A pesar del advenimiento del correo electrónico, la mayoría de las personas todavía se comunican por carta o por teléfono. Del mismo modo, hay dos formas en que los mensajes se envían alrededor del cuerpo. El primero es a través del sistema nervioso, que al igual que el sistema del teléfono está ‘cableado’ y por lo general opera punto por punto. La segunda forma es por medio de hormonas (mensajeros químicos) que circulan en la sangre, que actúa efectivamente como un sistema postal. Así como, cuando alguien envía una circular por correo, aquellos que están interesados actúan sobre la información y aquellos que no la descartan, de modo que cuando una glándula endocrina secreta una hormona, las células apropiadas responden mientras que el resto no se ve afectado. Clásicamente, las hormonas se definen como sustancias químicas secretadas directamente en el torrente sanguíneo que actúan sobre un órgano objetivo o tipo de célula distante.
Antecedentes históricos
Las enfermedades resultantes de la falta de una hormona (como la diabetes mellitus ) o el exceso de producción (como la tirotoxicosis ) se conocen desde hace siglos, aunque no se reconoció la causa. Un anatomista del siglo XIX llamado Henle, de quien se llamó una sección de los túbulos renales, fue la primera persona en describir glándulas sin conductos que secretaban sus productos directamente en el torrente sanguíneo. Luego, en 1855, el francés Claude Bernard, que sentó las bases de la fisiología, distinguió los productos de estas glándulas llamadas sin conducto de aquellas secreciones glandulares, como la saliva y el sudor, que están efectivamente fuera del cuerpo, llamándolas “secreciones internas”. ‘: de ahí el nombre’ endocrino ‘( endon : griego por dentro) en oposición a’ secreción exocrina ‘( ej : griego por afuera).
La primera persona que intentó utilizar extractos de glándulas endocrinas con fines terapéuticos fue Brown-Sequard, un médico, neurólogo y endocrinólogo francés, que en 1889 empleó extractos testiculares de animales para tratar el envejecimiento masculino. Unos años más tarde, en 1902, Bayliss y Starling, trabajando en University College London, prepararon un extracto del duodeno que estimulaba la secreción de jugos digestivos pancreáticos cuando se inyectaba en el torrente sanguíneo. Llamaron al producto “secretina” y acuñaron el término “hormona”, que significa “excitar” o “poner en movimiento”. Desde entonces, se ha identificado una gran variedad de hormonas. Los pasos para identificar si una glándula o tejido tienen una función endocrina son los primeros en demostrar los cambios en su eliminación y luego demostrar la reversión de esos cambios, ya sea cuando la glándula se reimplanta en cualquier sitio donde se pueda unir a un suministro de sangre. o cuando un extracto de la glándula se inyecta en la sangre. El principio activo puede entonces aislarse, purificarse y caracterizarse la estructura química. Se pueden establecer formas de medir la hormona identificada ( ensayos ) y, finalmente, se puede confirmar que la sangre venosa que sale de la glándula tiene una mayor concentración de la hormona que la que ingresa en la sangre arterial.
El papel de las hormonas
¿Inicialmente, el sexo solo tenía fines biológicos?
¿Qué le sucede a nuestro cuerpo cuando se deshidrata todos los días?
Las principales glándulas endocrinas son la hipófisis, la tiroides, las cuatro paratiroides, el páncreas, las dos glándulas suprarrenales y los testículos o los ovarios (Ver endocrino). Las hormonas también son producidas por órganos o tejidos cuya función no es principalmente endocrina: el tracto digestivo, el corazón y los riñones producen hormonas. Incluso las células nerviosas los producen. Por ejemplo, las hormonas que controlan la secreción del lóbulo anterior de la glándula pituitaria se sintetizan en el hipotálamo, pero se liberan en el suministro de sangre local a la pituitaria anterior, en lugar de entrar en la circulación general. Se dice que estas células tienen una función neuroendocrina. Además, ahora se reconoce que las hormonas ni siquiera necesitan ser liberadas en los vasos sanguíneos. Los productos hormonales de algunas células nerviosas estimulan las neuronas adyacentes y actúan así como neuromoduladores, mientras que en el tracto digestivo las hormonas actúan sobre las células circundantes y se dice que tienen una función paracrina ( para : griego para el lado). Finalmente, algunas hormonas, como los factores de crecimiento, pueden actuar sobre la célula originaria; en este caso, se describe que muestran control autocrino. Por lo tanto, la definición clásica se ha ampliado para incluir mensajeros químicos que son secretados por ciertas células y que alcanzan y actúan sobre las células que son receptivas a ellas, ya sean locales o distantes.
Naturaleza química de las hormonas
Químicamente, la mayoría de las hormonas pertenecen a uno de los tres grupos principales: proteínas y péptidos, esteroides (moléculas solubles en grasa cuya estructura básica es un esqueleto de cuatro anillos de carbono) o derivados del aminoácido tirosina, que se caracteriza por un carbono 6 o benceno, anillo. Existen algunas hormonas, como la melatonina de la glándula pineal y las prostaglandinas que actúan localmente, que no pueden incluirse en ninguno de estos grupos, pero pueden compartir varias de sus características. Las glándulas que producen proteínas y hormonas peptídicas son la pituitaria, ciertas células de la tiroides, las paratiroides y el páncreas. Los esteroides son producidos por la corteza o la capa externa de la glándula suprarrenal y por los ovarios y los testículos. Los derivados de tirosina son las hormonas tiroideas y las catecolaminas (adrenalina y noradrenalina) que se producen en la médula de las glándulas suprarrenales.
El conocimiento de la naturaleza química de una hormona es importante ya que le permite a uno predecir cómo se produce la hormona, con qué rapidez se puede liberar en respuesta a un estímulo, en qué forma circula en la sangre, cómo actúa, el curso del tiempo de su efecto, y la ruta de administración terapéuticamente.
Síntesis y secreción de hormonas
Los mecanismos subyacentes a la síntesis de proteínas y hormonas peptídicas , como la hormona del crecimiento y la insulina, son exactamente iguales a la síntesis de cualquier otra proteína, que implica la transcripción del gen y la traducción de un ARN mensajero (ARNm). En general, el ARNm contiene el código para un péptido más largo que la forma normal de la hormona. Estas formas extendidas se llaman pro-hormonas e incluso pueden ser pre-pro-hormonas, como por ejemplo pre-pro-insulina. La hormona activa se escinde de estas moléculas. La pro-hormona se almacena en gránulos secretores, luego se libera mediante un proceso de exocitosis , – la membrana del gránulo de almacenamiento se fusiona con la membrana plasmática, que a su vez se separa, permitiendo que se descargue el contenido del gránulo.
Las hormonas esteroides , como el cortisol y las hormonas sexuales, se sintetizan a partir del colesterol, con una variedad de enzimas que median las transformaciones en los diferentes productos. Como son liposolubles y, por lo tanto, pueden atravesar fácilmente las membranas, no se pueden almacenar, pero se sintetizan según sea necesario. Su liberación es por lo tanto más lenta que la de las hormonas peptídicas.
Las hormonas tiroideas se forman como parte de una proteína grande, la tiroglobulina, que se puede almacenar, mientras que las catecolaminas se sintetizan mediante un proceso multienzimático y también se almacenan en gránulos.
Ni las hormonas esteroides ni las hormonas tiroideas son fácilmente solubles en agua, y circulan en el plasma en asociación con proteínas. La importancia de esto es que las moléculas compuestas son demasiado grandes para filtrarse de la sangre en el riñón y no se pierden en la orina, que es una de las razones por las que permanecen en el plasma durante días. Por el contrario, las hormonas peptídicas desaparecen en una hora más o menos, debido a que ambas se descomponen en plasma y tejidos y también se pierden en la orina. Por lo tanto, las hormonas peptídicas y proteicas deben administrarse con más frecuencia si se usan terapéuticamente, aunque están disponibles preparaciones de acción más prolongada. Otro problema con la administración de estas hormonas es el hecho de que no pueden administrarse por vía oral ya que se descomponen en el tracto digestivo. Esto presenta problemas particulares para los diabéticos, que se inyectan regularmente, mientras que las personas con deficiencia de hormona tiroidea solo deben tomar píldoras.
Acción hormonal
La naturaleza química de la hormona también afecta el mecanismo de acción. Todas las hormonas actúan sobre las células por medio de sus “receptores”. Cada hormona tiene su propio receptor al que se une, haciendo coincidir más bien como un candado y una llave. Esta es la razón por la cual las hormonas que circulan por el cuerpo en la sangre pueden dejar que los capilares entren en el fluido extracelular de muchos tejidos, pero actúan solo en aquellas células que poseen el receptor apropiado. Las proteínas y los péptidos no pueden entrar en la célula y actuar a través de los receptores de la membrana celular, produciendo sus efectos por los “segundos mensajeros”, que se activan en la célula tan pronto como la hormona se une al receptor. Por lo tanto, las hormonas peptídicas pueden producir respuestas bastante rápidas. Las hormonas esteroideas y tiroideas, por el contrario, pueden ingresar a la célula y unirse a los receptores intracelulares, produciendo sus efectos estimulando la producción de nuevas proteínas. Por lo tanto, hay un período de retraso relativamente largo antes de que se observe la respuesta a estas hormonas.
Las hormonas producen una variedad de respuestas en todo el cuerpo y pueden agruparse de acuerdo con sus acciones, aunque existe una superposición entre los grupos.
Primero están las hormonas metabólicas que controlan la digestión de los alimentos, su almacenamiento y uso. Tales hormonas incluyen aquellas producidas por el tracto digestivo, que controla la secreción de jugos digestivos y la actividad del músculo en la pared del tracto; también las hormonas que regulan la glucosa en sangre, es decir, la insulina (que la disminuye) y el glucagón, la hormona del crecimiento, las hormonas tiroideas y el cortisol, que todos lo elevan.
En segundo lugar están las hormonas que regulan la composición de la sangre y, por lo tanto, de todos los fluidos corporales. Excluyendo aquellos que regulan el contenido de glucosa, estos son: aldosterona y la hormona natriurética auricular (producida en el corazón), que controlan la cantidad de sodio en la sangre; vasopresina u hormona antidiurética, que controla la cantidad de agua; la hormona paratiroidea y la vitamina D, que aumentan el calcio en la sangre; y calcitonina, que disminuye el calcio en la sangre. Quizás sea sorprendente saber que una vitamina también puede ser una hormona, pero es similar en muchas formas a las hormonas esteroides, y la forma activa se produce en una parte del cuerpo para la acción y para otra. La vitamina D que se toma en la dieta o se forma en la piel bajo la acción de la luz UV no es la forma activa: esto se produce después de que la modificación tiene lugar primero en el hígado y luego en el riñón.
Luego están las hormonas del estrés, principalmente la adrenalina y la noradrenalina, que están bajo el control del sistema nervioso autónomo: el cortisol y varias hormonas pituitarias también están involucradas en la respuesta al estrés.
Otro grupo son los responsables del crecimiento, desarrollo y reproducción. Estos incluyen la hormona del crecimiento y las hormonas que controlan la función ovárica y testicular (hormona luteinizante, LH y hormona foliculoestimulante, FSH), que provienen de la hipófisis, y las hormonas hipotalámicas, que a su vez controlan estas secreciones hipofisarias. También se incluyen las hormonas esteroides, producidas por los ovarios (estrógenos y progesterona) y los testículos (testosterona), y aquellas hormonas involucradas en el nacimiento y la lactancia, principalmente oxitocina y prolactina.
El último grupo principal incluye aquellas hormonas que controlan otros sistemas endocrinos y, por lo tanto, interactúan con los otros grupos. Las hormonas pituitarias hormona adrenocorticotrófica (ACTH), hormona estimulante del tiroides (TSH) y las hormonas gonadotróficas LH y FSH controlan la liberación de algunas de las hormonas metabólicas y del estrés y de las hormonas reproductivas, mientras que las hormonas hipotalámicas controlan la función hipofisaria.
Regulación de la liberación de hormonas
La forma más común de control en los sistemas biológicos es la retroalimentación negativa , y esto forma la base para el control de la liberación de hormonas. En este tipo de retroalimentación, cualquier perturbación de la variable controlada da como resultado una respuesta para devolverlo al nivel predeterminado. Un ejemplo de esto es el control de las concentraciones de azúcar en la sangre. Un aumento en la glucosa en sangre (después de una bebida azucarada o alimentos) actúa sobre el páncreas para estimular la secreción de insulina, que a su vez disminuye la glucosa en sangre al almacenarla dentro de las células.
Se observa un sistema más complejo en el control de la secreción de la hormona pituitaria. Para las hormonas que controlan la secreción de una glándula objetivo, hay retroalimentación negativa simple, con la secreción del órgano blanco inhibiendo la liberación de la hormona pituitaria (por ejemplo, la secreción de la hormona estimulante de la tiroides se inhibe por un aumento en la hormona tiroidea circulante). Sin embargo, también hay control del hipotálamo a través de hormonas estimulantes e inhibidoras. El hipotálamo recibe una gran variedad de entradas que se originan tanto en el cuerpo como en el entorno externo, de modo que por esta ruta una gran variedad de factores influyen en la producción de la glándula pituitaria y, por lo tanto, de las otras glándulas endocrinas, que a su vez controlan.
Desordenes endocrinos
En un sistema regulador tan complejo, uno predeciría que la función desordenada tendría consecuencias significativas. El trastorno endocrino más común es la diabetes mellitus, con los trastornos de la función tiroidea en segundo lugar. Los trastornos endocrinos pueden deberse a una secreción excesiva o insuficiente de una hormona determinada. La sobrecreción puede deberse a un tumor, ya sea en el tejido que normalmente produce la hormona o en uno que crece en una ubicación anormal, por ejemplo, en el pulmón. Alternativamente, puede ser debido a la secreción inapropiada de toda la glándula. Existe, por ejemplo, una enfermedad autoinmune de la tiroides: tirotoxicosis o “enfermedad de Grave”, en la cual los anticuerpos estimulan a la glándula a la secreción excesiva. La falta de actividad aparente de una glándula endocrina puede de hecho deberse a una falla de los tejidos diana para responder a una hormona en particular. Por ejemplo, aquellos que desarrollan diabetes más adelante en la vida pueden tener una concentración de insulina elevada en lugar de baja en la sangre. Esto se debe a que sus tejidos son relativamente insensibles a la hormona. Incluso puede haber falla al convertir una hormona a su forma más activa. En el varón, algunos tejidos responden a la dihidrotestosterona en lugar de la testosterona en sí misma, por lo que una deficiencia de la enzima que cataliza esta conversión produce la aparición de la deficiencia de testosterona.
La mayoría de los trastornos endocrinos ahora se pueden tratar con éxito. Sin embargo, el diagnóstico y el tratamiento requieren una medición precisa de las concentraciones de hormonas en sangre. Los primeros ensayos fueron bioensayos realizados en tejido animal, y todavía se usan para controlar la actividad de los preparados hormonales preparados con fines medicinales. Sin embargo, la determinación rutinaria en sangre ahora implica la técnica de radioinmunoensayo ; cuando se tiene cuidado al establecer esto, incluso concentraciones muy bajas de hormona pueden determinarse con bastante rapidez en una gran cantidad de muestras.
Así que han pasado los días cuando la diabetes mellitus conducía inexorablemente al coma y la muerte; cuando una madre puede declinar con una misteriosa enfermedad después de dar a luz a causa de la degeneración hipofisaria posparto; o cuando una mujer joven podría “quemarse” con tirotoxicosis, por nombrar solo algunos de los trastornos endocrinos que podrían ser seriamente debilitantes o fatales antes del siglo XX.
