1. ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA ENDOCRINO
GENERALIDADES DEL SISTEMA ENDOCRINO
HORMONAS
CLASIFICACIÓN DE LAS HORMONAS
BIOSÍNTESIS
TRANSPORTE
SEÑALIZACIÓN CELULAR
RECEPTORES Y MECANISMO DE ACCIÓN
2. INTRODUCCION
El sistema endocrino está formado por todos aquellos órganos que se encargan de
producir y secretar sustancias, denominadas hormonas, hacia al torrente sanguíneo con la
finalidad de actuar como mensajeros, de forma que se regulen las actividades de
diferentes partes del organismo.
Los órganos principales del sistema endocrino son: el hipotálamo, la hipófisis, la glándula
tiroides, las paratiroides, los islotes del páncreas, las glándulas suprarrenales, las gónadas
(testículos y ovarios) y la placenta que actúa durante el embarazo como una glándula de
este grupo además de cumplir con sus funciones específicas, el corazón, el riñón.
El hipotálamo es la glándula que a través de hormonas, estimula a la hipófisis para que
secrete hormonas y pueda estimular otras glándulas o inhibirlas. Esta glándula es conocida
como "glándula principal" ya que regula el funcionamiento de varias glándulas endocrinas.
La hipófisis controla su secreción a través de un mecanismo llamado "retroalimentación"
en donde los valores en la sangre de otras hormonas indican a esta glándula si debe
aumentar o disminuir su producción.
Hay otras glándulas que su producción de hormonas no dependen de la hipófisis sino que
responden de forma directa o indirecta a las concentraciones de sustancias en la sangre,
como son: los islotes del páncreas, las glándulas paratiroides y la secreción de la médula
suprarrenal que responde a la estimulación del sistema nervioso parasimpático.
A continuación se especificará cada una de las funciones de las glándulas que componen
este sistema y la acción de cada hormona segregadas al flujo sanguíneo.
3. GENERALIDADES DEL SISTEMA ENDOCRINO
El sistemaendocrinootambiénllamadosistemade glándulas de secreción interna es el conjunto
de órganos y tejidos del organismo, que secretan un tipo de sustancias llamadas hormonas, las
cuales se liberan al torrente sanguíneo y regulan diversas funciones de nuestro cuerpo.
Las glándulas endocrinas seleccionanyextraenmaterialesde la sangre, los procesan y secretan el
producto químico resultante (hormona) para que este sea utilizado en otra parte del cuerpo.
Estas carecen de conductos, están altamente vascularizadas (puesto que vierten las hormonas
directamente alasangre) ysus célulassuelencontener losdenominadosgránulosde secreción en
los que se almacenan las hormonas.
Principales glándulas del sistema endocrino:
Hipotálamo: Esta estructurase encuentraenlazona masanteriore inferiordel diencefalo,esta
formadapor mas de 90 nucleos.Pesaalrededorde 4 grs. se ubicaen laparte mediadel cerebro
con una diversidadde núcleos yal cual estánllegandomúltiple informaciónprocedente de todoel
organismoydel mismocerebro,estaglándulalograregularactividadesdel SNCylaactividad
endocrinaengeneral .El hipotálamosegregahormonasque indicenaotras glándulasendocrinasa
segregarhormonas.Se divide endospartes:HipotalamoMedial yLateral.
- HipotalamoMedial:Concentralamayorcantidadde nucleos.
Esta zona esla que tiene mayorcantidadde somasy menorde fibras.
- HipotalamoLateral:pobre ensomasneuronalesyricoenfibras.
La glándula hipófisis (pituitaria): localizada en la silla turca del hueso esfenoides en la base del
cráneo. Pesa alrededor de 500mg en el hombre y 600 mg en la mujer. Esta unida al hipotálamo
mediante el tallo pituitario y está compuesta por dos lóbulos separados. La adenohipófisis
(porciónglandular) ylaneurohipofisis(porciónnerviosa),desdeel puntode vistaembriológico las
dos porcionesde lahipófisistienenprocedenciasdiferentes:laadenohipofisis derivada de la bosa
de rathke,una invaginaciónembrionariadel epitelio faringueo y la neurohipofisis lo hace de una
evaginación del tejido nervioso del hipotálamo.
La adenohipofisissecreta6hormonaspeptídicasnecesariasyotras menosesenciales mientrasque
la neurohipofisis sintetiza dos hormonas peptídicas importantes.
La adenohipofisis interviene en el control de las funciones metabólicas de todo el organismo,
entre esas hormonas tenemos:
La hormonadel crecimiento:estimula crecimientode todoel cuerpo mediante su acción
sobre la formación de proteínas y sobre la multiplicación y diferenciación celular
La corticotropina : controla la secreción de algunas hormonas corticosuprarrenaes que
afectan al metabolismo de la gluocosa , las proteínas y los lípidos.
4. La tirotropina( hormona estimulante de la tiroides) controla la secreción de tiroxina y
triyodotironina por la glándula tiroides, estas hormonas regulan casi todas las reaciones
químicas intracelulares que tienen lugar en el organismo
La prolactina:estimulael desarrollode lasglándulasmamariasylaproducciónde laleche.
Hormona estimulante de losfolículosyhormonaluteinizante:controlanel crecimiento de
los ovarios y los testículos, asi como su actividad hormonal y reproductora
Las hormonas secretadas por la neurohipofisis desempeñan otras funciones
La hormonaantidiurética(vasopresina) : controla la excreción de agua en la orina , con lo
que ayuda a regular la concentración hídrica en los líquidos corporales.
La oxitocina : contribuye a la secreción de la leche de las glándulas mamarias hasta os
pezones durante la lactancia, también interviene en el parto, al final de la gestación.
La glándulapineal (epífisis cerebral): se encuentra adosada al tercer ventrículo del cerebro en la
línea media. Pesa alrededor de 0,1-0,2 g y está conformada por masas de neuroglia y células
secretoras denominadas pinealocitos. Produce melatonina una hormona derivada de la
serotoninaque afectaala modulaciónde lospatronesdel sueño es estimulada por la oscuridad e
inhibida por la luz est se da gracias a que está formada por fibras nerviosas simpáticas que
transmiten la información lumínica captada por la retina.
La glándulatiroides:se encuentrapor debajode lalaringe yestácompuestapor folículostiroideos
compuestos por células foliculares que secretan las hormonas tiroideas tiroxina (t4) y
triyodotironina, y células parafoliculares, que secretan calcitonina, ambas inducen un notable
aumentodel metabolismodelorganismo.Lasecrecióntiroideaestácontroladaporla tirotropina (
TSH) secretadaporadenohipofisis. Alrededordel 93% de las hormonas secretadas por la glándula
tiroides corresponde a la tiroxina y el 7% restante a la triyodotironina, con el tiempo casi toda la
tiroxina se convierte en triyodotironina en los tejidos. La triyodotironina es cuatro veces mas
potente que la tiroxina de esta se detecta una cantidad mucho menor en la sangre y su duración
es mas breve.
Las Glándulas paratiroides: están incluidas en las caras posteriores de los lóbulos laterales de la
tiroides. Histológicamente están rodeadas de una cápsula y están formadas por tres tipos de
células,lascélulasprincipales,lascélulas oxífilas y las células acuosas de las que se desconoce su
función. Las glándulas paratiroides controlan el calcio en nuestros cuerpos, la cantidad de calcio
en nuestros huesos y la cantidad de calcio en la sangre, una vez que la hormona paratiroidea se
libera en la sangre, circula y actúa en un número de plazas con el propósito de aumentar la
cantidad de calcio en la sangre.
Las Glándulas suprarrenales: descansan en el polo superior de cada riñón en el espacio
retroperitoneal. Cadaunapesade 3,5-5g y se divide enunacortezasuprarrenal externa (80%-90%
de la glándula) yunamedulasuprarrenal interna.,lamedulasuprarrenal ocupa el 20% central de l
glándulase relacionadesde el puntode vistafuncional conel sistemanervioso simpático , secreta
hormonas como la adrenalina y noradrenalina en respuesta a la estimulación simpática . La
corteza suprarrenal secreta un grupo completamente diferente de hormonas, llamadas
corticosteroides que son las mineralocortioides ,los glucocorticoides y pequeñas cantidades de
5. hormonassexualesque sonlosandrógenos.Losmineralocortioides reciben este nombre por que
afectan principalmente a los electrolitos ( minerales) del comportamiento extracelular
particularmente al sodioyal potasio.Losglucocortioide se denominan asi porque poseenefectos
importantesenel aumentode laglucemia , además influye en el metabolismo de las proteínas y
de los lípidos Todas estas hormonas se sintetizan del esteroide colesterol y todas poseen una
formulaquímicaparecida, pero producen diferentes funciones muy importantes .se han aislado
mas de 30 esteroides de la corteza suprarrenal pero solo dos son determinantes de la función
endocrina normal del cuerpo humano: la aldosterona que es el mineralocorticoide principal y el
cortisol que es el glucocorticoide principal
El páncreas endocrino: El páncreasse compone de dostiposde tejidos1) losacinos,que secretan
jugos digestivos al duodeno y 2) los islotes de Langerhans que secretan insulina y glucagón de
formadirectaa lasangre.El páncreashumanocuentacon 1 a 2 millones de islotes,cada uno mide
0,3 de diámetro,estosse organizanentornoa pequeñoscapilares alosque vierten sus hormonas
y contienen3tiposfundamentalesde células: alfa, beta y delta, que se diferencia entre si por su
morfologíay tinción.Ls célulasbetarepresenta casi el 6% de los islotes de Langerhans y secretan
insulina y amilina hormona que suele liberarse en el paralelo con la insulina pero no se conoce
muybiensu función,lascélulasalfaque componencasi el 25% del total , segregan glucagón, y las
células delta que representa e 10% libera somatostatina . Además existe otro tipo de células
denominada células PP e menor cantidad que produce una hormona de función incierta
denominada polipeptido pancreático.
Gónadas: Los ovarios: son estructuras pares con forma de almendra que se ubican en la cavidad
pelviana y pesan alrededor de 6-7g. Producen hormonas que gobiernan el desarrollo, los ciclos
reproductoresylasfuncionesreproductorasfemeninas. El sistema hormonal femenino se puede
dividir en tres jerarquías de hormonas: Una hormona liberadora hopotalamica conocida como
hormonaliberadorade gonadotropinas(GnRH),Lashormonasadenohipofisiariashormonafolículo
estimulante(FSH),yhormonaluteinizante LH,que sonsecretadasenrespuestaal estimulotela Gn
RH, Las hormonasováricas,estrógenosyprogesterona,secretadasporlos ovarios como repuesta
a los estímulos de las hormonas adenohipofisiaria.
Los ovariossecretangrandescantidadesde estrógenoypequeñascantidadesde andrógenos, otra
fuente de estrógenos y andrógenos es la corteza suprarrenal que secretan andrógenos de los
cuales algunos se convierten en estrógenos en el tejido adiposo, los ovarios también secretan
progesterona, que prepara el útero para el embarazo, durante la gestación los ovarios secretan
relaxina,que facilitael reblandecimientodel cuellouterino para facilitar el nacimiento. En ambos
sexos se secretan la inhibina, la cual inhibe la secreción de FSH.Los estrógenos provocan la
proliferaciónde célulasespecificasdel cuerpoycrecimientode lostejidosde losórganos sexuales
y otros tejidos relacionados con la producción y son responsables en su mayor parte de las
características sexuales femeninas, durante la infancia de los estrógenos son secretados en
pequeñascantidadesperodespuésde lapubertadaumenta,porloque losórganossexualespasan
a ser adultos.
Los testículos: son glándulas ovaladas que yacen en el interior del escroto y producen
testosterona. Estos producen hormonas que gobiernan el desarrollo y la función reproductora
masculina. La gonadotropina hipofisaria LH, hormona luteinizante, es la hormona reguladora
6. específica de la producción de la testosterona. La acción de la LH, está mediada por la activación
de la adenilciclasa y proteínas específicas reguladoras de nucleótidos de guanina (proteínas G),
para la producción intracelular de AMPc. Además la acción de la LH, también puede precipitar la
activación de fosfolipasa C e incremento de la producción de los segundos mensajeros,
diacilglicerol (DAG) e inositol trifosfato (IP3) a partir de fosfoinositoles de la membrana.
Riñon:
En losriñonesexistentressistemashormonalesde unagranimportanciapara el organismo, como
esen primer lugar la secreción de la renina (enzima) que desencadena diversos fenómenos que
culminanconla producciónde lahormonaangiotensinaII,lacual interviene en grado importante
regulandoel metabolismodelmineral sodioydel aguayen consecuenciade lapresiónarterial. En
segundo lugar los riñones secretan la eritropoyetina, la cual interviene activando la formación y
maduración de glóbulos rojos o eritrocitos a nivel de la médula ósea o porción central de los
huesoslargosyplanos.Entercerlugara nivel del riñón se lleva a cabo la fase final de la activación
de la vitaminaD(consideradadesde hace variosañoscomo hormona) hasta su transformación en
vitaminaD3 o 1.25 dihidroxicolecalciferol,que aumentalaconcentracióndel mineral calcioa nivel
del torrente sanguíneo, mediante incrementar su absorción por el intestino así como su
reabsorción por el túbulo renal, aunque además favorece la fijación o depósito del calcio en
huesos y dientes.
Corazón : Las aurículasdel corazón songlandulasendocrinasque liberan unpeptidollamadoANP,
peptido natriuretico atrial. Su función es inhibir la secreción de Aldosterona en la corteza
suprarenal ypor elloinhibe la reabsorción de Na en los nefrones, aumentando la eliminación de
Sodio por la orina (natriuresis).
7. ¿QUÉ ES UNA HORMONA?
Las hormonas fueron descritas por primera vez en 1902 por William Bayliss y Ernest Starling
quienes definieron las hormonas como sustancias químicas producidas por las glándulas
endocrinas que, a través de los capilares que rodean a la glándula, son liberadas a la circulación
sanguínea hasta alcanzar los órganos y tejidos diana sobre los que actúan.
Las hormonas son mensajeros químicos que transportan información de una célula a otra para
regular distintas funciones como el crecimiento, la reproducción y el metabolismo.
Las concentracionesde lashormonasnecesariasparacontrolartodas estasfunciones metabólicas
son increíblementereducidas.Susvaloresenlasangre oscilandesde tansólo1Pg (picogramo:una
milmillonésima parte de 1 mg) en cada ml de sangre hasta, como mucho, algunos microgramos
por ml de sangre.
8. CLASIFICACIÓNDELAS HORMONAS
De acuerdo a su naturaleza química las hormonas se clasifican en:
1. HORMONAS POLIPEPTÍDICAS O PROTEICAS:
Formadaspor cadenasde péptidosyaminoácidos. Casi todas las hormonas del organismo son de
este tipo,e incluyen las hormonas secretadas por la hipófisis, el páncreas (insulina y glucagón) y
las glándulas paratiroides (hormona paratiroidea).
Son solublesenaguay no se puedensuministrar por vía oral, se desnaturalizan con los ácidos del
estómago y son de elevado peso molecular. El tamaño de estas hormonas oscila desde un
pequeño polipéptido de tan solo 3 aminoácidos (hormona liberadora de tirotropina) hasta el de
proteínas de 200 aminoácidos (hormona del crecimiento y prolactina).
Biosíntesis: Como todas las proteínas, las hormonas peptídicas se sintetizan en los orgánulos
citoplásmicos denominados ribosomas, en un proceso denominado traducción proteica, a partir
de una cadena de ácido ribonucleico mensajero (ARNm) que procede del núcleo celular. Por lo
general, al principio se sintetizan como proteínas de gran tamaño sin actividad biológica
(preprohormonas) y se escinden en el retículo endoplasmático para formar prohormonas, de
menor tamaño. Estas prohormonas se transfieren a continuación al aparato de Golgi, donde se
encapsulan en vesículas secretoras. En este proceso, las enzimas de las vesículas dividen las
prohormonas,yproducenhormonasmáspequeñasconactividadbiológicayfragmentosinactivos.
Las vesículas se almacenan en el citoplasma y muchas de ellas se unen a la membrana celular
hasta que se percibe la necesidad de su secreción. Las hormonas (los fragmentos inactivos) se
secretancuandoestasvesículasse fundenconlamembrana y el contenidodel granuloentra en el
líquidointersticial odirectamente enel torrente sanguíneomediante exocitosis.En muchos casos,
el estímulo de laexocitosis,esel incremento de la concentración de calcio del citosol, provocado
por la despolarización de la membrana plasmática. En otros casos por la estimulación de un
receptorde la superficiecelularque elevala concentración de AMPc, el cual activa a las proteínas
quinasas, que desencadenan la secreción de la hormona.
En general un gen codifica un único ARNm que da lugar a una proteína única. Sin embargo, en el
caso de algunashormonastenemosejemplosde unbuenaprovechamiento de un gen que puede
dar lugar a varias proteínas. Por ejemplo, el gen de la proopiomelanocortina (POMC) da lugar a
una larga cadenaproteicaque se fragmentaoriginandovariashormonas:laACTH, la β -endorfina,
la lipotropina y la MSH. En el caso del gen de la insulina, se forma primero la proinsulina, que se
pliega y libera una parte central denominada Péptido C, formando el resto la insulina madura.
Otro caso interesante es el de la TRH, que procede de una preprohormona de 242 aminoácidos
que contiene 6 moléculas de TRH junto con otros péptidos.
2. HORMONAS ESTEROIDEAS
Las hormonas esteroideas se sintetizan a partir del colesterol son liposolubles y están formadas
por tresanillosde ciclohexilo y un anillo de ciclopentilo, combinados en una estructura única. En
este grupo encontramos las hormonas secretadas por la corteza suprarrenal, los ovarios, los
testículos y la placenta en mujeres embarazadas.
9. Consideremos cinco clases principales de hormonas:
(1) Los progestágenos(progesterona) que regulanlosfenómenosque se producendurante el
embarazo y son los precursores de todas las demás hormonas esteroideas.
(2) Los glucocorticoides(cortisol ycorticosterona) que estimulanlagluconeogénesis y a dosis
farmacológicas, suprimen las reacciones farmacológicas
(3) Los mineralocorticoides (aldosterona) que regulan el equilibrio iónico mediante la
activación de la reabsorción de Na, Cl Y HCO3 en el riñón
(4) Los andrógenos (androstenediona y testosterona) que favorecen el desarrollo sexual
masculino y mantienen los caracteres sexuales masculinos
(5) Los estrógenos(estronayestradiol) que mantienenlascaracterísticassexuales femeninas
Biosíntesis:Estashormonas no se almacenan en gránulos, sino que son liberadas tras su síntesis,
debido a un estímulo que puede movilizar con rapidez los grandes depósitos de esteres de
colesterol que están en el citoplasma, con el fin de hidrolizarlos y así facilitar la captación del
colesterol en las mitocondrias. Se cree que uno de estos estímulos es el aumento del AMPc que
provocaefectosagudosy crónicossobre lasíntesisde estosesteroides.El efectoagudoconsiste la
activación de proteínas quinasas que al fosforilar diversas proteínas movilizan y suministran
colesterol, a la membrana mitocondrial interna, donde es metabolizado; y el efecto crónico se
lleva a cabo mediante el aumento de la transcripción de los genes que codifican las enzimas
esteroidogenicas.
En la mitocondria una enzima del citocromo P450 denominada colesterol desmolasa hidroxila la
cadenalateral en el C20 y C22 del colesterol, y la rompe para dar pregnenolona, la precursora de
las demás hormonas esteroideas.
La pregnenolona puede convertirse directamente en progesterona por la acción de dos enzimas
citoplasmáticas:3beta-hidroxiesteroidedeshidrogenasay la delta 4,5 isomerasa. Más adelante, la
progesterona se convierte en aldosterona o cortisol.
La conversión en aldosterona tiene lugar en las células de la zona glomerulosa, donde
intervienen 3 enzimas: 21-hidroxilasa, la 11B-hidroxilasa y la 18 hidroxilasa
La conversiónencortisol tiene lugar en las células de la zona fasciculada, y necesita de la
17 hidroxilasa y 21 hidroxilasa, junto con la 11 b-hidroxilasa
La pregnenolonaenlascélulasde lazonareticularse convierte en 17-alfa-hidroxipregnenolona y
estaluegose convierte enlaDHEA (deshidroepiandroesterona) mediante la 17,20 liasa con el fin
de producir la androstenediona.
Simultáneamente, esta androstenediona puede ser sintetizada por la conversión de la 17-
hidroxiprogesteronaaandrostenedionadirectamente por medio de la 17,20-liasa. Por lo tanto, la
17,20-liasa esrequeridaparala síntesisde laandrostenediona, independientemente de la forma
en que se sintetice.
Finalmente La androstenediona es convertida en testosterona o estrógeno. La conversión de la
androstenediona en testosterona requiere la enzima 17 beta hidroxiesteroide deshidrogenasa,
mientras que la conversión de la androstenediona en estrógeno (por ejemplo, en la estrona o
estradiol) requiere la enzima aromatasa.
10. La inactivación de las hormonas esteroideas siempre supone su reducción, al principio la
testosterona se reduce a una forma menos activa mediante la enzima 5-alfa-reductasa para
formar dihidrotestosterona.Lasreaccionesde inactivaciónse producensobre todo en el hígado, y
por lo general convierten en hidrosolubles los esteroides, lo cual viene determinado por su
conjugación con sulfatos excretados en la orina.
3. HORMONAS DERIVADAS DE LA TIROSINA
Los dosgrupos de hormonasderivadas de la tirosina, las hormonas tiroideas y las catecolaminas,
se forman gracias a la acción de las enzimas situadas en el citoplasma de las células glandulares.
Las catecolaminas(dopamina, adrenalina y noradrenalina) se forman en la medula suprarrenal a
partir del aminoácidotirosina,que puede sintetizarse enel hígado o provenir de la dieta. Primero
se forma ladopaminaenel citoplasmayse concentraenlosdenominadosgránuloscromafines de
la médulasuprarrenal;ahíse modificaparaproducirla noradrenalinay,de nuevoenel citoplasma,
se completalabiosíntesisconlaformaciónde la adrenalina,lacual es secretada cuatro veces más
que la noradrenalina. Al igual que ocurre con las hormonas proteicas almacenadas en gránulos
secretores, las catecolaminas de la medula suprarrenal también se liberan por exocitosis.
Las hormonas tiroideas son también derivados del aminoácido tirosina, su síntesis es muy
compleja. Esta complejidad está relacionada con la presencia de iodo en su molécula. Cuando,
durante la evolución, los animales abandonaron el mar y colonizaron la tierra, en la que este
oligoelemento es muy escaso, la glándula tiroides se especializó en captarlo y concentrarlo. Las
célulasque vana producirlas hormonastiroideasformanpequeñasesferas,losfolículostiroideos,
que contienenensuinteriorunacavidadrellena de una sustancia llamada coloide. Aunque otros
órganospuedentambiéncaptarel ioduro, solamente las células tiroideas expresan una proteína
de gran peso molecular denominada tiroglobulina la cual se incorpora a las hormonas tiroideas,
tiroxina (T4) y triyodotironina (T3), que contienen 4 y 3 átomos de iodo, respectivamente.
La secreciónhormonal comienzacuandose escindenlasaminasde latiroglobulinay las hormonas
no unidas se liberan hacia el torrente sanguíneo. Una vez en la sangre, la mayor parte de las
hormonastiroideasse combinan conproteínas plasmáticas, en especial, con la globulina fijadora
de la tiroxina, que libera con lentitud las hormonas en los tejidos efectores.
CLASIFICACIÓN SEGÚNSUSOLUBILIDAD:
Ademásde estaclasificaciónde acuerdoconlascaracterísticas químicasde lashormonas,también
podemos clasificar las hormonas según su solubilidad. Entre las sustancias hidrosolubles,
encontraremos las hormonas peptídicas y proteicas, mientras que en el otro extremo, el de las
hormonas liposolubles, estarán las hormonas esteroideas.
Con respecto a las hormonas derivadas de los aminoácidos, las catecolaminas serán solubles en
agua, mientras que las hormonas tiroideas serán liposolubles.
11. COMUNICACIÓN CELULAR UTILIZANDO HORMONAS
Comunicación endocrina: Las moléculas señalizadoras, que en este caso son hormonas, son
secretadas por células endocrinas especializadas y se transportan a través de la circulación,
actuando sobre células diana distantes a la glándula. Un ejemplo clásico lo proporcionan los
estrógenosque sonproducidosporlosovariosyestimulanel desarrolloycrecimiento del sistema
reproductor femenino y de los caracteres sexuales secundarios.
Comunicación paracrina: Las hormonas de una célula emisora hacen efecto sobre células diana
adyacentes o cercanas. Un ejemplo es la acción de la insulina secretada por las células β de los
islotespancreáticossobre lasecreción de glucagón de las células α del propio islote, y viceversa.
Comunicación yuxtacrina: Es la comunicación por contacto con otras células o con la matriz
extracelular,mediantemoléculasde adhesióncelular.Lacomunicaciónyuxtacrinase realiza entre
otros mecanismos por medio de las uniones celulares como las uniones gap.
Comunicación autocrina: Es la comunicación que establece una célula consigo misma. Los
productossecretadosporla célulainfluyen sobre ella misma. Un ejemplo es la autoestimulacion
de las célulasneoplásicasporsuspropiosfactoresde crecimiento o la autoconversión de tiroxina
(T4) en triyodotironina (T3) en las células tirotrofas.
Comunicaciónneuroendocrina:Una neuronavierte unahormonaa la circulaciónsanguíneapara
alcanzar a un órganoblancodistante.
12. EJES ENDOCRINOS
los ejes son los que controlan la secreción hormonal por medio del censo de las distantas
concentraciones hormonales en sangre , determinando asi su liberación o inhibición según
se encuentren en déficit o exceso.
Eje hipotálamo hipofisario: Casi toda la secreción de la hipófisis esta controlada por
señales hormonales o nerviosas procedentes del hipotálamo, el cual recibe señales de
todas las fuentes del sistema nervioso. La secreción de la adenohipofisis esta controlada
por hormonas liberadoras e inhibidoras. Este circuito de regulación se lleva a cabo a través
de pequeños vasos portales hipotalamico-hipofisarios, que comunican directamente estas
estructuras. Las hormonas liberadoras e inhibidoras actúan sobre las células glandulares
provocando: Hormona liberadora de tirotrofina (TRH): liberación de tirotrofina, Hormona
liberadora de corticotrofina (CRF): liberación de corticotrofina, Hormona liberadora de
hormona de crecimiento (GHRH.): liberación de hormona de crecimiento, Hormona
inhibidora de hormona de crecimiento (GHIH o somatostatina): inhibición de GH Hormona
inhibidorade prolactina(PIH):inhibiciónde prolactina.Porlotantoel hipotálamoconstituye el
centrode informaciónencargadode censarel estadodel organismoyestoesutilizadopara
controlarla secreciónde lashormonashipofisarias.
EJE HIPOTALAMO-HIPOFISO-TIROIDEO El hipotálamoal secretarala hormonaTRH, estimulaalas
célulasde lahipófisisaproducirTSH,la cual al llegara laglándulatiroidesproduce unaumentoen
sangre de sus doshormonas(T3 y T4). HormonasTiroideasT3 y T4. La funciónde ambases
cualitativamente igual perodifierenenrapideze intensidadyaque laT3 es cuatro vecesmás
potente
EJE HIPOTALAMO-HIPOFISO-GONADAL: al secretarel hipotálamolahormonaliberadorade
gonadotrofinas(GRH),davía libre aque las hormonasluteinizante yfoliculoestimulante sean
secretadasyprovoquenlaestimulacióncorrespondienteenlasgónadas(ovariosytestículos)
donde a su vezse liberaranestrógenoyprogesteronahacialacirculación.
13. TRANSPORTE DE HORMONAS
Cuando las hormonas son liberadas a la sangre, estas pueden circular libremente o unidas a
proteínastransportadorasespecíficas.Enlíneasgenerales,lashormonas hidrosolubles(peptídicas
y catecolaminas) circulan libremente, mientras que las hormonas liposolubles (esteroideas y
tiroideas) circulan unidas a proteínas globulares específicas las cuales son sintetizadas en el
hígado. Estas proteínas transportadoras cumplen una doble función: por una parte, permiten la
solubilizaciónenel plasmade lashormonasliposolubles y,porotra parte, permiten la creación de
una reserva circulante inactiva de estas mismas hormonas.
Menosdel 10% de las hormonasesteroideasytiroideasdel plasma se encuentran en forma libre.
Por ejemplo, más del 99% de la tiroxina en la sangre está unida a las proteínas plasmáticas. No
obstante, las hormonas unidas a las proteínas no difunden bien a través de los capilares y no
pueden acceder a sus células efectoras, por lo que carecen de actividad biológica hasta que se
disocian. La unión de las hormonas a las proteínas plasmáticas no permite que sean
metabolizadas y filtradas por el riñón, y por ende, retrasa su eliminación del plasma.
Las proteínas de transporte pueden ser de dos tipos:
a) Inespecíficas, como la albúmina y la prealbúmina, que se une a ligandos pequeños y actúan
como transportadores generales.
b) Específicas, que presentan lugares de unión de elevada especificidad. Entre estas proteínas
podemosdestacarlaTBG (thyroidbindingglobulin),SHBG(sex hormone bindingglobulin) y la CBG
(cortisol binding globulin).
A continuación se mencionan algunas de estas proteínas:
Globulinafijadorade tiroxina(TBG): Es una glucoproteína que se une en la circulación sanguínea
a las hormonas tiroideas T4 y T3 con una afinidad 100 veces mayor que la de la prealbúmina
fijadorade tiroxina(TBPA). LaTBG es producida en el hígado y su síntesis se ve incrementada por
la acciónde losestrógenos.Latemperaturaesunmoduladormuyimportante de laafinidadde esa
asociación,de maneraque cuandose elevaaquélla,laafinidadde laTBG por la tiroxinase reduce,
loque hace que aumente de formasignificativasuconcentraciónenformalibre y, por lo tanto, su
disponibilidad fisiológica para actuar en los tejidos.
Globulina fijadora de hormona sexual (SHBG): es una glicoproteína que se fija a las hormonas
sexuales, específicamente a testosterona y estradiol. La SHBG inhibe la función de estas
hormonas, por lo que su biodisponibilidad queda influida por el nivel de esta globulina, la cual
tiene una afinidad más alta con el andrógeno dihidrotestosterona que con la testosterona o el
estradiol,haciendoporelloque seaesencial enlasmujerespararegularladisponibilidad de dicho
andrógeno.
Estas proteínas transportadoras son sintetizadas en el hígado, de tal manera que pueden ser
influenciadas positiva o negativamente por factores nutricionales, y especialmente por
medicamentos. Así, los estrógenos aumentan la síntesis de proteínas transportadoras, lo que se
traduce en unaumentode la concentración plasmática de la fracción ligada sin que signifique un
aumento de su función.
14. RECEPTORES HORMONALES Y MECANISMO DE ACCIÓN
La acción de una hormona comienza con su unión a un receptor específico de la célula efectora.
Las células que carecen de receptores para una hormona no responden a ella. Los receptores de
algunashormonasse localizanenlamembranade la célula efectora, mientras que los de otras se
encuentran en el citoplasma o en el núcleo.
Los receptores hormonales son proteínas de gran tamaño y cada célula estimulada posee
habitualmente entre 2.000 y100.000 receptores.Además,cadareceptorsuele ser muy específico
para una únicahormona,loque determinael tipode hormonaque actuará en un tejido concreto.
Los tejidos que reaccionan en respuesta a una hormona determinada son los que contienen
receptores específicos para ella.
Los distintos tipos de receptores hormonales se encuentran en los siguientes lugares:
1. En lasuperficie de lamembranacelular:losreceptoresde membranasonespecíficossobre todo
de las hormonas proteicas y peptídicas y de las catecolaminas.
2. En el citoplasma celular: estos receptores son específicos para las hormonas esteroideas
3. En el núcleocelular:estosreceptoressonespecíficospara las hormonas tiroideas y se cree que
están unidos a uno o varios cromosomas.
1. RECEPTORES EN LA SUPERFICIE DE LA MEMBRANA CELULAR
Las hormonas de estructura proteica, así como las catecolaminas, entre otros compuestos, se
unen a receptores que están localizados en la membrana en la célula diana, causando la
generación de un segundo mensajero y de una compleja red de señalización intracelular que
transmite la señal hasta el núcleo celular.
1.1 RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEINAS G
Se conocen más de 1.000 receptores acoplados a la proteína G, todos los cuales poseen siete
segmentostransmembranososque formanunasadentroy fuerade lamembranacelular.Algunas
partes del receptor sobresalen hacia el citoplasma celular (sobre todo, la cola citoplásmica del
receptor) y se acoplan a las proteínas G que constan de tres partes, las subunidades α, β y γ.
Cuando una hormona se une a la parte extracelular del receptor, provoca en este un cambio de
conformaciónque activa a las proteínas G e induce señales intracelulares que: 1) abren o cierran
los canales iónicos de la membrana celular, o 2) modifican la actividad de una enzima del
citoplasma de la célula.
Las proteínas G triméricas deben su nombre a su capacidad para unirse a nucleótidos guanosina.
En su formainactiva,lassubunidades α,β y γ de lasproteínasG formanun complejoque se fijaal
difosfatode guanosina(GDP) enlasubunidada.Cuando el receptor se activa, sufre un cambio de
conformación por el que la proteína G trimérica unida a GDP puede asociarse a la porción
citoplásmicadel receptore intercambiaGDPpor trifosfatode guanosina(GTP).El desplazamiento
de GDP por GTP hace que la subunidad α se disocie del complejo trimérico y se una a otras
proteínasde señalizaciónintracelular; a su vez, estas proteínas alteran la actividad de los canales
15. iónicosode enzimasintracelularestalescomolaadenilciclasa o la fosfolipasa C, que modifican la
función celular.
El sistema de segundo mensajero adenilciclasa-AMPc
La unión de las hormonas al receptor hace que este se acople a una proteína G, que cuando
estimula el sistema adenilciclasa-AMPc recibe el nombre de proteína Gs (estimuladora). La
estimulaciónde laadenilciclasa,unaenzimaunidaa la membrana, por la acción de la proteína Gs,
catalizala conversiónde unapequeñacantidadde trifosfatode adenosina(ATP) delcitoplasma en
AMPc dentro de la célula. Ello hace que se active la proteína cinasa dependiente del AMPc, que
fosforilaproteínasespecíficasde lacélula,desencadenandoreaccionesbioquímicasque,enúltima
instancia, producen la respuesta celular a la hormona.
Una de las funciones más importantes, aunque no la única, del AMPc es activar la enzima
denominadaproteínaquinasaA (PKA).Unaquinasatiene comofuncióntransferirungrupofosfato
del ATP a un aminoácido de otra proteína, una reacción a la que llamamos fosforilación. La PKA
estáformadapor cuatro subunidades,dosde ellascatalíticas,que sonlasque puedentransferir el
fosfato, y las otras dos reguladoras. En condiciones normales la enzima es inactiva porque las
subunidadesreguladorasinhibenlaactividadde lassubunidadescatalíticas.Cuandolosniveles de
AMPc aumentan como consecuencia de la acción de la hormona, el AMPc se une a las
subunidadesreguladorasde laPKA yse produce la separación de las subunidades catalíticas, que
ya pueden causar la fosforilación de diversas proteínas regulando su función.
El AMPc es el segundo mensajero que utilizan hormonas como las catecolaminas o el glucagón
para que se produzcaglucosaa partir de las moléculasde glucógenoalmacenadasentejidoscomo
el hígado o el músculo.Sabemosque la PKA activada por el AMPc fosforila a otra enzima llamada
fosforilasa quinasa, activándola. La fosforilasa quinasa activada a su vez fosforila a la enzima
glucógeno fosforilasa, que como consecuencia de este cambio también se activa y es la
responsable directa de hidrolizar el glucógeno generando la glucosa.
Aparte de esta función,laPKA activadaporel AMPc puede fosforilar otras proteínas, lo que tiene
efectosmuyimportantessobre lafunciónde la célula diana, y concretamente sobre la expresión
de un gran númerode genesimplicadosenprocesosde crecimientoydiferenciacióncelular,entre
otros.En este proceso desempeña un papel central una proteína nuclear llamada CREB (proteína
de unióna loselementos de respuesta al AMPc). Esta proteína es lo que denominamos un factor
de transcripción.Un factor de transcripcióntiene comofunciónunirseacortas secuencias de ADN
(elementos de respuesta) en la región reguladora de sus genes diana y ahí reclutar a otras
proteínas (coactivadores) que, serán las responsables de la transcripción del gen y, por lo tanto,
del consiguiente aumento del ARN mensajero y de la proteína correspondiente. En el caso del
CREB, este se une a unos sitios denominados CRE (elementos de respuesta al AMPc), pero esta
uniónesimproductivacuandoCREBno estáfosforilado.Cuando CREBesfosforiladoporla PKA, es
capaz de reclutaral coactivadorCBP (proteínade unióna CREB) y activar la expresiónde los genes
a los que el CREB se ha unido.Vemosasíque una hormonaque se une a sureceptor en el exterior
de la célulaescapaz de transmitirsuseñal hastael núcleocelularycausar una multitudde efectos
regulando la actividad de los genes. También podemos ver que no todos los genes van a ser
afectados, sino solamente aquellos que contienen secuencias CRE.
16. El sistema de segundos mensajeros de los fosfolípidos de la membrana celular
Algunashormonasactúansobre losreceptorestransmembrana que activan la enzima fosfolipasa
C unida a las porciones internas de estos receptores. Esta enzima cataliza la degradación de
algunos fosfolípidos de la membrana celular, en especial el fosfatidilinositol bifosfato (PIP2),
formando dos segundos mensajeros distintos: inositol trifosfato (IP3) y diacilglicerol (DAG).
El IP3 movilizalosiones calcio de las mitocondrias y del retículo endoplásmico; los propios iones
calcio también poseen efectos de segundo mensajero e intervienen, por ejemplo, en la
contracción del músculo liso y en la modificación de la secreción celular. El otro segundo
mensajero lipídico, el DAG, activa a la enzima proteína cinasa C (PKC), que fosforila un gran
númerode proteínasencargadasde producirla respuestade la célula. La porción lipídica del DAG
esel ácido araquidónico;este precursorde las prostaglandinas y de otras hormonas locales tiene
múltiplesefectossobre lostejidosde todoel organismoque se sumanalosejercidosporel propio
DAG.
El sistema de segundo mensajero calcio-calmodulina
Existe otro sistema de segundo mensajero que opera en respuesta a la entrada de calcio en las
células.Laentradade calciopuede iniciarse:1) por cambiosdel potencial de membrana, que abre
los canales de calcio de esta, o 2) por la interacción de una hormona con los receptores de
membranaque abrenloscanales de calcio. Cuando entran en la célula, los iones calcio se unen a
la proteínacalmodulina.Estaproteínaposee cuatrolugares de unión con el calcio y cuando tres o
cuatro de ellosse hallanunidosal ion,lacalmodulinacambiade formae iniciamúltiplesefectosen
la célula, tales como la activación o la inhibición de las proteína cinasas. La activación de las
proteínas cinasas dependientes de la calmodulina activa o inhibe mediante fosforilación las
proteínas que participanenlarespuestacelularala hormona.Porejemplo,unafunciónespecífica
de la calmodulinaconsisteenactivara lamiosinacinasade cadenaligera,que actúa directamente
sobre la miosina del músculo liso para hacer que este se contraiga.
1.2 RECEPTORES HORMONALES UNIDOS A ENZIMAS.
Cuando la hormona se une al receptor, muchos de estos pasan a funcionar ellos mismos como
enzimas o se asocian a las enzimas a las que activan. Los receptores unidos a enzimas tienen su
lugarde fijaciónala hormonaenla parte exteriorde la membrana celular y su porción catalítica o
de unión a la enzima en el interior de la misma.
Un ejemplode receptorunidoa una enzima es el receptor de leptina. La leptina es una hormona
secretadapor losadipocitosque ejerce muchos efectos fisiológicos, pero que adquiere una gran
importancia en la regulación del apetito y del equilibrio energético. El receptor de leptina es un
miembrode la gran familia de receptores de citocinas que no poseen actividad enzimática por sí
mismos pero que envían señales a través de las enzimas a las que se asocian.
En el caso del receptor de leptina, una de las vías de señalización tiene lugar a través de una
tirosinacinasade la familiaJAK (cinasaJanus),llamadaJAK2. El receptorse encuentraen forma de
homodímero(dospartesidénticas)ylaleptinase une a su porción extracelular, provocando así la
fosforilaciónyactivaciónde lacinasa Janus2 (JAK2) intracelular.Elloconllevalafosforilaciónde las
17. proteínas traductoras de señales y activadoras de la transcripción (STAT), que a su vez activan la
transcripción de los genes sobre los que actúan y, por tanto, la síntesis de proteínas.
La fosforilaciónde JAK2induce asimismolaactivaciónde otrasvíasenzimáticasintracelularestales
como lasproteínascinasasactivadas por mitógenos (MAPK) y la fosfatidilinositol 3-cinasa (PI3K).
Algunos de los efectos de la leptina son rápidos, gracias a la activación de estas enzimas
intracelulares, mientras que otros son más lentos porque dependen de la síntesis de nuevas
proteínas.
Otro ejemplo, muy utilizado en el control hormonal de las funciones celulares, es el de las
hormonas que se unen a un receptor transmembrana especial, que se convierte en la enzima
adenilciclasaactivadaenel extremoque sobresalehaciael interiorde lacélula. Luego, Esta ciclasa
cataliza la formación de AMPc, el cual actúa como segundo mensajero dentro de la célula.
2. RECEPTORES CITOPLASMATICOS
Receptoresintracelularesque se puedenencontrarenel citoplasmaoenel núcleo.Se
unena las moléculasde señalizaciónextracelularque migranosontransportadasa travésde la
MEMBRANA CELULAR. Muchos miembrosde estaclase de receptoresse producen enel citoplasma
y sontransportadosal NÚCLEO CELULAR al ligandovinculantedonde señalanlavíade uniónal
ADN y la regulaciónde transcripción.Tambiénse incluyenenestacategoríareceptoresque se
encuentranenlas MEMBRANAS INTRACELULARES que actúan a travésde mecanismossimilaresa
RECEPTORES DE SUPERFICIE CELULAR.
3. RECEPTORES NUCLEARES:
En contraste con las hormonas que se unen a receptores de membrana utilizando segundos
mensajeros y cascadas de señalización para ejercer sus acciones, pequeñas moléculas lipofílicas
como las hormonas esteroideas y tiroideas o las formas activas de las vitaminas liposolubles (la
1,25 dihidroxi-vitamina D3 y los retinoides) se unen a receptores que se localizan en el núcleo
celularyque son ellosmismosfactores de transcripciónque regulandirectamente laexpresión de
sus genes diana.
Los receptoresnuclearessonfactoresde transcripciónque se unenalosdenominados elementos
de respuestahormonal oHRE. Estos elementos son cortas secuencias de ADN que se encuentran
enlas zonasreguladorasde susgenesdiana,que son las que determinan que el gen se transcriba
en su correspondiente ARN o que esté inactivo o silenciado.
Los humanostenemos46 cromosomasenel núcleo de cada una de nuestras células. Cada una de
las dos cadenas que forman la doble hélice del ADN de cada cromosoma contiene unos 150
millonesde nucleótidosyse calculaque lalongitudtotal del ADN de unacélulahumanaesde unos
2 metros.La razón de que estaslarguísimashebrasde ADN puedancaber en un sitio tan diminuto
como un núcleo celular, que es únicamente visible al microscopio, es que el ADN se encuentra
altamente enrollado y empaquetado en la cromatina. La cromatina está formada por el ADN que
se enrosca sobre unas proteínas que se denominan histonas, y por otras proteínas no histonas
entre las que se encuentran los factores de transcripción. En estas condiciones de alto
enrollamientoel procesode transcripcióndel ADN al ARN puede resultardifícil,yaque lossitiosde
unión de los diferentes factores que son necesarios para que ocurra este proceso pueden ser
18. inaccesibles.Porlotanto,tienenque existirmecanismosque produzcan el desempaquetamiento
local de la cromatina justamente en las regiones donde un gen se va a expresar. De esta labor
están encargadas unas proteínas que se llaman coactivadores, entre las que se encuentra el CBP
ya mencionado, que son capaces de modificar las histonas y de descompactar la cromatina.
Existenademásotrasproteínasconel efecto contrario denominadas correpresores, cuya función
es compactar más aún la cromatina e impedir la expresión del gen.
Los efectos de los receptores nucleares sobre la actividad de los genes están mediados por el
reclutamientode estoscoactivadoresycorrepresores. En realidad, los receptores nucleares y los
otros factores de transcripción lo que hacen es señalar a qué lugares de la cromatina se van a
dirigirestoscorreguladoresy,porlotanto, qué genesvana seractivadoso reprimidos.Diferentes
receptoresnuclearesenausenciade hormonaactúancomorepresoresde la transcripción porque
se encuentranunidosacorrepresoresyde estamanerasilencianlosgenesque contienen los HRE.
La unión de la hormona al receptor produce un cambio en la conformación de este último, que
produce la liberación de los correpresores y la unión de coactivadores que facilitarán que los
genes a los que el receptor está unido se transcriban. Esto dará lugar a un aumento de sus ARN
mensajerosyde losnivelesde lasproteínascodificadasporestos,que seránenúltimotérmino las
responsables de las acciones de las hormonas.
Las hormonas esteroideas incrementan la síntesis proteica
Otro mecanismode acciónde las hormonas, en especial de las hormonas esteroideas secretadas
por la cortezasuprarrenal,losovariosylostestículos,consiste enprovocarlasíntesis de proteínas
en las células efectoras; estas proteínas actúan como enzimas, proteínas transportadoras o
proteínas estructurales que, a su vez, ejercen otras funciones celulares
La secuencia de acontecimientos de la función de las hormonas esteroideas es, básicamente, la
siguiente:
1. La hormonaesteroideadifundeatravésde la membranayentra enel citoplasmacelular,donde
se une a una pro teína receptora específica.
2. El complejo proteína receptora-hormona difunde o es transportado al núcleo.
3. El complejose une a regionesespecíficasde lascadenas de ADN de los cromosomas, activando
el proceso de transcripción de determinados genes para la formación de ARNm.
4. El ARNm difunde al citoplasma, donde activa el proceso de traducción en los ribosomas para
formar nuevas proteínas. Por ejemplo, la aldosterona, una de las hormonas secretadas por la
corteza suprarrenal, entra en el citoplasma celular de los túbulos renales, que contienen una
proteína receptora específica denominada a menudo receptor mineralocorticoide. Así pues, en
estas células tiene lugar la secuencia de acontecimientos citada. Unos 45 min más tarde
comienzanaaparecerproteínasen lascélulasde lostúbulosrenalesque favorecen la reabsorción
de sodio de los túbulos y la secreción de potasio hacia la luz. Así pues, la acción de la hormona
esteroidea se retrasa de forma característica al menos 45 min y a veces tarda en completarse
hasta varias horas o incluso días. Este retraso contrasta notablemente con la acción casi
instantáneade algunashormonaspeptídicasyderivadasde aminoácidos,comolavasopresina y la
noradrenalina.
Las hormonas tiroideas aumentan la transcripción de genes en el núcleo celular
19. Las hormonastiroideas tiroxinay triyodotironina aumentan la transcripción de genes específicos
en el núcleo. Para ello, estas hormonas se unen en primer lugar de forma directa a las proteínas
receptorasdel núcleo; estos receptores son factores de transcripción activados localizados en el
complejocromosómico y responsables del control de los promotores u operadores génicos. Dos
de las principales características de la función de las hormonas tiroideas en el núcleo son:
1. Activan los mecanismos genéticos para la formación de numerosos tipos de proteínas
intracelulares, probablemente 100 o incluso más. Muchas de ellas son enzimas que potencian la
actividad metabòlica intracelular en casi todas las células del organismo.
2, Una vez unidas a los receptores intranucleares, las hormonas tiroideas siguen ejerciendo sus
funciones de control durante días o incluso semanas.
USO CLINICO DE LAS HORMONAS
En la práctica clínica, las hormonas pueden ser utilizadas con diversos fines como:
Sustitutivos: Constituye el uso clásico de la hormona después de una lesión glandular o
hipofunción,unavezdemostradasudeficiencia.Estaindicaciónpretende administrar la hormona
de forma que sustituya a la hormona natural, tanto en su farmacocinética como en su cuantía
diaria.
Supresivos:Tiene lugarencasos en los que se pretende tener inhibida una hormona que de otra
formapodría actuar patológicamente.Unejemploeslainhibiciónde TSHconL-T4 (T4 sintética) en
la terapia del cáncer de tiroides.
Preventivos:Puede ser,porejemplo,laadministraciónde estrógenos en la postmenopausia para
evitar la osteoporosis, el empleo de antiandrógenos en el cáncer de próstata o el de los
inhibidores de los estrógenos en el cáncer de mama.
Farmacológicos: Es frecuente en el uso de corticoides en procesos reumáticos, alérgicos,
hematológicose inmunológicos. También se usan otras hormonas con fines más amplios que los
fundamentales de la hormona, lo que puede dar lugar a controversias, como la utilización de GH
enenfermoscríticoso muy graves,o el empleode anabolizantes o eritropoyetina en deportistas.