales cumplen una función esencial de integración. Inevitablemente, los seres humanos están acosados ​​por una variedad de insultos, tales como trauma, infección, formación de tumores, defectos genéticos y daño emocional. Las glándulas endocrinas desempeñan un papel clave en la mediación y la mejora de los efectos de estos insultos en el cuerpo. Los sutiles cambios en los fluidos corporales, aunque menos obvios, también tienen efectos importantes sobre el almacenamiento y el gasto de energía y el crecimiento y desarrollo constantes y oportunos. Estos cambios sutiles resultan en gran medida de la supervisión constante y la respuesta medida del sistema endocrino.

El ciclo menstrual en las mujeres y el proceso reproductivo en hombres y mujeres están bajo control endocrino. El sistema endocrino trabaja en concierto con el sistema nervioso y el sistema inmunológico. Cuando funcionan correctamente, estos tres sistemas dirigen la progresión ordenada de la vida humana y protegen y defienden contra las amenazas a la salud y la supervivencia.

Sistema endocrino: glándulas y hormonas - funciones e historia
El ciclo Menstrual

Síntesis y transporte de hormonas


Síntesis hormonal



Las células endocrinas son bastante homogéneas en apariencia y generalmente son de forma cuboidal. Cuando se ve bajo un microscopio electrónico (un microscopio de extraordinaria potencia de aumento), se puede ver la estructura fina y detallada de las células endocrinas. Muchas de las varias estructuras intracelulares, llamadas organelos, están implicadas en la secuencia de acontecimientos que ocurre durante la síntesis y la secreción de hormonas. En el caso de la síntesis de hormonas proteínicas, la célula diana se estimula cuando una hormona u otra sustancia se une a un receptor en la superficie de la célula. Por ejemplo, la hormona liberadora de la hormona del crecimiento se une a los receptores de la superficie de las células de la pituitaria anterior para estimular la síntesis y la secreción de la hormona del crecimiento.

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Estructura intracelular de una célula endocrina típica. El proceso de síntesis de hormonas proteínicas comienza cuando una hormona o un metabolito activo estimula un receptor en la membrana celular. Esto conduce a la activación de moléculas específicas de ADN en el núcleo ya la formación de una prohormona. La prohormona se transporta a través del retículo endoplásmico, se envasa en vesículas secretoras en el aparato de Golgi, y finalmente se secreta de la célula en su forma de hormona activa.

En algunos casos, la síntesis de hormonas proteicas puede ser estimulada por la entrada de un metabolito en el citoplasma o núcleo de una célula diana. Este tipo de estimulación ocurre cuando la glucosa entra en las células beta productoras de insulina en los islotes de Langerhans del páncreas. También hay hormonas y metabolitos que conducen a la inhibición de actividades celulares específicas. Por ejemplo, la dopamina es liberada de las neuronas y se une a los receptores de lactotropos en la pituitaria anterior para inhibir la secreción de prolactina.

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Islotes de Langerhans,: celdas
Los islotes de Langerhans contienen células alfa, beta y delta que producen glucagón, insulina y somatostatina, respectivamente. Un cuarto tipo de célula de islote, la célula F (o PP), se localiza en la periferia de los islotes y secreta el polipéptido pancreático. Estas hormonas regulan la secreción del otro a través de las interacciones célula-célula parácrina.

La estimulación de un receptor en la superficie celular es seguida por una serie de eventos complejos dentro de la membrana celular. Los eventos que ocurren dentro de la membrana celular luego estimulan las actividades dentro de la célula que conducen a la activación de genes específicos en el núcleo. Los genes contienen secuencias únicas de ADN que codifican hormonas proteicas específicas o enzimas que dirigen la síntesis de otras hormonas. La transcripción de genes da como resultado la formación de moléculas de ácido ribonucleico mensajero (mRNA).

En el caso de la estimulación hormonal, las moléculas de ARNm contienen el código traducido requerido para la síntesis de la hormona (o enzima) proteica diana. Cuando el ARNm sale del núcleo y se asocia con el retículo endoplásmico en el citoplasma, dirige la síntesis de un precursor relativamente inerte de la hormona, llamada prohormona, de los aminoácidos disponibles en el citoplasma. La prohormona se transporta entonces a un organelo llamado el aparato de Golgi, donde se envasa en vesículas conocidas como gránulos secretores. A medida que los gránulos migran a la superficie celular, la prohormona es escindida por una enzima especial llamada enzima proteolítica que separa la región inactiva de la región activa de la hormona. A través de un proceso conocido como exocitosis, la hormona activa es descargada a través de la pared celular en el fluido extracelular. Debe observarse que la misma señal que aumenta la síntesis de una hormona proteica también aumenta normalmente la liberación inmediata de la hormona de los gránulos secretores sintetizados en el fluido extracelular.

El precursor de todas las hormonas esteroides, el colesterol, se produce en tejidos no endocrinos (por ejemplo, el hígado) o se obtiene a partir de la dieta. El colesterol es entonces absorbido por la glándula suprarrenal y las gónadas y se almacena en vesículas dentro del citoplasma. A través de las acciones de varias enzimas, el colesterol se convierte en hormonas esteroides.

El primer paso en la síntesis de la hormona esteroide es la conversión del colesterol en pregnenolona, ​​que ocurre en las mitocondrias (orgánulos que producen la mayor parte de la energía utilizada para los procesos celulares). Esta conversión está mediada por una enzima de escisión, cuya síntesis se estimula en las glándulas suprarrenales por corticotropina (adrenocorticotropina, o ACTH) o angiotensina y en los ovarios y testículos por la hormona folículo-estimulante (FSH) y la hormona luteinizante (LH).

La adrenocorticotropina, la angiotensina, la hormona folículo-estimulante y la hormona luteinizante también estimulan la producción de enzimas necesarias para los pasos posteriores en la síntesis de hormonas esteroideas. Una vez que la pregnenolona se forma, es transportada fuera de la mitocondria y en el retículo endoplasmático, donde se somete a conversión enzimática adicional a progesterona. La progesterona se convierte en hormona esteroide específica. Por ejemplo, en los ovarios y testículos, la progesterona se convierte en andrógenos y estrógenos, y en la corteza suprarrenal, la progesterona se convierte en andrógenos, mineralocorticoides, que regulan el metabolismo de la sal y el agua y los glucocorticoides, que estimulan la descomposición de grasa y músculo. Metabolitos que se pueden convertir en glucosa en el hígado.

El proceso de síntesis de la hormona tiroidea está mediado por varias enzimas. La síntesis de estas enzimas es estimulada por la hormona pituitaria anterior tirotropina (hormona estimulante del tiroides, o TSH). La síntesis de la hormona tiroidea es única en que requiere yodo, que está disponible solamente de la dieta, y ocurre dentro de una proteína ya sintetizada conocida como tiroglobulina. La tiroglobulina también sirve como una proteína de almacenamiento y debe descomponerse para liberar la hormona tiroidea.

Modos de transporte hormonal



La mayoría de las hormonas se secretan en la circulación general para ejercer sus efectos en tejidos diana distantes apropiados. Hay excepciones importantes, sin embargo, tales como las circulaciones auto-contenidas del portal en las cuales la sangre se dirige a una área específica. Una circulación portal comienza en una cama capilar. A medida que los capilares se extienden fuera del lecho capilar, se unen para formar un conjunto de venas, que luego se dividen para formar un segundo lecho capilar. Por lo tanto, la sangre recogida del primer lecho capilar se dirige únicamente a los tejidos alimentados por el segundo lecho capilar.

Dos circulaciones portal en las que se transportan hormonas están presentes en el cuerpo humano. Un sistema, la circulación portal hipotálamo-hipofisaria, recoge sangre de los capilares originados en el hipotálamo y, a través de un plexo de venas que rodean al tallo pituitario, dirige la sangre hacia la glándula pituitaria anterior. Esto permite que las neurohormonas secretadas por las células neuroendocrinas del hipotálamo sean transportadas directamente a las células de la pituitaria anterior. Estas hormonas están en gran parte, pero no enteramente, excluidas de la circulación general. En el segundo sistema, la circulación hepática portal, los capilares originados en el tracto gastrointestinal y el bazo se unen para formar la vena porta, que entra en el hígado y se divide para formar capilares portales. Esto permite que las hormonas de los islotes de Langerhans del páncreas, como la insulina y el glucagón, así como ciertos nutrientes absorbidos del intestino, sean transportados al hígado antes de ser distribuidos por la circulación general.

En el suero, muchas hormonas existen tanto como hormona libre, no unida y como hormona unida a un suero portador o proteína de transporte. Estas proteínas, que son producidas por el hígado, se unen a hormonas específicas en el suero. Las proteínas de transporte incluyen la globulina de unión a hormonas sexuales, que une los estrógenos y los andrógenos; Globulina de unión a corticosteroides, que se une al cortisol; Y la proteína de unión a la hormona del crecimiento, que se une a la hormona del crecimiento. Existen dos proteínas específicas de unión a la hormona tiroidea, la globulina que se une a la tiroxina y la transtiretina (prealbúmina unida a la tiroxina), y al menos seis proteínas de unión para el factor 1 de crecimiento insulínico (IGF-1).

En el suero, las hormonas ligadas a proteínas están en equilibrio con una concentración mucho menor de hormonas libres, no unidas. A medida que la hormona libre deja la circulación para ejercer su acción sobre un tejido, la hormona ligada se libera inmediatamente de su proteína de unión. De este modo, las proteínas de transporte sirven como un depósito dentro de la circulación para mantener una concentración normal de la hormona libre biológicamente importante. Además, las proteínas de transporte protegen contra repentinos aumentos en la secreción hormonal y facilitan la distribución de una hormona a todas las células de órganos grandes como el hígado. La producción de muchas proteínas de transporte es dependiente de hormonas, aumentada por los estrógenos y disminuida por los andrógenos; Sin embargo, la importancia biológica de esta sensibilidad a los esteroides sexuales no es bien entendida.

La afinidad (atracción) de las hormonas para las proteínas de unión no es constante. La hormona tiroidea tiroxina, por ejemplo, se une mucho más estrechamente a la globulina que se une a la tiroxina que la triyodotironina. Por lo tanto, la triyodotironina se libera fácilmente como una molécula libre y tiene un acceso más fácil a los tejidos que la tiroxina. Del mismo modo, entre los esteroides sexuales, la testosterona se une más estrechamente a la hormona sexual vinculante globulina que otros andrógenos o estrógenos.

Biorritmos



Algunas hormonas, como la insulina, se secretan en pulsos cortos cada pocos minutos. Presumiblemente, el tiempo entre pulsos es un reflejo del tiempo de retardo necesario para que la célula secretora de insulina detecte un cambio en la concentración de glucosa en sangre. Otras hormonas, particularmente las de la pituitaria, son segregadas en pulsos que pueden ocurrir a intervalos de una o dos horas. La secreción pulsátil es un requisito necesario para la acción de las gonadotropinas pituitarias. Por ejemplo, la secreción de gonadotropina pituitaria aumenta sustancialmente y se mantiene a niveles aumentados cuando se estimulan las células productoras de gonadotropina (gonadotrofos) a intervalos de 90 a 120 minutos mediante la inyección de la hormona hipotalámica de liberación de gonadotropina. Sin embargo, si los gonadotrofos se someten a una inyección continua de hormona liberadora de gonadotropina, se inhibe la secreción de gonadotropina.

Además de los impulsos de la secreción, muchas hormonas se secretan en diversas tarifas en diversas horas del día y de la noche. Estos cambios periódicos más largos se llaman ritmos circadianos. Un ejemplo de un ritmo circadiano es el del cortisol, la hormona esteroide mayor producida por la corteza suprarrenal. Las concentraciones séricas de cortisol aumentan rápidamente en las primeras horas de la mañana, disminuyen gradualmente durante el día, con pequeñas elevaciones después de las comidas y permanecen disminuidas durante gran parte de la noche. Este ritmo particular depende de los ciclos nocturnos y persiste durante algunos días después de que el avión viaje a diferentes husos horarios. El período de transición se refleja en el conocido fenómeno del jet lag. Otras hormonas siguen ritmos circadianos diferentes. Por ejemplo, las concentraciones séricas de la hormona del crecimiento, la tirotropina y las gonadotropinas son más altas poco después del inicio del sueño. En el caso de las gonadotropinas, este aumento relacionado con el sueño es el primer signo bioquímico del inicio de la pubertad. Además, las mujeres tienen biorritmos mensuales, que se reflejan en sus ciclos menstruales.

Sistema endocrino: glándulas y hormonas - funciones e historia

Ritmo circadiano: valores de cortisol
Ritmo circadiano, una representación gráfica de los valores de cortisol durante un período de 24 horas.

Disfunción endocrina


HIPOFUNCIÓN ENDOCRINA Y DEFECTOS DEL RECEPTOR

En algunos casos, se requiere una disminución en la producción de hormonas, conocida como hipofunción, para mantener la homeostasis. Un ejemplo de hipofunción es la disminución de la producción de hormonas tiroideas durante la inanición y la enfermedad. Debido a que las hormonas tiroideas controlan el gasto energético, existe un valor de supervivencia en la disminución del metabolismo del cuerpo cuando la ingesta de alimentos es baja. Por lo tanto, existe una distinción entre la hipofunción endocrina compensatoria y la hipofunción endocrina verdadera.

Hipofunción endocrina adquirida y congénita



Las glándulas endocrinas pueden ser destruidas en una variedad de maneras, pero la destrucción completa es inusual. Para la mayoría de las glándulas endocrinas, por lo menos el 90 por ciento de la glándula debe destruirse antes de que aparezcan signos importantes de deficiencia hormonal. Hay muchas causas adquiridas de la hipofunción endocrina. En el caso de las glándulas endocrinas emparejadas, tales como las glándulas suprarrenales y las gónadas, la eliminación de uno de los pares es seguida por un aumento compensatorio en la actividad y el tamaño de la glándula restante, lo que permite mantener los niveles hormonales normales. En el caso de trauma físico, incluyendo trauma quirúrgico y hemorragia severa dentro de la glándula, puede ocurrir destrucción de la glándula, lo que conduce a hipofunción endocrina. Otras causas adquiridas de hipofunción endocrina incluyen infiltración por células cancerosas o células inflamatorias; Acumulación de grandes cantidades de un metal (por ejemplo, hierro) o una proteína anormal (por ejemplo, amiloide); Infecciones bacterianas, fúngicas y virales; Y daños por rayos X o elementos radiactivos.

Los defectos o deficiencias congénitas también pueden causar hipofunción de las glándulas endocrinas. La hipofunción congénita de la glándula endocrina puede deberse a una formación incompleta de las glándulas endocrinas durante el desarrollo fetal oa una mutación genética heredada que causa deficiencia de una enzima necesaria para la síntesis de hormonas, deficiencia de sustancias necesarias para la producción de hormonas o deficiencia de receptores en órganos diana que conduce a una reducción Acción hormonal. Además, la hipofunción congénita de las glándulas endocrinas puede ser causada por fármacos u otras sustancias que se absorben a través de la placenta, bloqueando así la producción de hormonas fetales y la señalización hormonal materna. Dado que estos trastornos afectan a la fuente primaria de determinadas hormonas, resultan en un conjunto de condiciones designadas como hipofunción primaria de las glándulas endocrinas.

Hipofunción endocrina autoinmune



Quizás la causa más común de hipofunción endocrina es la autoinmunidad. En los trastornos autoinmunes, las células inmunitarias, como los linfocitos, funcionan incorrectamente, produciendo anticuerpos que reaccionan con los propios tejidos del cuerpo en lugar de con sustancias extrañas (ver el sistema inmunológico, trastorno del sistema inmunológico). En el sistema endocrino, los componentes autoinmunes actúan sobre y generalmente alteran la función de una glándula endocrina. Por ejemplo, en el caso de la glándula tiroides, los anticuerpos pueden ser citotóxicos (destruir células), dañar y eventualmente destruir las células tiroideas; Inhibidor, bloqueando la unión de la tirotropina a sus receptores en las células tiroideas e impidiendo la acción de la tirotropina; O estimulante, imitando la acción de la tirotropina y causando hiperfunción tiroidea. En algunas situaciones, los linfocitos citotóxicos se infiltrarán y atacarán la glándula tiroides.

Hipofunción endocrina secundaria



La hipofunción secundaria es una categoría distinta de hipofunción de la glándula endocrina en la cual la glándula está básicamente intacta pero está inactiva porque no se estimula o se inhibe directamente. Esta forma de hipofunción es reversible en el sentido de que la glándula comienza a funcionar normalmente de nuevo si se suministra la hormona estimulante o si se elimina la hormona o agente inhibidor. Un ejemplo de hipofunción endocrina secundaria es la pérdida de una hormona estimulante (trópica) que se produce como resultado de la destrucción de la glándula pituitaria. En esta situación, las hormonas se pierden en un orden secuencial, comenzando con la hormona del crecimiento, seguido por las gonadotropinas, y seguido por la tirotropina y la adrenocorticotropina. En última instancia, hay un fracaso en el crecimiento y la hipofunción de las gónadas, la glándula tiroides y las glándulas suprarrenales.

Otras causas de hipofunción endocrina



Los cambios en los ambientes bioquímicos pueden conducir a hipofunción endocrina. Un ejemplo bien caracterizado es el estado de deficiencia nutricional causado por la deficiencia de yodo. El yodo es una parte integral de la molécula de la hormona tiroidea, y debe obtenerse de la dieta. El hipotiroidismo, una disminución de la hormona tiroidea disponible, es común en las zonas del mundo en las que los niveles de yodo en el suelo son bajos y por lo tanto los alimentos que se producen y consumen como pilar de la dieta en esas áreas contienen cantidades muy pequeñas de yodo. Los medicamentos también pueden causar hipofunción endocrina. Por ejemplo, los pacientes con trastorno bipolar son a menudo tratados con litio, un fármaco que bloquea la síntesis de la hormona tiroidea. El exceso de una hormona que conduce a la deficiencia de otra hormona puede causar hipofunción endocrina. Por ejemplo, la sobreproducción de prolactina, una hormona pituitaria, resulta en una supresión secundaria de la función gonadal, lo que lleva a la amenorrea en las mujeres ya la impotencia en los hombres. Estos cambios se invierten cuando la concentración sérica de prolactina se reduce a normal.

La deficiencia hormonal también puede ocurrir como resultado de una acción hormonal defectuosa en los órganos diana. Este concepto fue propuesto por primera vez en 1942 por el endocrinólogo clínico estadounidense Fuller Albright. Albright y sus colegas estudiaron a una mujer joven que tenía signos de deficiencia de paratroma, pero que, a diferencia de otros pacientes con deficiencia de parathormone, no mejoró después de la inyección de un extracto preparado de las glándulas paratiroides. Albright denominó este trastorno pseudohipoparatiroidismo y postuló que la perturbación no es una falta de parathormona sino "una incapacidad para responder a ella".

La evidencia directa que apoya esta sugerencia surgió décadas más tarde, y muchos otros ejemplos de falta de respuesta de los tejidos diana a las hormonas han sido documentados desde entonces. Por ejemplo, una ausencia de receptores de andrógenos hace que las personas genéticamente masculinas parezcan ser mujeres. En otro ejemplo, algunos pacientes con diabetes mellitus no responden a grandes cantidades de insulina porque carecen de receptores de insulina eficaces sobre las células diana en el páncreas. En raras ocasiones, una hormona estructuralmente anormal no será reconocida por sus receptores en las células diana, resultando en una actividad biológica reducida de la hormona.

Se creía que la hipofunción endocrina era una causa del envejecimiento; Sin embargo, la única hipofunción endocrina bien documentada asociada con la edad es la pérdida de hormonas ováricas que conducen a la menopausia y durante ella. Incluso en mujeres posmenopáusicas, sin embargo, los ovarios continúan produciendo pequeñas cantidades de estrógenos. Además, hay una disminución en la producción de hormona de crecimiento pituitaria y andrógenos suprarrenales con la edad en mujeres y hombres y una disminución de la función testicular con la edad en los hombres. Para la mayoría de las otras glándulas endocrinas no puede haber ningún cambio o sólo una disminución muy pequeña en la función. Si los cambios tienen valor de supervivencia (o daño) no está claro.

Hiperfunción endocrina



Las glándulas endocrinas que producen cantidades crecientes de hormona se consideran hiperfuncionales y pueden sufrir hipertrofia (aumento en el tamaño de cada célula) e hiperplasia (aumento en el número de células). La hiperfunción puede ser primaria, causada por alguna anormalidad dentro de la misma glándula, o secundaria (compensatoria), causada por cambios en la concentración sérica de una sustancia que normalmente regula la hormona y que a su vez puede ser regulada por la hormona. Por ejemplo, los pacientes diagnosticados con hiperplasia primaria de las glándulas paratiroides han aumentado las concentraciones séricas de calcio como resultado directo de una anomalía de las glándulas paratiroides. Por el contrario, los pacientes diagnosticados con hiperplasia paratiroidea secundaria han disminuido las concentraciones séricas de calcio, resultando en la estimulación de las glándulas paratiroides para producir más parathormone en un intento de restaurar las concentraciones séricas de calcio a la normal.

En algunos casos, algunas de las células de una glándula hiperplásica sufren una serie de transformaciones que dan lugar a la formación de un tumor. En la mayoría de los casos, sin embargo, los tumores endocrinos surgen de tejido endocrino normal. Los tumores endocrinos son en gran medida autónomos, lo que significa que son insensibles a cualquier inhibición de la producción hormonal impuesta a través de mecanismos de control de retroalimentación negativa. La gran mayoría de los tumores endocrinos son tumores benignos (adenomas), pero algunos son tumores malignos (carcinomas). Los tumores malignos no sólo son hiperfuncionales sino que también son capaces de invadir estructuras adyacentes y propagarse (metastatizar) a órganos distantes. Algunos pacientes tienen tumores de varias glándulas endocrinas (véase más abajo Trastornos ectópicos de la hormona y poliglandular), que se ha descrito como un síndrome hereditario llamado neoplasia endocrina múltiple (MEN). Mientras que muchos tumores endocrinos son hiperfuncionales, otros no producen hormonas en absoluto.

El exceso de secreción hormonal y los síntomas resultantes pueden ser causados ​​por hiperplasia de la glándula endocrina intrínseca o tumores o por estimulación anormal. Un ejemplo de estimulación anormal que conduce a la hiperfunción endocrina es la enfermedad de Graves, que se caracteriza por la producción de anticuerpos que se unen y estimulan los receptores de la tirotropina en la glándula tiroides. Esto da como resultado la producción descontrolada de hormona tiroidea e hiperplasia tiroidea. Pueden producirse otros síndromes de hiperfunción endocrina cuando un pequeño tumor endocrino, inocuo en sí mismo, secreta cantidades excesivas de una hormona estimulante, lo que provoca una hiperplasia secundaria de la glándula diana. Un ejemplo clásico de tal situación es la enfermedad de Cushing, en la cual un pequeño tumor pituitario produce cantidades excesivas de adrenocorticotropina que causan hiperfunción e hiperplasia de las glándulas suprarrenales.

Algunos tumores endocrinos producen cantidades en exceso de la hormona esperada y cantidades en exceso de una hormona que normalmente es secretada por una glándula endocrina diferente. Por ejemplo, los carcinomas medulares del tiroides se originan a partir de células C (células parafoliculares) que producen normalmente calcitonina, una hormona que disminuye transitoriamente las concentraciones séricas de calcio. Estos tumores pueden producir no sólo calcitonina, sino también adrenocorticotropina, que normalmente es secretada por las células de la glándula pituitaria. Además, los tumores que surgen de tejidos que habitualmente no tienen función endocrina pueden producir una o más hormonas. Un ejemplo típico es el cáncer de pulmón, que puede producir uno o más de una serie de hormonas, más comúnmente la vasopresina (hormona antidiurética) y la adrenocorticotropina. Tales tumores se denominan tumores ectópicos que producen hormonas.

Glándulas Y Hormonas Del Sistema Endocrino Humano

Consideraciones anatómicas

Los órganos secretores que componen el sistema endocrino humano, como la glándula pituitaria anterior, las glándulas suprarrenales y el páncreas, sintetizan y secretan hormonas específicas. Además, muchas glándulas endocrinas, como la glándula tiroides, los ovarios y los testículos, son órganos discretos, fácilmente reconocibles, con bordes definidos y funciones endocrinas. Otras glándulas están incrustadas dentro de las estructuras; Por ejemplo, los islotes de Langerhans están incrustados dentro del páncreas y pueden verse claramente sólo bajo el microscopio.

Glándulas y hormonas del sistema endocrino humano y sus funciones principales

Sistema endocrino: glándulas y hormonas - funciones


Sistema endocrino: glándulas y hormonas - funciones


Sistema endocrino: glándulas y hormonas - funciones


Sistema endocrino: glándulas y hormonas - funciones


Sistema endocrino: glándulas y hormonas - funciones e historia

Sistema endocrino, humano: glándulas principales del sistema endocrino humano
Principales glándulas del sistema endocrino humano. El hipotálamo estimula la glándula pituitaria e influye en la ingesta de alimentos, la regulación del peso, la ingesta de líquidos y el equilibrio, la sed, el calor corporal y el ciclo del sueño. Las hormonas hipofisarias estimulan el crecimiento, el desarrollo de óvulos y espermatozoides, la secreción de leche y la liberación de hormonas por otras glándulas. La glándula pineal puede desempeñar un papel importante en la maduración sexual y el ritmo circadiano. Las hormonas tiroideas regulan la tasa metabólica de los tejidos, estimulan la contracción del músculo cardíaco y son necesarias para el crecimiento normal y el desarrollo del cerebro antes del nacimiento y durante la infancia. La hormona paratiroidea regula los niveles de calcio, fósforo y magnesio. Las glándulas suprarrenales regulan la retención de agua y sal, algunas reacciones del sistema inmunológico y la presión arterial. Los islotes de Langerhans regulan los niveles de azúcar en la sangre. Los ovarios y los testículos producen hormonas que regulan el sistema reproductivo y que producen características sexuales secundarias masculinas y femeninas.

Otros tejidos corporales también pueden funcionar como órganos endocrinos. Los ejemplos incluyen los pulmones, el corazón, los músculos esqueléticos, los riñones, el revestimiento del tracto gastrointestinal y los haces de células nerviosas llamadas núcleos. Si bien todas las células nerviosas son capaces de secretar neurotransmisores en las sinapsis (pequeñas lagunas) entre los nervios adyacentes, las células nerviosas que regulan ciertas funciones endocrinas -por ejemplo, las células nerviosas de la glándula pituitaria posterior (neurohipófisis) -crean neurohormonas directamente en el torrente sanguíneo.

A veces, las células endocrinas de diferentes orígenes embriológicos que secretan diferentes hormonas residen lado a lado dentro de una glándula. El ejemplo más evidente de esto es la existencia de las células parafoliculares que residen entre las células foliculares tiroideas dentro de la glándula tiroides. Las glándulas endocrinas con poblaciones mixtas de células no han evolucionado por casualidad. Las secreciones hormonales de un tipo de célula pueden regular la actividad de células adyacentes que tienen características diferentes. Esta acción directa sobre células contiguas, en las que una hormona se difunde desde su célula de origen directamente a las células diana sin entrar en la circulación, se conoce como función paracrina. Excelentes ejemplos de las acciones parácrinas de las hormonas son proporcionados por los ovarios y los testículos.

Los estrógenos producidos en los ovarios son cruciales para la maduración de los folículos ováricos antes de la ovulación. De manera similar, la testosterona producida por las células de Leydig de los testículos actúa sobre los túbulos seminíferos adyacentes para estimular la espermatogénesis. En estos casos, concentraciones locales muy altas de hormonas estimulan los órganos diana. Una hormona también puede actuar en su propia célula, un fenómeno conocido como función autocrina.

Sistema endocrino: glándulas y hormonas - funciones e historia

Célula parafolicular
Las células C, o células parafoliculares, de la glándula tiroides (indicada por la flecha marcada con "P") producen una hormona llamada calcitonina, que regula los niveles séricos de calcio.

Mecanismos de regulación de realimentación de la señalización endocrina


Un suministro constante de la mayoría de las hormonas es esencial para la salud, y los aumentos sostenidos o disminuciones en la producción de hormonas a menudo conducen a la enfermedad. Muchas hormonas se producen a una velocidad relativamente constante, y en individuos sanos las concentraciones séricas del día a día de estas hormonas se encuentran dentro de un rango normal bastante estrecho. Sin embargo, las concentraciones hormonales en la circulación pueden cambiar en respuesta a influencias estimuladoras o inhibidoras que actúan sobre las células productoras de hormonas o a aumentos o disminuciones en la degradación o excreción de las hormonas.

La producción hormonal y las concentraciones séricas de hormonas se mantienen mediante mecanismos de retroalimentación. Las glándulas objetivo, como la glándula tiroides, las glándulas suprarrenales y las gónadas, están bajo regulación de retroalimentación distante por el eje de la glándula hipotalámica-hipófisis-objetivo. Otros sistemas hormonales, sin embargo, están bajo mecanismos de regulación de retroalimentación directa. Por ejemplo, las concentraciones séricas de calcio son detectadas directamente por los receptores de calcio en las glándulas paratiroides, y las concentraciones de glucosa en sangre son detectadas directamente por las células beta de los islotes de Langerhans. El metabolismo de las hormonas después de su secreción también sirve como mecanismo de regulación hormonal y puede dar como resultado un aumento o una disminución de la actividad hormonal. Por ejemplo, la tiroxina (T4) puede convertirse en triyodotironina (T3), un cambio que aumenta sustancialmente su potencia hormonal, o puede convertirse en triyodotironina inversa (T3 inversa), una molécula con los mismos tres átomos de yodo que tiene un mínimo biológico actividad.

Sistema endocrino: glándulas y hormonas - funciones e historia


Tiroxina: dibujo estructural
Dibujo estructural de T3, T3 inverso y T4, que muestra la síntesis de T3 y T3 inversa de T4.

Crecimiento y desarrollo


Los procesos de crecimiento y desarrollo están gobernados por muchos factores, incluyendo la capacidad inherente de los tejidos para el crecimiento y la diferenciación, la influencia hormonal del sistema endocrino y las señales estimuladoras del sistema nervioso. En la cantidad de tiempo entre la 10ª y la 20ª semana de embarazo, el feto crece 12,7 cm (5 pulgadas) de longitud. Esta tasa de crecimiento fenomenal disminuye dramáticamente a medida que se acerca el nacimiento.

Sistema endocrino: glándulas y hormonas - funciones e historia

Una imagen de ultrasonido de un feto humano.

El peso al nacer es un marcador importante de la nutrición durante la gestación y un importante predictor del crecimiento después del nacimiento. El bajo peso al nacer es común entre los lactantes de madres cuyas historias familiares incluyen bajo peso al nacer, y también puede ser un indicio de nacimiento prematuro o de malnutrición intrauterina. El crecimiento rápido se produce durante la infancia y luego se ralentiza hasta el inicio de la pubertad, cuando aumenta sorprendentemente durante varios años. El brote de crecimiento puberal dura de 2 a 3 años, y se acompaña de la aparición de características sexuales secundarias. El brote de crecimiento puberal se asocia con un aumento en la secreción nocturna de la hormona del crecimiento y un aumento de las concentraciones séricas de esteroides sexuales. El potencial de crecimiento de un niño se puede estimar con moderada precisión a partir de las medidas de la altura del niño y de las alturas de los padres y de las mediciones de la edad ósea del hueso del niño.

Estimaciones precisas de la edad ósea en los niños se pueden hacer de rayos X de las manos y las muñecas. Estos rayos X revelan el grado de maduración de las epífisis (centros de crecimiento) de los huesos, lo que permite comparar la edad ósea del niño examinado con la edad ósea de niños sanos de la misma edad cronológica. En niños con trastornos endocrinos, la edad ósea puede no correlacionarse estrechamente con la edad cronológica. Por ejemplo, la edad ósea se retrasa en niños con deficiencia de hormona de crecimiento y se acelera en niños con tumores productores de hormonas de crecimiento. El hipertiroidismo, aun cuando ocurre en el embrión en desarrollo, se asocia con un aumento de la edad ósea, mientras que el hipotiroidismo se asocia con una disminución de la edad ósea. Los niños con síndrome de Cushing no sólo tienen osteoporosis, sino que también han retrasado el crecimiento y la edad ósea.

El exceso de producción de andrógenos o estrógenos en la infancia se asocia con un aumento en la tasa de crecimiento y una aceleración de la maduración epifisaria de modo que la edad ósea es avanzada. El exceso de producción de andrógenos y estrógenos, en última instancia, causa el cierre prematuro de las epífisis y baja estatura. La deficiencia de andrógenos y estrógenos durante los períodos cruciales de crecimiento en la infancia conduce a un retraso en la maduración epifisaria (edad del hueso retardada) y, por consiguiente, en los individuos afectados adultos tienen brazos largos y piernas largas y tronco normal (eunuchoid habitus, o altura que Es igual o menor que el span del brazo).

Trastornos relacionados con el desarrollo endocrino


Hay una serie de trastornos de crecimiento y desarrollo que surgen de la diferenciación sexual aberrante durante el desarrollo embrionario. Muchos de estos trastornos resultan de anormalidades en el número de cromosomas sexuales. Los seres humanos poseen un total de 46 cromosomas, dos de los cuales son cromosomas sexuales, designados X e Y. Los individuos con dos cromosomas X (XX) son mujeres, y los individuos con un cromosoma X y un cromosoma Y (XY) son varones. Ejemplos de condiciones que afectan a los cromosomas sexuales, y por lo tanto al crecimiento y desarrollo, incluyen el síndrome de Klinefelter (47, XXY, 48, XXYY, 48, XXXY, 49, XXXYY y 49, XXXXY), síndrome de Turner (45, X, 46, XX , 45, X, y 47, XXX), y hermafroditismo (46, XX).

Hormona ectópica y trastornos poliglandulares


Existen varios síndromes de hipersecreción hormonal que son causados ​​por la producción no regulada de hormonas, usualmente por tumores. La producción hormonal ectópica implica la síntesis y secreción de hormonas peptídicas o proteínicas por tumores benignos o malignos de tejidos que normalmente no sintetizan y secretan la hormona particular. La hormona que más comúnmente se produce ectopically es la hormona adrenocorticotropic (ACTH), resultando en el síndrome de Cushing ectópico.

Este síndrome ocurre con mayor frecuencia en pacientes con carcinomas de pulmón de células pequeñas (SCLC), pero puede ocurrir en pacientes con tumores carcinoides (tumores benignos o malignos que secretan sustancias hormonales como la serotonina), tumores de células de islote del páncreas, Y carcinomas de muchos otros órganos. Muchos pacientes con producción de corticotropina ectópica tienen los síntomas y signos del síndrome de Cushing, así como la pigmentación intensa, causada por la hipersecreción de ACTH y el agotamiento severo de potasio (hipocaliemia), causado por la acción mineralocorticoide de altas concentraciones séricas de cortisol. El tratamiento normalmente implica la extirpación quirúrgica o la destrucción inducida por fármacos del tumor. Sin embargo, en los casos en que el tumor no puede ser removido o su función reducida, la adrenalectomía (extirpación de las glándulas suprarrenales) o el tratamiento con un fármaco como el cetoconazol, un fármaco antimicótico que inhibe la síntesis de esteroides suprarrenales, puede ser más eficaz.

La producción de hormonas ectópicas puede resultar en numerosas condiciones fisiológicas anormales relacionadas con las hormonas, incluyendo hipercalcemia (aumento de las concentraciones séricas de calcio), hiponatremia (disminución de las concentraciones séricas de sodio), hipoglucemia (disminución de las concentraciones de azúcar en sangre) y acromegalia. La producción de hormonas inducida por tumores (o la producción de sustancias similares a hormonas) puede causar muchas de estas condiciones. Por ejemplo, la hipercalcemia puede ser causada por la producción tumoral de proteína relacionada con la hormona paratiroidea (estructuralmente similar a la paratormona) o, raramente, por la producción tumoral de parathormona, la 1,25-dihidroxivitamina D3 (la forma activa de vitamina D en tejidos animales; Algunas veces llamado calcitriol, o 1,25-dihidroxicolecalciferol), o interleuquinas (mediadores de la respuesta inmune). La hipercalcemia también puede ser causada por la invasión y destrucción del tejido óseo por un tumor. La hiponatremia puede ocurrir como resultado de la secreción de vasopresina (hormona antidiurética), generalmente por carcinomas de pulmón de células pequeñas, y la hipoglucemia puede ser causada por la producción de tumores de factores de crecimiento similares a la insulina o, muy raramente, insulina. La acromegalia es causada por la producción de tumores de la hormona del crecimiento o, muy raramente, por la producción de tumores de la hormona liberadora de la hormona del crecimiento (GHRH). El tratamiento está dirigido a eliminar el tumor ofensivo, reducir el tamaño o la actividad del tumor, o mitigar los efectos de la hormona que se produce en exceso.

No se produce la producción de tirotropina, hormona luteinizante y hormona folículo-estimulante por tumores no hipofisarios. De forma similar, no se produce la producción de hormonas esteroideas o tiroideas por tumores de tejidos que normalmente no producen estas hormonas. Esto puede deberse a que estas hormonas tienen un alto grado de complejidad estructural, con múltiples anillos, cadenas de aminoácidos y moléculas de carbohidratos, y la producción de estas hormonas depende de los genes expresados ​​por el tumor que se requieren para producir las múltiples enzimas implicadas En la síntesis de hormonas. La hormona placentaria conocida como gonadotropina coriónica humana, que es estructuralmente similar a la hormona luteinizante y tiene propiedades biológicas similares, es producida por tumores de células de origen embrionario, tales como hepatoblastomas y tumores coriónicos (por ejemplo, lunares hidatidiformes y coriocarcinomas) y ocasionalmente Producido por otros tumores. Los efectos clínicos del exceso de producción de gonadotropina coriónica incluyen el desarrollo puberal precoz en niños, la hiperestimulación ovárica en mujeres y el exceso de estrógenos en los hombres. Los tumores coriónicos que producen cantidades muy grandes de gonadotropina coriónica pueden causar hipertiroidismo, ya que esta hormona también tiene una actividad estimulante tiroidea débil.

También hay varios trastornos genéticos caracterizados por tumores productores de hormonas de varias glándulas endocrinas. En estos trastornos, conocidos como neoplasia endocrina múltiple (MEN), los pacientes afectados tienen mutaciones en la línea germinal (mutaciones hereditarias que se incorporan en todas las células del cuerpo) en genes que los predisponen a la hiperplasia de las glándulas endocrinas (un aumento anormal en el número De las células de la glándula) y el desarrollo de tumores. Los tumores pueden aparecer en más de una glándula endocrina y pueden aparecer simultáneamente o en diferentes momentos en el transcurso de la enfermedad. El origen embrionario de las células de las glándulas endocrinas que están involucradas también puede ser diferente. Además, existen múltiples trastornos de deficiencia endocrina (síndrome autoinmune poligandular), en los que las personas afectadas tienen deficiencias de múltiples glándulas endocrinas causadas por la destrucción autoinmune de las glándulas. Los trastornos por deficiencia endocrina múltiple producen múltiples deficiencias hormonales y se sospecha que son causados ​​por mutaciones genéticas hereditarias subyacentes.

Cambios endocrinos con el envejecimiento


Debido a que las glándulas endocrinas juegan un papel fundamental tanto en la reproducción como en el desarrollo, parece plausible extender el papel del sistema endocrino para explicar los cambios progresivos en la estructura y función del cuerpo que se producen con el envejecimiento. De hecho, hace años una "teoría endocrina del envejecimiento" gozó de gran popularidad. Ahora está claro, sin embargo, que -con algunas excepciones- la función endocrina no cambia significativamente con la edad.

El mayor cambio es en la función ovárica, que disminuye abruptamente después de la menopausia. Hay disminuciones graduales relacionadas con la edad en la producción de melatonina, hormona del crecimiento y factor de crecimiento similar a la insulina 1 (IGF-1), y dehidroepiandrosterona (DHEA). El reconocimiento de estas disminuciones ha llevado a la opinión de que la administración de estas hormonas de alguna manera podría ralentizar el proceso de envejecimiento. Sin embargo, no hay evidencia científica de que la administración de estas o de otras hormonas mitigue, y mucho menos invierta, cualquiera de los cambios biológicos del envejecimiento.

Menopausia


El cambio más notable en la función endocrina relacionado con la edad es la menopausia. Los estrógenos son producidos por la granulosa y las células intersticiales, que recubren los folículos ováricos que contienen huevo. El agotamiento de los folículos ováricos con la edad hace una reducción de la secreción de estrógeno inevitable, y esta disminución define el inicio de la menopausia. En mujeres posmenopáusicas, las concentraciones séricas de estrógeno disminuyen en al menos un 80 por ciento. Esta disminución conduce a aumentos en la secreción y las concentraciones séricas de la hormona folículo-estimulante y la hormona luteinizante. Los aumentos en la secreción y las concentraciones séricas de estas hormonas proporcionan evidencia de que la glándula pituitaria sigue siendo funcional en mujeres posmenopáusicas normales, a pesar de que la función ovárica disminuye marcadamente.

Los testículos


Las concentraciones séricas de testosterona disminuyen muy gradualmente en los hombres que comienzan alrededor de los 30 años. Los hombres de 70 años o más pueden haber reducido sustancialmente los niveles de testosterona. Alrededor del 2 por ciento de los hombres están afectados por hipogonadismo de aparición tardía (andropausia, o menopausia masculina), que comienza alrededor de los 40 años de edad y resulta en una disminución de la función testicular y la deficiencia de testosterona. Los síntomas de hipogonadismo tardío incluyen disminución de la libido, fatiga, depresión y disfunción eréctil. La condición puede pasar desapercibida durante muchos años porque los síntomas son a menudo sutiles.

El descenso fisiológico normal de la testosterona en los hombres se debe a una disminución en el número de células de Leydig que secretan andrógenos y se acompaña de una disminución gradual de la espermatogénesis, aunque los hombres a menudo permanecen fértiles durante muchos años más. Además, hay un pequeño aumento compensatorio en la secreción de gonadotropina.

Tiroides y función suprarrenal


La función tiroidea no cambia significativamente con la edad. El aclaramiento de la tiroxina y la triyodotironina disminuye algo y se acompaña de una disminución en su producción. Por lo tanto, las concentraciones séricas de tiroxina y triyodotironina no cambian, ni las concentraciones séricas de tirotropina. Entre el 10 y el 12 por ciento de las personas de 60 años o más tiene un ligero aumento de las concentraciones séricas de tirotropina debido a la tiroiditis autoinmune crónica leve. De forma similar, la ACTH y la secreción de cortisol no cambian significativamente con la edad, pero las concentraciones séricas de DHEA disminuyen progresivamente a partir de los 30 años de edad. No se conoce la causa de la disminución de la dehidroepiandrosterona. La secreción de aldosterona también disminuye ligeramente, al igual que la actividad de la renina plasmática, pero las personas mayores sanas son capaces de mantener el equilibrio normal de líquidos y electrolitos.

Hormona de crecimiento


La secreción de la hormona del crecimiento y las concentraciones séricas de IGF-1 disminuyen gradualmente con la edad. En comparación con los adultos jóvenes, las personas mayores tienen una leve deficiencia de la hormona del crecimiento y IGF-1. La deficiencia de IGF-1 podría ayudar a explicar la disminución de la masa muscular y el aumento de la masa grasa que se produce en muchas personas mayores. Si el tratamiento de la hormona del crecimiento invierte estos cambios es controvertido, y el tratamiento tiene efectos secundarios potencialmente peligrosos, incluyendo el aumento de la presión arterial y la retención de líquidos.

Parathormone y hueso


La secreción de parathormone tiende a aumentar ligeramente con la edad, pero las concentraciones séricas de calcio no cambian significativamente. Las posibles razones para aumentar la secreción de parathormone incluyen disminución de la ingesta de calcio y vitamina D (y posiblemente disminución de la exposición al sol) y la disminución de la función renal que provoca una reducción en la cantidad de vitamina D que un individuo más viejo puede absorber.

La masa ósea máxima y la densidad ocurren aproximadamente a los 30 años de edad. A partir de entonces, la masa ósea disminuye gradualmente con la edad; La disminución se acelera durante los primeros años después de la menopausia en las mujeres, después de lo cual la tasa de pérdida se ralentiza, pero sin embargo continúa indefinidamente. Esta pérdida de hueso contribuye al conocido aumento de las fracturas que se producen en las personas mayores, especialmente en las mujeres. Un factor muy importante que contribuye a un mayor riesgo de fractura es una mayor probabilidad de caídas, causada por la disminución de la fuerza muscular y la coordinación. Los factores de riesgo para la pérdida de hueso en las personas mayores incluyen la susceptibilidad genética, el tabaquismo, la estructura del cuerpo magra, la inactividad, la deficiencia de calcio y vitamina D y la deficiencia de estrógenos en las mujeres y la deficiencia de testosterona en los hombres.

Vasopresina (hormona antidiurética)


Las personas mayores tienden a tener sed disminuida en respuesta a la privación de agua y el aumento de las concentraciones basales de vasopresina sérica. Además, sus riñones tienden a responder menos bien a la vasopresina en comparación con los más jóvenes. Estos cambios aumentan el riesgo de deshidratación. Por otro lado, si el agua está disponible, el aumento de la secreción de vasopresina puede resultar en un aumento de la retención de agua y disminución de las concentraciones séricas de sodio, lo que lleva a la hiponatremia.

Los islotes pancreáticos


Las concentraciones de glucosa en sangre, aunque normalmente son normales en el estado de ayuno, aumentan después de la ingestión de glucosa en incrementos proporcionales a la edad del sujeto. Es decir, cuanto mayor es el sujeto, mayor es el aumento de la glucosa en sangre después de la ingestión de glucosa. El aumento acompañante de la secreción de insulina, aunque apreciable, no es suficiente para mantener las concentraciones de glucosa en la sangre en el rango encontrado en adultos jóvenes sanos. Si estos cambios deben ser vistos como anormales o si simplemente reflejan modificaciones apropiadas al proceso de envejecimiento sigue siendo un tema de debate.

Bibliografía:

Tórtora y Derrickson. Principios de anatomía y fisiología (onceava edición)

https://www.britannica.com

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Oleh

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