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Generalidades del sistema endocrino

Por John E. Morley, MB, BCh, Gammert Professor of Gerontology, Director, Division of Geriatric Medicine and Director, Division of Endocrinology, St. Louis University Medical Center

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El sistema endocrino coordina el funcionamiento de los diferentes organos, aparatos y sistemas a través de hormonas, que se secretan a la circulación sanguínea desde tipos específicos de células ubicadas dentro de glándulas endocrinas (carentes de conductos). Una vez en la circulación, las hormonas afectan la función de los tejidos blandos. Algunas ejercen un efecto en las células del órgano que las secretó (efecto paracrino), mientras que otras incluso actúan sobre el mismo tipo celular (efecto autocrino). Las hormonas pueden ser péptidos de diferentes tamaños, esteroides (derivados del colesterol) o derivados de aminoácidos.

Las hormonas se unen selectivamente a receptores localizados dentro o en la superficie de las células blanco. Los receptores intracelulares interactúan con hormonas que regulan la función de genes (p. ej., corticoides, vitamina D, hormona tiroidea). Los receptores ubicados sobre la superficie celular se unen con hormonas que regulan la actividad de enzimas o afectan canales iónicos (p. ej., hormona de crecimiento, hormona liberadora de tirotropina).

Relaciones hipotálamo-hipofisarias

Los órganos endocrinos periféricos están controlados en mayor o menor medida por hormonas hipofisarias (Ver también Trastornos hipofisarios). Algunas funciones (p. ej., secreción de insulina por el páncreas, controlada principalmente por la glucemia) están sujetas a un control mínimo, mientras que muchas otras (p. ej., secreción de hormonas tiroideas o gonadales) lo están a un mayor control. La secreción de hormonas hipofisarias está controlada por el hipotálamo.

La interacción entre el hipotálamo y la hipófisis (eje hipotálamo-hipofisario) es un sistema de control por retroalimentación. El hipotálamo recibe estímulos de casi todas las áreas del sistema nervioso central (SNC) y, a su vez, envía señales a la hipófisis. En respuesta, la hipófisis libera varias hormonas que estimulan algunas glándulas endocrinas de todo el cuerpo. El hipotálamo detecta los cambios en las concentraciones circulantes de hormonas producidos por estas glándulas endocrinas y, como consecuencia, aumenta o disminuye la estimulación de la hipófisis para mantener la homeostasis.

El hipotálamo modula las actividades de los lóbulos anterior y posterior de la hipófisis de diferentes maneras. Las neurohormonas sintetizadas en el hipotálamo llegan al lóbulo anterior (adenohipófisis) a través de un sistema vascular especializado y regulan la síntesis y la secreción de las 6 hormonas peptídicas principales de este lóbulo. Estas hormonas de la adenohipófisis regulan a las glándulas endocrinas periféricas (tiroides, suprarrenales y gónadas), además del crecimiento y la lactación. No existen conexiones nerviosas directas entre el hipotálamo y la adenohipófisis. En cambio, el lóbulo posterior (neurohipófisis) está compuesto por axones procedentes de los cuerpos de las células neuronales ubicadas en el hipotálamo. Estos axones almacenan 2 hormonas peptídicas, la hormona antidiurética y la oxitocina, sintetizadas en el hipotálamo; estas hormonas actúan en la periferia para regular el balance hídrico, la eyección de leche y la contracción uterina.

Casi todas las hormonas sintetizadas en el hipotálamo y la hipófisis se liberanpor pulsos, es decir que se suceden períodos de liberación y de inactividad. Algunas hormonas (p. ej., la hormona adrenocorticotrópica [ACTH], la hormona de crecimiento, la prolactina) presentan ritmos circadianos definidos, mientras que otras (p. ej., luteinizante y foliculoestimulante durante el ciclo menstrual) presentan ritmos mensuales con ritmos circadianos sobreimpuestos.

Controles hipotalámicos

Hasta el momento, se identificaron 7 neurohormonas hipotalámicas fisiológicamente importantes (véase Neurohormonas hipotalámicas). Excepto la amina biógena dopamina, todas las demás hormonas son péptidos pequeños. Varias se producen tanto en la periferia como en el hipotálamo y actúan en sistemas paracrinos locales, en especial en el tubo digestivo, como el péptido intestinal vasoactivo, que también estimula la secreción de prolactina. Las neurohormonas pueden controlar la liberación de varias hormonas hipofisarias. La regulación de la mayoría de las hormonas adenohipofisarias depende de señales estimuladoras procedentes del hipotálamo, salvo la prolactina, regulada por estímulos inhibidores. Si el tallo hipofisario (que conecta la hipófisis con el hipotálamo) se secciona, la secreción de prolactina aumenta, mientras que la liberación de todas las demás hormonas adenohipofisarias disminuye.

Neurohormonas hipotalámicas

Neurohormona

Hormonas afectadas

Efecto

Hormona liberadora de tirotropina

TSH

Prolactina

Estimula

Estimula

Hormona liberadora de gonadotropinas

LH

FSH

Estimula*

Estimula*

Dopamina

Prolactina

LH

FSH

TSH

Inhibe

Inhibe

Inhibe

Inhibe

Hormona liberadora de corticotropina

ACTH

Estimula

Hormona liberadora de hormona de crecimiento

GH

Estimula

Hormona liberadora de prolactina

Prolactina

Estimula

Somatostatina

GH

TSH

Insulina

Inhibe

Inhibe

Inhibe

*En condiciones fisiológicas y cuando se administran fuentes exógenas en pulsos intermitentes. La infusión continua inhibe la liberación de LH y FSH.

ACTH = hormona adrenocorticotrópica (corticotropina); FSH = hormona foliculoestimulante; GH = hormona de crecimiento; LH = hormona luteinizante; TSH = hormona tiroideoestimulante.

Muchos trastornos hipotalámicos (como tumores, encefalitis y otras lesiones inflamatorias) pueden afectar la liberación de las neurohormonas hipotalámicas. Como estas neurohormonas se sintetizan en diversos centros dentro del hipotálamo, algunas enfermedades sólo afectan a un neuropéptido, otras a varios. El resultado podría ser la hiposecreción o la hipersecreción de neurohormonas. Los síndromes clínicos secundarios a la disfunción de las hormonas hipofisarias (p. ej., diabetes insípida, acromegalia, hipopituitarismo) son Discutido en Trastornos hipofisarios.

Función de la adenohipófisis

Las células del lóbulo anterior de la hipófisis (que constituye el 80% del peso de ésta) sintetizan y secretan varias hormonas necesarias para el crecimiento y el desarrollo normales; además, estimulan la actividad de varias glándulas.

Hormona adrenocorticotrópica (ACTH)

La ACTH también se llama corticotropina. La hormona liberadora de corticotropina (CRH) es la principal estimuladora de la secreción de ACTH, pero la hormona antidiurética también cumple un papel durante el estrés. La ACTH induce a la corteza suprarrenal para que libere cortisol y varios andrógenos débiles, como dehidroepiandrosterona (DHEA). El cortisol circulante y otros corticosteroides (incluso los corticoides exógenos) inhiben la secreción de CRH y ACTH. El eje CRH-ACTH-cortisol es un componente crucial de la respuesta al estrés. Sin ACTH, la corteza suprarrenal se atrofia y la secreción de cortisol prácticamente cesa.

Hormona tiroideoestimulante (TSH)

La TSH regula la estructura y la función de la glándulas tiroides, donde estimula la síntesis y la secreción de las hormonas tiroideas. La síntesis y la liberación de TSH son estimuladas por la hormona hipotalámica liberadora de tirotropina (TRH) e inhibidas (mediante retroalimentación negativa) por las hormonas tiroideas circulantes.

Hormona luteinizante (LH) y hormona foliculoestimulante (FSH)

La LH y la FSH controlan la producción de las hormonas sexuales. La síntesis y la secreción de LH y FSH son estimuladas por la hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH) e inhibidas por los estrógenos y la testosterona. En las mujeres, la LH y la FSH estimulan el desarrollo de los folículos ováricos y la ovulación (ver Endocrinología reproductiva femenina). mientras que en los hombres la FSH actúa sobre las células de Sertoli y resulta fundamental para la espermatogénesis; la LH actúa sobre las células de Leydig de los testículos para promover la biosíntesis de testosterona (ver Endocrinología reproductiva masculina : Fisiología).

Hormona de crecimiento (GH)

La GH estimula el crecimiento somático y regula el metabolismo. La hormona liberadora de hormona de crecimiento (GHRH) es la principal estimuladora, y la somatostatina es la principal inhibidora de la síntesis y la secreción de GH. A su vez, la GH controla la síntesis de factor de crecimiento semejante a la insulina- 1 (IGF-1, también llamado somatomedina-C), que controla sobre todo el crecimiento corporal. Si bien muchos tejidos producen IGF-1, el hígado es la fuente principal. El músculo sintetiza una variedad de IGF-1 que cumple un papel en el aumento de la fuerza muscular. Esta variedad se encuentra menos sujeta al control de la GH que su contrapartida hepática.

Los efectos metabólicos de la GH son bifásicos. En un principio, la GH ejerce efectos semejantes a los de la insulina, con incremento de la absorción de glucosa en los músculos y el tejido adiposo, estimulación de la absorción de aminoácidos y síntesis de proteínas en el hígado y el músculo, e inhibición de la lipólisis en el tejido adiposo. Varias horas más tarde se desarrolla un efecto metabólico anti–insulina más profundo , con inhibición de la captación y el uso de la glucosa, lo que aumenta la glucemia y estimula la lipólisis, lo que a su vez conduce al incremento de la concentración plasmática de ácidos grasos libres. Las concentraciones de GH se elevan durante el ayuno, con el fin de mantener la glucemia y movilizar los lípidos como fuente alternativa de combustible metabólico. La producción de GH disminuye con el envejecimiento. La grelina, una hormona sintetizada en el fondo gástrico, promueve la liberación hipofisaria de GH, aumenta la ingesta de alimentos y estimula la memoria.

Prolactina

La prolactina se sintetiza en células denominadas lactotropos, que constituyen alrededor del 30% de las células de la adenohipófisis. La hipófisis duplica su tamaño durante el embarazo, sobre todo como consecuencia de la hiperplasia y la hipertrofia de los lactotropos. En los seres humanos, la función principal de la prolactina es estimular la producción de leche. Asimismo, se secreta prolactina durante la actividad sexual y el estrés. La prolactina puede ser un indicador sensible de la disfunción hipofisaria y es la hormona hallada con mayor frecuencia en concentraciones excesivas debido a su secreción por tumores hipofisarios. También puede hallarse una deficiencia de esta hormona en enfermedades infiltrantes o debido a la compresión tumoral de la hipófisis.

Otras hormonas

La adenohipófisis produce varias otras hormonas, como la proopiomelanocortina (POMC, que da origen a la ACTH), la hormona α-melanocitoestimulante y β-melanocitoestimulante (MSH), la β-lipotropina (β-LPH), las encefalinas y las endorfinas. La POMC y la MSH pueden causar hiperpigmentación de la piel y tienen importancia clínica en pacientes con enfermedades que producen concentraciones muy altas de ACTH (p. ej., enfermedad de Addison, síndrome de Nelson). La función de la β-LPH es desconocida. Las encefalinas y las endorfinas son opiáceos endógenos que se unen a los receptores de opiáceos en todo el SNC, y los activan.

Función de la neurohipófisis

La neurohipófisis secreta hormona antidiurética (también denominada vasopresina o arginina vasopresina) y oxitocina. Ambas hormonas se liberan en respuesta a impulsos nerviosos y poseen vidas medias aproximadas de 10 minutos.

Hormona antidiurética (ADH, vasopresina)

La ADH actúa sobre todo en la conservación renal de agua a través del incremento de la permeabilidad del epitelio tubular distal. Cuando sus concentraciones sanguíneas son elevadas, la ADH también produce vasoconstricción. Al igual que la aldosterona, la ADH cumple una función importante en el mantenimiento de la homeostasis hídrica y la hidratación vascular y celular. El principal estímulo para la secreción de ADH es el aumento de la presión osmótica del agua corporal, registrada por los osmorreceptores del hipotálamo. El otro estímulo importante es la depleción de volumen, registrada por los barorreceptores presentes en la aurícula izquierda, las venas pulmonares, el seno carotídeo y el arco aórtico, que luego transmiten señales al SNC a través de los nervios vago y glosofaríngeo. Otros factores que estimulan la secreción de ADH son el dolor, el estrés, los vómitos, la hipoxia, el ejercicio, la hipoglucemia, los agonistas colinérgicos, los betabloqueantes, la angiotensina y las prostaglandinas. Los factores que inhiben la secreción de ADH son el alcohol, los bloqueantes-α y los corticoides.

La deficiencia de ADH produce diabetes insípida central (ver Diabetes insípida central), y la incapacidad de los riñones para responder a la ADH normalmente produce una diabetes insípida nefrogénica (ver Diabetes insípida nefrogénica). La extirpación de la glándula hipofisis no produce diabetes insípida permanente porque algunas neuronas hipotalámicas remanentes sintetizan pequeñas cantidades de ADH. La copeptina se cosintetiza junto con la ADH en la neurohipófisis y su medición podría ser útil para definir la causa de una hiponatremia.

Oxitocina

La oxitocina tiene 2 blancos principales: las celulas mioepiteliales de la mama, que rodean a los alvéolos de la glándula mamaria, y las células musculares lisas del útero. La succión estimula la síntesis de oxitocina, que promueve la contracción de las células mioepiteliales. Esta contracción desplaza la leche desde los alvéolos hasta los senos grandes para su eyección (reflejo de bajada de la leche de las madres que amamantan). La oxitocina estimula la contracción de las células musculares lisas del útero y la sensibilidad uterina a la oxitocina permanece elevada durante todo el embarazo. No obstante, las concentraciones plasmáticas no aumentan en forma aguda durante el parto, y el papel de la oxitocina en el inicio del trabajo de parto no se definió con precisión. En los hombres no se detectó un estímulo específico para la secreción de oxitocina, aunque se hallaron concentraciones muy bajas de esta hormona.

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