El sistema endocrino consiste en un grupo de glándulas y células, de órganos que no necesariamente son endocrinos, como el corazón y el hígado, destinadas a regular todas las funciones del cuerpo. Dentro de sus principales funciones se encuentra la adaptación a los cambios ambientales, la reproducción y el crecimiento.
Las glándulas que componen el sistema endocrino son el páncreas endocrino, paratiroides, tiroides, suprarrenal y las gónadas.
Algunos órganos que no forman parte del sistema endocrino, poseen células endocrinas, por ejemplo, el miocardio libera péptido natriurético auricular, que participa en la regulación de la presión arterial, el hígado posee una función endocrina a través de factores de crecimiento, los riñones participan en la eritropoyesis de la medula ósea como respuesta a los cambios de oxigenación, a través de la síntesis de eritropoyetina.
El sistema endocrino actúa en base a la secreción glandular de hormonas, también llamadas ligandos, al torrente sanguíneo. Las hormonas son sustancias químicas cuyo fin es regular la función de otras células. La naturaleza química de las hormonas determina cómo se sintetiza, almacena y transporta, además define cuánto durará su vida media y su modo de acción.
Existen tres tipos de hormonas; las de origen proteínico, las yodotironinas y las catecolaminas. Las hormonas de origen proteínico o peptídicas, no se secretan de forma permanente, son almacenadas en vesículas glandulares y solo son secretadas en respuesta un estímulo. En el torrente sanguíneo viajan disueltas en el plasma y poseen vida media solo de minutos. No atraviesan las membranas celulares, por lo que su acción la generan a través de receptores de membrana y pueden excretarse por vía urinaria debido a su pequeño tamaño. Algunas hormonas peptídicas son la folículo estimulante y la hormona luteinizante.
Las hormonas yodotironinas dentro de las cuales se encuentran los corticoides, sintetizados en la corteza suprarrenal, los progestágenos, sintetizados en la placenta y las hormonas sexuales, sintetizados en las gónadas, surgen como parte del metabolismo del colesterol.
Las hormonas tiroideas viajan unidas a globulina transportadora de tirosina (TBG), disueltas en el plasma y en forma libre, esta última es la única forma activa, las otras dos son formas de reserva que permiten responder rápido a estímulos. Esta situación hace que las hormonas tiroideas posean una prolongada vida media, que para la hormona T3 es de 7 días y para T4 es 18 horas. Las catecolaminas son tres, dopamina, adrenalina y noradrenalina, al igual que los corticoides son sintetizadas en la glándula suprarrenal, pero en la médula, se almacena en vesículas, viajan unidas a albúminas y poseen una vida media corta de aproximadamente 2 minutos, no son eliminadas por las vías excretoras comunes, sino más bien por c
Regulación del sistema endocrino
La regulación del sistema endocrino es mayoritariamente por retroalimentación negativa, es decir, el sistema responde en sentido opuesto a una señal. La retroalimentación positiva también se presenta en algunos casos, por ejemplo, durante la fase expulsiva del parto, pero es notablemente minoritaria.
Existen dos formas de retroalimentación negativa en el sistema endocrino. La primera consiste en una regulación por la respuesta fisiológica obtenida y la segunda es una retroalimentación negativa mediada por el eje hipotálamo-hipófisis-glandular. Cuando una función es regulada mediante su respuesta fisiológica una glándula libera una hormona, esa hormona actúa en un órgano y genera un cambio fisiológico, ese cambio es detectado e inhibe la secreción de esa hormona. En cambio cuando la retroalimentación es mediada por el eje hipotálamo-hipófisis, el hipotálamo secreta hormonas liberadoras sobre la hipófisis, esta libera hormonas trópicas al torrente sanguíneo, las que estimulan la secreción glandular, para lograr algún efecto deseado. En este caso la retroalimentación negativa se logra por la concentración hormonal, cuando una hormona se concentra más allá de un límite establecido en la hipófisis o en el hipotálamo ocurre la inhibición de la secreción de la hormona
Metabolismo energético
El cuerpo humano obtiene energía principalmente a través de los alimentos, es por eso que las fases del metabolismo energético están relacionadas con los procesos de alimentación descritos en capítulos anteriores.
El metabolismo energético posee 4 fases. La fase digestiva, que dura desde el inicio de la ingesta alimenticia hasta la absorción de los nutrientes, que ocurre aproximadamente 2 a 3 horas posterior a la ingesta. Esta fase es seguida por una segunda etapa llamada Interdigestiva, que ocurre en el período entre comidas. La fase número 3 es la de ayuno, ocurre habitualmente durante la noche. Finalmente, la cuarta etapa es la de ejercicio agotador, normalmente corta y ligada a actividad física o trabajo vigoroso.
Para poder generar energía en forma de adenosintrifosfato (ATP), las células necesitan algunos sustratos, fundamentalmente oxígeno. El 20% de este gas es usado por el cerebro, debido a que las células cerebrales poseen escasa cantidad de mitocondrias, por lo tanto no son capaces de generar energía a partir de aminoácidos o lípidos, debido a que usa estos sustratos para generar neurotransmisores, por lo tanto este tejido es altamente dependiente de glucosa para su funcionamiento. Por eso una de las funciones importantes del sistema endocrino/metabólico es mantener la glicemia entre 60 y 110 mg/dL. En períodos de ayuno el cerebro puede funcionar sin glucosa usando como sustrato energético los cuerpos cetónicos provenientes del metabolismo de las proteínas y grasas en otras partes del cuerpo, principalmente desde el hígado.
Las principales hormonas del metabolismo energético de la glucosa son la insulina, el glucagón y las catecolaminas.
La insulina es una hormona anabólica, secretada por el páncreas endocrino, específicamente por los islotes de Langerhans, cuya principal función es el almacenamiento de glucosa, en el hígado y el músculo en forma de glucógeno, y ácidos grasos como tejido graso subcutáneo, entre otras formas. Es importante destacar que la insulina es la única hormona hipoglicemiante.
Como contraparte a la glucosa surge el glucagón, que es una hormona hiperglucemiante de origen pancreático e intestinal. Como es de origen gastrointestinal es vertido al sistema porta hepático, por lo tanto pasa por el hígado antes de pasar a la circulación general.
Las catecolaminas también participan activamente en el metabolismo energético. Al igual que el glucagón son hormonas hiperglucemiantes. Intervienen como una respuesta del sistema nervioso autónomo a la hipoglicemia y participan como hormonas en la regulación de la secreción de insulina y glucagón. Disminuyendo la excreción de insulina y aumentando la de glucagón.
Metabolismo del calcio y el fosforo
El calcio y el fósforo son dos electrolitos muy importantes para el funcionamiento general del organismo, por eso su regulación es una acción fundamental del sistema endocrino/metabólico.
El calcio se consigue extrínsecamente de la dieta e intrínsecamente de los huesos. La concentración sanguínea de calcio necesaria para un adecuado funcionamiento es de entre 8,5 y 10,5 mg/dL y las reservas en el sistema esquelético llegan a un kilo.
La hipercalcemia se manifiesta en el sistema nervioso central con dificultad cognitiva, ansiedad, depresión, coma o alteraciones visuales por calcificación corneal. En el sistema muscular como disminución de la actividad muscular. En el sistema gastrointestinal se presenta con estreñimiento, dolor abdominal, vómitos y diarrea. Cuando afecta el sistema musculo esquelético se observan enfermedades del tejido conectivo, por ejemplo, artritis o artrosis. En el sistema cardiovascular se observan calcificaciones vasculares, arritmias e hipertensión arterial.
Niveles bajo 8,5 mg/dL de calcio arterial se asocian a hiperexitabilidad neuromuscular. Dentro de las alteraciones sensitivas el paciente refiere parestesias en los dedos o en la región perioral. Respecto a hiperexitabilidad neuronal destacan la hiperreflexia, el signo de Chovstek, que consiste en un espasmo en los músculos de la cara al percutir el nervio facial y el signo de Trousseau, que es una manifestación muy dolorosa en el carpo tras la oclusión del flujo sanguíneo al inflar un esfigmomanómetro en el brazo durante 3 minutos.
La regulación endocrina de los niveles de calcio se encuentra relacionada con las de fosfato (Pi). El fosfato es un electrolito vital, almacenado principalmente en el musculo. Dentro de sus funciones se encuentra la de formar enlaces energéticos de moléculas como indispensables para la vida, como ATP y ADP.
Los niveles sanguíneos de calcio y fósforo son inversamente proporcionales. Los niveles normales de fósforo en sangre fluctúan entre 2,8 y 4,5 mg/dL de sangre. La hiperfosfatemia se asocia a falla renal crónica y trae como consecuencia hipocalcemia. Lo contrario ocurre con la hipofosfatemia, ya que en respuesta se elevarán los niveles de calcio.
La regulación hormonal de las concentraciones de calcio y fósforo depende de tres ligandos, Parathormona, calcitonina y vitamina D.
La parathormona, secretada por la glándula paratiroides, actúa como hipercalcemiante, para eso sus principales acciones son activar la osteoclisis para liberar calcio desde el esqueleto al torrente sanguíneo, reabsorber calcio intercambiándolo por potasio a nivel renal y aumentar la absorción de calcio y vitamina D en el duodeno y el yeyuno.
La vitamina D, proveniente de la dieta y activada por los rayos ultravioleta del sol en la piel, actúa elevando los niveles de calcio y de fosforo por absorción intestinal, sin embargo participa más en la elevación de los niveles de calcio que en los de fosfato.
La tercera hormona que participa del metabolismo del calcio es la calcitonina, secretada por la glándula tiroides, su acción es contraria a la de la parathormona, es decir, cumple un rol hipocalcemiante. A nivel intestinal inhibe la absorción de calcio, a nivel óseo estimula su almacenamiento y a nivel renal incrementa la excreción de calcio y de fosforo.
Ejes endocrinos (Hipotálamo/Hipófisis/glandular)
El sistema endocrino funciona en su mayoría a través de ejes que nacen desde el hipotálamo. Algunos factores participan en la modulación del sistema, como por ejemplo los ritmos circadianos que están regulados por la glándula pineal, mediada por la síntesis y liberación de melatonina, a partir de serotonina, ante estímulos luminosos.
Todos los ejes endocrinos poseen como factor común la regulación hipotalámica e hipofisiaria. El hipotálamo produce dos neurohormonas, la antidiurética (ADH) y la oxitocina, estas viajan por vía axonal hasta la hipófisis posterior, llamada neuro hipófisis, que las libera directamente al torrente sanguíneo, generando su acción en los órganos diana sin mediar otras glándulas.
El hipotálamo también secreta al torrente sanguíneo hormonas liberadoras de hormonas hipofisiarias. Las hormonas hipofisiarias se almacenan en la hipófisis anterior, son llamadas hormonas trópicas, actúan en un órgano diana y su liberación depende de la secreción hipotalámica.
Finalmente la secreción hipofisiaria estimula una glándula endocrina a secretar una hormona que regulará una función específica.
Por ejemplo, ante la luz matinal la glándula pineal secreta melatonina, ella participa en la activación del hipotálamo, que reacciona secretando hormona liberadora de corticotropina. Esta hormona al llegar a la adenohipófisis estimula la liberación de hormona corticotropina, que a su vez viajará por el torrente sanguíneo hasta la corteza suprarrenal. Este fenómeno mediará la liberación de cortisol, lo que participará en el proceso de despertar. Cuando la hipófisis y el hipotálamo detecten el aumento de hormona liberadora de corticotropina y de corticotropina, disminuirá la secreción de estas hormonas por retroalimentación negativa. De esta forma, una vez que el paciente se encuentre despierto disminuirá la secreción de cortisol por la corteza suprarrenal. Este eje es llamado “hipotálamo-hipófisis-adrenal”.
Principales hormonas
Hormonas tiroideas
Las hormonas tiroideas son secretadas por la glándula tiroides que se encuentra en la cara anterior del cuello anterior a la tráquea por debajo del cartílago que lleva su mismo nombre.
Sus principales función es aumentar el metabolismo, para esto aumenta la frecuencia cardíaca, con lo que también lo hace el gasto cardíaco, junto con ello reducen la resistencia vascular periférica y aumentan la frecuencia respiratoria, todo esto genera calor y sudoración.
Las hormonas tiroideas también participan del desarrollo cerebral y el crecimiento.
Cortisol
El cortisol es liberado por la corteza suprarrenal y dentro de sus acciones se encuentra la de aumentar la glicemia y reducir la captación de glucosa. Desde el punto de vista farmacológico los glucocorticoides poseen acción inflamatoria e inmunosupresora. Cuando los pacientes usan corticoides por períodos prolongados siga de cerca posibles cambios en la glicemia.
Catecolaminas
Las catecolaminas son el principal neurotransmisor efector del sistema nervioso simpático y desde el punto de vista hormonal sus acciones son aumentar la glicemia, aumentan las concentraciones de ácidos grasos libres, aumentan el gasto cardíaco y redistribuir el flujo sanguíneo hacia el músculo esquelético y los órganos vitales, entre muchas otras funciones detalladas en el capítulo de neurofisiología.
Aldosterona
La aldosterona es un corticoide, que al igual que el cortisol es secretado por la corteza suprarrenal, participa en la regulación de la presión arterial. Participa en reabsorción renal e intestinal de agua y sodio, en la secreción de potasio e hidrogeniones y a nivel cardíaco puede tener un efecto proinflamatorio y remodelador ventricular.
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