CONTROL QUÍMICO DE LAS FUNCIONES CORPORALES: SISTEMA ENDOCRINO

1.1. El Sistema Neuroendocrino: hipotálamo, hipófisis y su funcionamiento

El sistema endocrino está formado por neuronas y glándulas que producen y secretan hormonas, que son sustancias químicas producidas en el cuerpo que regulan la actividad de las células y los órganos. Estas hormonas regulan el crecimiento del cuerpo, el metabolismo (los procesos físicos y químicos del cuerpo) y el desarrollo y la función sexual. Las hormonas se liberan en el torrente sanguíneo y pueden afectar uno o varios órganos en todo el cuerpo.

Función de las hormonas

Las hormonas son mensajeros químicos creados por el cuerpo. Transfieren información de un conjunto de células a otro para coordinar las funciones de las diferentes partes del cuerpo.

Las principales glándulas del sistema endocrino son el hipotálamo, la hipófisis, la tiroides, las paratiroides, las glándulas suprarrenales, el cuerpo pineal y los órganos reproductores (ovarios y testículos). El páncreas también es parte de este sistema; tiene un papel en la producción de hormonas y también en la digestión.

Las hormonas controlan una gran cantidad de funciones fisiológicas (metabolismo, reacciones de alerta, homeostasis, crecimiento, reproducción, dolor, etc.), pero también están muy involucradas en la conducta.

Las glándulas pueden ser los dos tipos siguientes:

• Glándulas exocrinas, que segregan sus productos mediante conductos (glándulas digestivas, sudoríparas, mamarias).
• Glándulas endocrinas, que segregan las hormonas en la sangre y llegan a actuar sobre órganos o tejidos diana.

Hipotálamo y hormonas hipofisarias

El hipotálamo del tamaño de una almendra se encuentra debajo del tálamo y se encuentra justo encima del tallo cerebral. Todos los cerebros de vertebrados tienen un hipotálamo. Su función principal es mantener la homeostasis (estabilidad del ambiente interno) en el cuerpo.

Una de las principales funciones del hipotálamo es la de controlar el sistema endocrino, y lo hace por medio de células neurosecretoras, que son neuronas especializadas que en lugar de secretar un neurotransmisor liberan una hormona en el torrente circulatorio.

El hipotálamo vincula los sistemas nervioso y endocrino a través de la glándula pituitaria. Su función es secretar hormonas liberadoras e inhibir hormonas que estimulan o inhiben (como su nombre lo indica) la producción de hormonas en la adenohipófisis. Los clústeres neuronales especializados llamados células neurosecretoras en el hipotálamo producen las hormonas Hormona antidiurética (ADH) y Oxitocina (OXT) y los transportan a la hipófisis, donde se almacenan para su posterior liberación.

La hipófisis está situada en la base del encéfalo, unida al hipotálamo mediante un tallo (la eminencia media), y consta de dos partes muy diferenciadas, las cuales funcionan de manera independiente y tienen orígenes embriológicos diferentes:

• Hipófisis posterior o neurohipófisis, considerada como una extensión del hipotálamo. Almacena y libera dos hormonas sintetizadas por el hipotálamo.
• Hipófisis anterior o adenohipófisis, no tiene ninguna conexión nerviosa y actúa como una glándula real. Secreta hormonas que van a glándulas endocrinas o tejidos.

El control que el hipotálamo ejerce sobre la hipófisis se lleva a cabo de las dos maneras siguientes:

• Directamente, sintetizando hormonas (oxitocina y vasopresina) que viajan por axones de células hipotalámicas a la neurohipófisis. Desde allí se liberan a la circulación general.
• Indirectamente, sintetizando hormonas (factores de liberación) que son segregadas en el vaso portal de la eminencia media y se llevan a la adenohipófisis. Estas hormonas estimulan o inhiben la actividad secretora de las células de la hipófisis anterior.

Así, pues, el hipotálamo se comunica por vía neural con la hipófisis posterior, y por vía sanguínea con la hipófisis anterior.

Glándula pituitaria

La glándula pituitaria es una pequeña glándula en el cerebro. Es conocida como la glándula maestra porque las hormonas que produce afectan la producción de muchas otras hormonas y funciones en el cuerpo.

Unida al hipotálamo, es un cuerpo de color gris rojizo del tamaño de un guisante que almacena hormonas del hipotálamo y las libera al torrente sanguíneo. La pituitaria se divide en un lóbulo anterior y un lóbulo posterior, cada uno de los cuales tiene funciones distintas.

Las hormonas producidas por la glándula pituitaria anterior afectan la función adrenocortical, el desarrollo sexual, el crecimiento, la pigmentación de la piel y la función tiroidea. Si la parte anterior de la hipófisis no funciona correctamente, se produce un crecimiento retardado y una función disminuida de todas las demás glándulas controladas por esta parte de la glándula pituitaria, excepto las glándulas paratiroides. Cuando se produce la función hipofisaria anómala, hay un exceso de crecimiento o la acromegalia.

La glándula pituitaria posterior es la parte posterior de la hipófisis. Secreta la hormona antidiurética (ADH) que afecta la retención de agua en el cuerpo y la oxitoxina, lo que facilita la unión y las contracciones uterinas. La falta de ADH causa diabetes insípida, lo que conduce a un exceso de orina y posiblemente a deshidratación.

Sistema de la neurohipófisis

La secreción de la hipófisis posterior consiste en la liberación de las dos hormonas siguientes:

• Oxitocina
• Vasopresina u hormona antidiurética (ADH)

Estas hormonas son producidas en dos núcleos del hipotálamo que contienen grandes neuronas, las magnocelulares. Los núcleos hipotalámicos son los siguientes:

• Supraóptico
• Paraventricular

Los axones de las células de estos núcleos a través de la eminencia media hasta la neurohipófisis, donde entran en contacto con los capilares sanguíneos de la circulación general y liberan las hormonas mencionadas.

La vasopresina y la oxitocina son péptidos que se sintetizan como prohormonas en los somas de las neuronas magnocelulares y son transportadas en vesículas a lo largo de los axones hasta la neurohipófisis. En este trayecto es cuando se forman las hormonas oxitocina y vasopresina propiamente dichas.

Funciones de la oxitocina

Son funciones relacionadas con la reproducción. Estas funciones son las siguientes:

• Estimular la secreción de leche por las mamas durante la lactancia.
• Promover las contracciones uterinas en el momento de la fertilización y el parto.

Funciones de la vasopresina

• Provocar la reabsorción de agua en los riñones, por lo tanto, disminuir la producción de orina.
• Contribuir a la homeostasis: regular el volumen sanguíneo, el balance electrolítico y la presión arterial (lo aumenta).

Sistema de la adenohipófisis: sistema portal hipotálamo hipofisario

La adenohipófisis funciona como una verdadera glándula endocrina, ya que está formada por células neurosecretoras. Pero, además, también está bajo un estricto control hormonal por parte del hipotálamo.

Las hormonas del hipotálamo son generalmente péptidos pequeños y reciben el nombre de factores liberadores u hormonas liberadoras, y factores inhibidores u hormonas inhibidoras, según si actúan estimulando o inhibiendo la secreción hormonal de la hipófisis anterior.

¿Cómo se liberan las hormonas?

Hay unos núcleos hipotalámicos, de la zona periventricular (por ejemplo, el arqueado, el periventricular, el área preóptica medial) que sintetizan y envían los factores de liberación o inhibición en la circulación portal (los capilares de la eminencia media). Desde allí son transportados a la adenohipófisis, donde estimulan o inhiben las células que secretan las hormonas hipofisarias.

Las hormonas adenohipofisarias actúan sobre otras glándulas del cuerpo, y estimulan la liberación de hormonas en la sangre. Algunas de estas glándulas son las glándulas suprarrenales, la tiroides, las gónadas, las glándulas mamarias.

¿Cuáles son las hormonas segregadas por la hipófisis anterior?

De las hormonas segregadas por la adenohipófisis, cuatro son hormonas trópicas, es decir, que tienen como diana otra glándula sobre la que actúan para regular su producción hormonal. Estas son las siguientes:

• Hormona adrenocorticotrópica o corticotropina (ACTH). La sigla con que se conocen habitualmente las hormonas corresponde a su denominación en inglés (ACTH, adrenocorticotrópica hormona).
• Hormona estimulante de la tiroides (TSH) o tirotropina. Incluyen la hormona foliculoestimulante (FSH) y la hormona luteinizante (LH)

Aparte de estas hormonas trópicas, la adenohipófisis también secreta:

• Prolactina
• Hormona del crecimiento (GH) o somatotropina

Teniendo en cuenta el órgano diana de las hormonas hipofisarias, podemos distinguir diferentes ejes hormonales:

• Eje hipotálamo-hipofisario corticoadrenal
• Eje hipotálamo-hipofisario tiroideo
• Eje hipotálamo-hipofisario gonadal
• Eje de la prolactina
• Eje de la hormona de crecimiento

Ejes del sistema portal hipotálamo hipofisario

Eje hipotálamo-hipofisario corticoadrenal

El control principal de este eje la ejerce la hormona ACTH de la hipófisis anterior; cuando la ACTH llega a la glándula adrenal se produce la liberación de hormonas. La secreción de ACTH está controlada por la hormona hipotalámica CRH y también por el nivel de hormonas adrenocortical (o corticosuprarrenales) en sangre. Si disminuye el nivel de hormonas adrenocortical, se produce la secreción de CRH y ACTH.

Hormonas adrenocorticales

Los glucocorticoides:

• Incrementan el nivel de glucosa en sangre, aceleran la degradación de las proteínas.
• En concentraciones elevadas, tienen efectos antiinflamatorios.

Los mineralocorticoides:

• Provocan retención de iones de sodio y eliminación de iones de potasio por la orina.

¿Qué pasa cuando hay un déficit de hormonas adrenocortical?

La enfermedad de Addison, que consiste en un hipofuncionamento de las glándulas suprarrenales. Tiene las siguientes consecuencias: cansancio, apatía, déficits cognitivos, depresión, etc.

¿Qué sucede cuando hay un exceso de hormonas corticosuprarrenales?

En situaciones de estrés crónico, se libera una gran cantidad de glucocorticoides y eso hace que a medio-largo plazo haya una depresión en el sistema inmunitario, un aumento de la presión sanguínea, daños en el tejido nervioso (por ejemplo, en el hipocampo) y muscular, inhibición del crecimiento, infertilidad, etc.

Eje hipotálamo hipofisario tiroideo

El control principal de este eje la ejerce la hormona TSH de la hipófisis anterior; cuando la TSH llega a la glándula tiroides se produce la liberación de hormonas tiroideas. La secreción de TSH está controlada por la hormona hipotalámica TRH y también por el nivel de hormonas tiroideas en sangre. Si disminuye el nivel de hormonas tiroideas, se produce la secreción de TRH y TSH.

Hormonas tiroideas

• El principal papel es regular los procesos metabólicos y sobre todo de la utilización de los carbohidratos.
• También influye sobre el crecimiento y desarrollo, tanto corporal como del sistema nervioso.

¿Qué pasa cuando hay un déficit de hormonas tiroideas (hipertiroidismo)?

Si es durante el desarrollo, hay una detención del crecimiento corporal, malformaciones faciales y reducción del tamaño y la estructura celular del cerebro. Esto conlleva retraso mental y se denomina cretinismo.

Si se produce más adelante, se observan trastornos conductuales como apatía, depresión, habla retrasada, etc.

¿Qué pasa cuando hay un exceso de hormonas tiroideas (hipertiroidismo)?

Generalmente, alteraciones fisiológicas y conductuales: insomnio, irritabilidad, nerviosismo, aumento del ritmo cardíaco y de la presión sanguínea, alteraciones en la temperatura, disminución de peso, etc.

¿Cuáles son las funciones principales de las hormonas sexuales?

Los andrógenos:

• Promueven el desarrollo, crecimiento y mantenimiento de los órganos reproductores masculinos.
• Promueven el desarrollo de las características sexuales secundarias masculinas (forma del cuerpo, tono de voz, barba, etc.).
• Estimulan el metabolismo de las proteínas.

Los estrógenos:

• Promueven el desarrollo, crecimiento y mantenimiento de los órganos reproductores femeninos.
• Promueven el desarrollo de las características sexuales secundarias femeninas (forma del cuerpo, pechos, patrón de pelo, etc.).

Los progestágenos:

• Preparan las paredes del útero para la implantación del óvulo fecundado.
• Prepara los pechos para secretar leche.

Eje de la prolactina

La prolactina estimula la producción de leche por las glándulas mamarias. Durante la lactancia, el hipotálamo reduce la secreción de dopamina para que se produzca un nivel suficiente de prolactina y la producción de leche no se detenga.

Eje de la hormona de crecimiento

La hormona de crecimiento o somatotropina estimula el crecimiento del cuerpomediante la producción de sustancias que regulan el crecimiento de los huesos. Está controlada por la GHRH que estimula su producción y la somatostatina, que la inhibe.

La escasez de GH produce enanismo, mientras que el exceso produce gigantismo. No obstante, si el exceso es en la edad adulta ya no produce gigantismo porque los huesos no pueden crecer en longitud, pero sí se produce acromegalia, caracterizada por un aumento en algunos tejidos como la mandíbula y las articulaciones de manos y pies.

Hormonas no liberadas por la acción hipofisaria

Hasta ahora hemos tratado todas aquellas hormonas, la secreción de las que se encuentra bajo el control de las hormonas trópicas de la hipófisis. A continuación explicaremos aquellas hormonas que se escapan de este control hipotálamo-hipofisario.

Hormonas de la médula adrenal

La región interna de las glándulas adrenales constituye la médula adrenal y libera las hormonas siguientes:

• Adrenalina
• Noradrenalina

La función principal de estas hormonas es preparar el organismo para situaciones de gran esfuerzo o de tensión (proporciona un riego sanguíneo más grande en el corazón, los músculos esqueléticos y el encéfalo) y desencadenan diferentes procesos metabólicos que aportan la energía necesaria para que estos órganos funcionen correctamente (aumenta la glucosa y el oxígeno en sangre).

Hormonas del páncreas

El páncreas es una glándula que secreta varias hormonas, entre las que se encuentran las siguientes:

• Insulina
• Glucagón

La insulina se libera como consecuencia de un aumento de los niveles de azúcar en sangre y su función consiste en estimular la captación de glucosa por los tejidos ya transformar el exceso de glucosa en glucógeno (se almacena en el hígado y en los músculos) y en triglicéridos (en el tejido adiposo).

El glucagón se libera después de un tiempo sin comer, ya que los niveles de glucosa en sangre disminuyen. El glucagón produce un aumento de glucosa porque hace que se degrade y se convierta en glucosa el glucógeno hepático.

Otras hormonas

Hay muchas otras hormonas, como las que se indican a continuación:

• Gastrointestinales (colecistoquinina, gastrina, etc.)
• Reguladoras del calcio (paratiroidea, calcitonina)
• Melatonina