Sistema endocrino

Sistema endocrino
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El sistema de glándulas de secreción interna o sistema endocrino es un conjunto de órganos y tejidos dentro del cuerpo humano y es este sistema el encargado de segregar hormonas, estas sustancias se liberan en el torrente sanguíneo y se encargan de regular funciones del cuerpo.

Se le puede comparar con el sistema nervioso por su capacidad de comunicación a larga distancia, la diferencia entre uno y otro es que el nervioso utiliza impulsos eléctricos exclusivamente y el endocrino, señales químicas (hormonas).

Glándula endocrina

Las glándulas endocrinas están formadas por grupos de células secretoras y están rodeadas por tejido conectivo o conjuntivo que sirven de sostén que les proporciona vasos sanguíneos, capilares linfáticos y nervios.

La parte que se encarga de secretar sustancias, la constituye el epitelio especializado que se ha modificado para producir y secretar hormonas que se dirigen  al espacio extracelular localizado alrededor de las células secretoras.

El cuerpo humano incluye algunas glándulas como

  • Hipófisis o glándula pituitaria.
  • Glándula tiroides
  • Glándulas paratiroides.
  • Glándulas suprarrenales.
  • Glándula pineal.

Además, otros órganos contienen tejido endocrino y aunque no constituye una glándula endocrina por sí mismo, si se considera que forma parte de la estructura del órgano en cuestión.

Dichos órganos pueden ser

  • Hipotálamo
  • Timo
  • Corazón
  • Páncreas
  • Estómago
  • Hígado
  • El intestino delgado
  • Riñones
  • Ovarios
  • Testículos
  • La placenta
  • Células del tejido adiposo o del torrente sanguíneo.

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.

Hormona

Aquella sustancia química que es secretada por una o varias células, las hormonas ejercen efectos fisiológicos sobre las células del mismo organismo.

Hay hormonas locales que actúan en células diana próximas a su lugar de liberación.

Pueden ser:

  • Yuxtacrina, es la comunicación directa entre células, están conectadas por su membrana.
  • Autocrina, las hormonas actúan dentro de la misma célula.
  • Paracrina, en este tipo de comunicación a distancia media las células liberan químicos que viajan a través del líquido extracelular hasta tener contacto con otras células que se encuentren cerca.
  • Endocrina, las hormonas se liberan al torrente sanguíneo, donde pueden generar una respuesta en la mayoría de las células del cuerpo; solo en cuestión de segundos se puede expandir a todo el cuerpo por acción del sistema circulatorio.

Algunas de las hormonas generales afectan a todas o casi todas las células del organismo, como la hormona del crecimiento o las hormonas tiroideas pero otras hormonas generales sólo pueden afectar a tejidos específicos. Las secreciones hormonales pueden producirse en concentraciones muy bajas pero su efecto es muy fuerte.

Las hormonas que tienen libre circulación pueden permanecer en la sangre y realizar sus efectos al cabo de minutos u horas después de su secreción. Después de haber pasado cierto 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 muy graves problemas en la salud.

Como se dijo previamente, las hormonas que el sistema endocrino libera, se encargan de controlar varias funciones del organismo siendo algunas de ellas la de controlar la velocidad de crecimiento, desarrollo y funcionamiento de los órganos sexuales, el metabolismo, el correcto funcionamiento de los tejidos y ciertos rasgos en la conducta psicológica.

Sistema nervioso y sistema endocrino

El sistema nervioso controla la homeostasia, que en palabras más simples es el mantenimiento de un medio interno estable valiéndose de impulsos nerviosos que son conducidos a lo largo de los axones de las neuronas.

Cuando se alcanzan las terminales axonales, los impulsos nerviosos provocan la liberación de moléculas de neurotransmisores que provocan:

  • La excitación o inhibición de otras neuronas específicas.
  • Contracción o relajación de fibras musculares.
  • Aumento o disminución de la secreción.

La médula suprarrenal junto a la hipófisis posterior, solamente procederán a secretar sus hormonas como una respuesta a estímulos nerviosos pero también muchas otras hormonas de la hipófisis anterior son secretadas en respuesta a la actividad nerviosa del hipotálamo.

El sistema endocrino se encarga de liberar hormonas y estas pueden promover o inhibir la generación de impulsos nerviosos.

Varias moléculas pueden actuar emulando a 3 hormonas en algunas localizaciones y como neurotransmisores en otras. Las hormonas controlan en la gran mayoría a las diversas funciones metabólicas del organismo.

Regulan:

  • La velocidad de las reacciones químicas en las células.
  • Transporte de sustancias a través de las membranas celulares.
  • El crecimiento y el desarrollo que son aspectos del metabolismo celular.

Ambos sistemas, el nervioso y el endocrino, están coordinados entre sí lo que hace que conformen un tipo de supersistema de control al cual se le ha otorgado el nombre de Sistema Neuroendocrino.

Los impulsos nerviosos tienden a producir sus efectos con inmediata rapidez, queriendo decir que sólo les va a tomar unos pocos milisegundos para producirlo pero en el caso de las hormonas, ellas varían sus tiempos, pudiendo actuar en segundos, varias horas o más en llevar a cabo sus efectos.

Resumen de las hormonas:

  • Pueden liberarse directamente al espacio intracelular.
  • A mayor concentración, mayor efecto siempre y cuando los receptores de la célula muestren un perfecto funcionamiento para ser afectados.
  • Las funciones corporales son reguladas por ellas.
  • Viajar a través de los vasos y el torrente sanguíneo.
  • Tienen la posibilidad de causar efectos en tejidos aunque se encuentren a una gran distancia del punto exacto de origen de la hormona.

Las glándulas endocrinas producen y secretan varios tipos de hormonas:

  1. Las esteroideas que son solubles en los lípidos, tienen la capacidad para desplazarse dentro de las células al unirse con un receptor al interior de la misma con lo cual viaja hacia el gen del ADN en el que va a generar su transcripción. También estas hormonas viajan en transportadores proteicos en el plasma.
  2. La adrenalina y la noradrenalina son un tipo de aminoácidos modificados denominados Aminas.
  3. Proteicas, estas son un tipo de proteínas complejas. Por ejemplo la GH y la PTH
  4. Glucoproteínas como el FSH y el LH
  5. A las cadenas cortas de aminoácidos como lo son el OT o el ADH se les conoce con el nombre de Péptidos, con capacidad de solución en el agua y de libre desplazamiento en el plasma de la sangre pero con una velocidad alta de degradación lo que las hace tener un tiempo de presencia en el cuerpo de no más de 15 minutos  Interactúan con receptores de membrana activando a los segundos mensajeros intracelulares.
  6. El tipo no esteroide, son derivadas de aminoácidos, adhiriéndose a un tipo de receptor presente en la membrana celular donde el receptor tiene en su parte interna un sitio activo que inicia una cascada de reacciones que inducen cambios. La hormona actúa como un primer mensajero y los bioquímicos producidos son los segundos.

Efectos químicos en el cuerpo:

  • Estimulante: Esto promueve o aumenta la actividad en un tejido.
  • Inhibitorio: Evita o disminuye actividad en un tejido.
  • Sinergista: La acción de conjuntar dos tipos de hormonas diferentes para que de esa forma se obtenga un  efecto más potente comparado con el que tendrían si se suministraran de manera separada.
  • Trópico: Se le denomina así al efecto que una hormona tiene al alterar el metabolismo de otro tejido endocrino.
  • Balance cuantitativo: Este tipo de efecto aparece cuando una hormono necesita de la existencia de otra para poder generar su efecto.
  • Antagonista: Esto es  cuando un par de hormonas tienen efectos opuestos entre sí como ejemplo podemos observar a la insulina actuando con el glucagón.

Tipos de Glándulas

Dos tipos:

  • Las glándulas que no tienen conducto son las glándulas endocrinas que liberan sus secreciones directamente dentro del torrente sanguíneo.

Las endocrinas comparten generalmente características entre ellas, por ejemplo la ausencia de conductos, la presencia de vacuolas intracelulares que son el lugar en donde las hormonas de depositan y almacenan o el alto nivel de irrigación sanguínea.

  • Las glándulas a las que se les denomina como exocrinas son las que liberan secreciones en los tejidos cutáneos ya sea en su superficie interna o externa, en el revestimiento de los conductos del páncreas o en la mucosa del estómago

Este tipo de glándulas si tienen un conducto por el cual pueden liberar sustancias dentro o hacia alguna cavidad y tienen baja cantidad de irrigación sanguínea. La glándula tiroides, la hipófisis y la glándula suprarrenal son las principales dentro del sistema endocrino.

Existen también órganos con función endocrina secundaria como el corazón, el hígado, las gónadas y el riñón, siendo este último el que segrega en los adultos las hormonas como la entriopoyetina (encargada de la creación de glóbulos rojos) y la renina (conocida de igual manera como angiotensinogenasa, la cual es una proteína o enzima que es secretada por las células yuxtaglomerulares que se encuentran en el riñón. Generalmente es secretada en casos de hipotensión arterial y de baja volemia.)

Producción de hormonas

No hay un modo único con el cual todas las glándulas endocrinas almacenen y secreten sus hormonas.

Existen diversos patrones generales.

Para las hormonas esteroides:

  • En las células glandulares productoras de hormonas, se encuentran una gran cantidad de moléculas precursoras, en especial colesterol y moléculas intermediarias entre éste y las hormonas finales, después de una estimulación, las enzimas de las células glandulares pueden producir, en un tiempo no mayor que algunos minutos, las transformaciones químicas que se necesitan para así obtener las hormonas finales y después éstas se secretarán.

 Para 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 se forman como parte de una gran molécula, esa molécula se le conoce como la tiroglobulina y esta se almacena dentro de la glándula tiroides. En el momento del estímulo, entran en acción diversos sistemas enzimáticos específicos dentro de las células glandulares y rompen la molécula de tiroglobulina permitiendo así que se descarguen las hormonas tiroideas a la sangre.

En las hormonas proteicas:

  • Se forman en el denominado retículo endoplasmático rugoso de la célula glandular. Las hormonas se configuran como una molécula precursora con un peso molecular mayor y son las denominadas prohormonas que contienen la secuencia de aminoácidos para dar paso a la hormona definitiva, ésta se empaqueta en gránulos de secreción en el aparato de Golgi y es también ahí en donde se segmentará por una acción enzimática para dar lugar a la hormona definitiva. Esta hormona final y definitiva, se almacena hasta que llegue una señal específica que la estimule para su posterior secreción.

Comienzo de la secreción

Hay hormonas que pueden  ser secretadas segundos después de recibir la estimulación de la glándula y desarrollan su acción total en segundos o máximo en minutos.

Para tener un poco más claro las sustancias y su velocidad de acción se pueden mencionar a la adrenalina y la noradrenalina que empiezan a secretarse tras el estímulo del sistema nervioso simpático en el primer segundo de la estimulación y alcanzan su actividad máxima en menos de 1 minuto y después son destruidas con gran rapidez por lo cual su acción no dura más de 1 a 3 minutos en el cuerpo.

Las hormonas tiroideas, se almacenan en una forma conocida como tiroglobulina en la glándula tiroides, pudiendo estar muchas veces durante meses antes de llegar a su secreción final.

Son de lento efecto ya que posteriormente a su secreción, se requieren varias  horas o incluso días antes de que se registre actividad, pero una vez producida, su efecto puede durar de 4 a 6 semanas por lo que cada hormona tiene un inicio y una duración característicos.

La cantidad de hormonas que son necesarias para regular la mayor parte de las funciones metabólicas es muy poca.

Transporte hacia la sangre

Las glándulas endocrinas se encuentran entre los tejidos más vascularizados del organismo.

La adrenalina, la noradrenalina y los péptidos son hidrosolubles y circulan en forma libre en el plasma mientras que las hormonas esteroides y tiroideas por el contrario, son hidrófobas y se unen a proteínas de transporte específicas que son sintetizadas por el hígado, tales 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 movilidad de las hormonas hidrófobas.
  • Retrasar la pérdida de pequeñas moléculas de hormonas por filtración dentro del riñón así como su salida del organismo por medo de la orina
  • Proporcionar una reserva de hormonas. Esta fracción libre difunde fuera del capilar, se une a receptores y pone en marcha respuestas en las células diana.

Acción de las hormonas

La respuesta celular a cierta hormona depende tanto de la hormona como de la misma célula diana. Varias células diana responden de un modo diferente a la misma hormona. Por ejemplo la insulina estimula la síntesis de glucógeno en las células hepáticas pero en los adipocitos estimula la síntesis de triglicéridos.

Regularmente, la respuesta a una hormona es la síntesis de nuevas moléculas.

Otros efectos hormonales:

  • Generan cambios en la permeabilidad de la membrana de una célula diana.
  • Estimulan el transporte de una sustancia, ya sea hacia dentro o hacia fuera de la célula diana.
  • Modifican la velocidad en las reacciones metabólicas específicas.
  • En el corazón, son las encargadas de causar la contracción del músculo liso o cardíaco.

La variedad de efectos de las hormonas son posibles principalmente a que hay varios mecanismos diferentes de acción hormonal. La mayoría de las hormonas, tienden a combinarse  con receptores hormonales que se encuentran tanto en la superficie o en el interior de las células diana. Es posible también que una célula tenga simultáneamente receptores en la membrana celular y en el citoplasma. Una célula puede disponer de diversos receptores para un mismo tipo de hormona.

Cuando se hace posible el inicio de la combinación hormona-receptor, inicia una cascada de reacciones. Generalmente cada tipo de receptor es muy específico para una hormona determinada. Los tejidos diana que reaccionan y son afectados por algún tipo de hormona, son los que tienen los receptores específicos para ese tipo de hormona.

El término “diana” o “blanco”, se refiere a cualquier célula o tejido en la que una hormona se une a su receptor, determinándose o no, una respuesta bioquímica o fisiológica.

Activación de receptores intracelulares

Las hormonas esteroides y las tiroideas como la tiroxina y la triyodotironina, al tener capacidad liposoluble, pasan con facilidad a través de las membranas plasmáticas y ya que han entrado en la célula, la hormona se une, activando un receptor intracelular.

Los receptores de la hormonas esteroides se localizan en el citoplasma por lo que son receptores citoplasmáticos y una vez la hormona se une a su receptor, el complejo hormona-receptor se adentra hacia el núcleo de la célula para actuar en la expresión genética, es decir, se activan o se desactivan genes específicos del ADN nuclear.

Al terminar el proceso en el que el ADN es trascrito, formas nuevas de ARN mensajero comienzan a abandonar el núcleo para entrar en el citoplasma. Una vez allí, comienzan a dirigir la síntesis de nuevas proteínas, usualmente enzimas, en los ribosomas, que es lo que causa las respuestas fisiológicas que son características de esa hormona.

El complejo hormona-receptor puede tener efectos  en el citoplasma, independientes de los producidos en el núcleo celular.

Los receptores celulares de las hormonas tiroideas se localizan en el núcleo, se unen al ADN en la región promotora de genes regulados por las hormonas anteriormente mencionadas. De esta forma, cuando las hormonas tiroideas entran en el núcleo, proceden a unirse a sus receptores y promueven la trascripción de un gran número de genes codificadores con un amplio rango de proteínas.

Activación de receptores en la membrana plasmática

La adrenalina, noradrenalina, péptidos y proteínas no tienen la capacidad para ser liposolubles por lo que no pueden pasar a través de la membrana celular pero son hidrosolubles. Por esta causa, los receptores de estas hormonas se encuentran en la superficie externa de la membrana plasmática.

Debido a que cada una de estas hormonas solo le es posible transmitir su mensaje a la membrana plasmática, se la llama primer mensajero y este mensajero  necesitará de un segundo mensajero para llevar toda la información al interior de la célula que es en donde tienen lugar las respuestas hormonales.

Segundos mensajeros:

  • El AMP cíclico
  • Calcio
  • Inositol trifosfato.

Una hormona puede usar más de un segundo mensajero.

El AMP cíclico es el más conocido, al unirse una hormona a su receptor de membrana, comienzan a activarse proteínas reguladoras unidas a ésta, las proteínas G, a su vez, activan moléculas de adenil ciclasa que es un tipo de enzima localizado en la superficie interna de la membrana que entonces sintetiza AMP cíclico a partir del ATP en el citoplasma celular.

El AMP cíclico es incapaz de producir una respuesta fisiológica, solamente activa uno o más enzimas que son  llamados colectivamente proteínas quinasas, pueden estar libres en el citoplasma o también unidos a la membrana plasmática. Dichas proteínas son enzimas fosforiladores, lo que quiere decir que extraen un grupo fosfato del ATP y lo añaden a una proteína.

La fosforilación activa unos enzimas e inactiva otros lo que conlleva a diferentes resultados.

Al fosforilar un enzima particular puede:

  • Regular a otros enzimas.
  • Sintetizar proteínas.
  • Cambiar la permeabilidad de la membrana plasmática.

Hay diferentes tipos de proteína quinasas dentro de diferentes células diana y a su vez, dentro de diferentes organelas de la célula. De esta forma, se hace posible que una proteína quinasa esté involucrada en la síntesis de glucógeno, otra en el catabolismo de lípidos y una última en la síntesis proteica.

La elevación de AMP cíclico tiene como resultado la ruptura de los triglicéridos en los adipocitos y la liberación de ácidos grasos más rápidamente. Después de un breve lapso de tiempo, una vez que la reacción haya tenido lugar, la fosfodiestarasa comenzará a inactivar el AMP cíclico, lo que hará que de esa forma la respuesta celular finalice hasta que una nueva hormona se una a los receptores de la membrana.

Al poder iniciar una reacción en cadena, las hormonas que se unen a receptores de la membrana, no necesitan de una concentración muy alta para producir sus efectos, cada eslabón en la cadena se encarga de multiplicar o amplificar el efecto inicial y es a lo que se le denomina amplificación de los efectos hormonales.

Por ejemplo, cuando una molécula de adrenalina se une a su receptor en un hepatocito, activa alrededor de cien moléculas de proteína G, a su vez, cada proteína G activa una molécula de adenil ciclasa, después cada adenil ciclasa produce unos mil AMP cíclicos, por lo que podríamos hablar de alrededor de 100,000 de los segundos mensajeros que comenzarán a ser liberados dentro de la célula; cada AMP cíclico tiene la capacidad para activar una proteína quinasa que esta, a su vez, puede actuar sobre cientos o miles de moléculas de sustrato. Algunas de esas quinasas comienzan a fosforilar y a activar un enzima clave para el catabolismo del glucógeno por lo que el resultado final de la unión de la adrenalina a su receptor localizado en un hepatocito será la ruptura de millones de moléculas de glucógeno hacia la glucosa.

Trastornos

Hay una gran variedad de enfermedades originadas por un funcionamiento   del sistema endócrino de manera defectuosa. Esto puede ser causado tanto por una cantidad excesiva en la cantidad de producción de hormonas o por  lo contrario, una cantidad  insuficiente. Hiper e Hipo respectivamente

Algunos de ellos

  • La diabetes mellitus(DM), este tipo de enfermedad se caracteriza por ser un conjunto de trastornos en el metabolismo del organismo, siendo la presencia de concentraciones elevadas de glucosa en sangre de manera persistente o crónica su característica común principal ya sea por un defecto en la producción de insulina, la resistencia a la acción de ella para utilizar la glucosa, el aumento en la producción de glucosa o a una combinación de todas las causas anteriores. De igual forma, se acompaña de anormalidades en el metabolismo de los lípidos, las sales, las proteínas, los electrolitos y los minerales. ​

Esta enfermedad es asociada también con la aparición de complicaciones en muchos sistemas orgánicos, los más evidentes suelen ser

  • Daño a la vista que puede desembocar en una ceguera total.
  • El deterioro funcional progresivo de los riñones con lo cual se requerirá de diálisis o incluso de trasplante.
  • Vasos sanguíneos dañados, esto provoca la pérdida de las extremidades inferiores por amputación.
  • Enfermedad coronaria o infarto agudo al miocardio.
  • Posibilidad de daño cerebral.
  • Falla en la irrigación intestinal.
  • El sistema nervioso periférico y autónomo es el comúnmente más dañado.

Síntomas principales

  • Emisión excesiva de orina denominada poliuria.
  • Polifagia, que es el aumento desmedido de la necesidad de comer.
  • Polidipsia o incremento de la sed.
  • Pérdida de peso sin razón aparente alguna.

Estos síntomas anteriores se pueden tomar como base para el diagnóstico de la diabetes tipo 2 o insulinorresitente

La palabra diabetes empieza a usarse en el S. I con un sentido etimológico de “paso”, lo cual es usado para aludir al “paso de orina” de la poliuria. Fue acuñado por el médico griego Areteo de Capadocia. ​

Mientras que la palabra mellitus que proviene del latín mel o miel se agregó en 1675 por Thomas Willis al notar que la orina de un paciente diabético tenía sabor dulce ya que la glucosa es eliminada directamente a través de la orina.​

  • Hipertiroidismo: Esto es cuando la glándula tiroides produce demasiada hormona tiroidea, lo cual provocará la pérdida de peso, acelerado ritmo cardíaco, nerviosismo y sudoración
  • Hipotiroidismo: Contrario al hipertiroidismo, como su nombre lo indica es cuando la glándula tiroides no produce suficiente hormona tiroidea, ocasionando así fatiga, estreñimiento, piel seca y depresión.
  • Insuficiencia suprarrenal: Esta enfermedad se genera cuando la glándula suprarrenal no es capaz de liberar una mayor cantidad de hormona cortisol y aldosterona. Sus síntomas pueden incluir malestar, cansancio, deshidratación y alteraciones en la piel.
  • La enfermedad de Cushing: Hiperactividad en la glándula suprarrenal.
  • Acromegalia: Rara enfermedad que es caracterizada por una secreción excesiva de hormona de crecimiento dentro del torrente sanguíneo, todo esto causado por un tumor hipofisario. La hormona de crecimiento es la responsable del crecimiento y desarrollo en el cuerpo humano, siendo su papel más importante principalmente durante la infancia y la adolescencia pero esta hormona también desempeña funciones importantes durante la edad adulta para el metabolismo de las grasas, la glucosa. La hormona de crecimiento es producida por la hipófisis, que se localiza justo en la parte inferior del cerebro (hipo=bajo). La hipófisis también se encarga de secretar otras hormonas al torrente sanguíneo para regular importantes funciones como la reproducción, la energía, la lactancia, el equilibrio del agua corporal y el metabolismo.
  • Pubertad precoz: Se refiere a la aparición de caracteres sexuales secundarios a una edad no fisiológica que es antes de los ocho años en niñas y antes de los nueve años para los niños dentro de una población caucásica en los países del primer mundo, se puede definir como pubertad adelantada al inicio del desarrollo puberal alrededor de los ocho años en niñas y los nueve en niños. Se debe tomar en cuenta que la edad de inicio de la pubertad ha tenido un  adelanto de manera significativa en los años pasados, principalmente debido a contaminantes ambientales de acción estrogénica, con una tendencia secular auto limitada. Estrictamente no es posible considerarlo patológico pero si puede tener repercusiones negativas en la talla final o en las consideraciones sociales. Su manejo terapéutico es semejante a la pubertad precoz verdadera. Cuando se da el caso en el que los caracteres sexuales aparecen de forma precoz y aislada es cuando se les puede denominar variantes propios del desarrollo puberal incompleto. Dichos cambios es posible que permanezcan estables o incluso retroceder para evolucionar en una pubertad verdadera con un desarrollo y forma normales dentro del tiempo establecido o pueden de igual forma progresar para dar como resultado alguna de las formas de pubertad precoz verdadera.
  • Hipopituitarismo: Este trastorno aparece cuando la hipófisis libera pocas hormonas, puede provocar enanismo.
  • Neoplasia endocrina múltiple I y II: Es una predisposición genética al desarrollo de tumores en diferentes tejidos pero principalmente es en las glándulas endocrinas donde estos se desarrollan.