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El organismo no sería lo que es si no existiese algún método para integrar todas las funciones que en él ocurren.

Pero sí existen. El sistema nervioso y el sistema endocrino son

dos potentes vías a través de las cuales el organismo y los diferentes sistemas y aparatos pueden establecer comunicación entre sí.

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El sistema endocrino Los sistemas y aparatos que se encuentran en el organismo no actúan ni pueden actuar

aislados, sino que todas las dinámicas que pertenecen a cada uno están interrelacionadas. El concepto destacado de estas relaciones se conoce como integración sistémica, y es

llevada a cabo por dos sistemas íntimamente relacionados entre sí:

- El Sistema Nervioso - El Sistema Endocrino

En esta guía analizaremos el Sistema Endocrino (SE), que depende del Sistema Nervioso

(SN) a través de un eje llamado eje neuroendocrino. Las hormonas y las glándulas son conceptos muy importantes que serán definidos y analizados a lo largo de este documento.

Para los efectos de algunos diagramas, las claves son:

Las hormonas

Las hormonas son mensajeros químicos de origen peptídico o lipídico, que pueden influir en la actividad celular de una determinada localización (tejido diana o blanco). El otro grupo de mensajeros que existen en el organismo son los neurotransmisores, pertenecientes al Sistema Nervioso.

La principal diferencia que existe entre el actuar de los neurotransmisores y las hormonas consiste en:

o La duración del efecto del SE es mayor a la del SN o La rapidez de la respuesta del SE es menor a la del SN o Las hormonas pueden viajar a lugares muy alejados de su origen, no así

los neurotransmisores.

Las hormonas son sintetizadas en células particulares conformantes de glándulas endocrinas. Cabe señalar que existen tres tipos de glándulas:

o Endocrinas: Vierten sus productos directamente a la sangre. o Exocrinas: Vierten sus productos a través de un ducto. o Anficrinas: Tienen comportamiento exocrino y endocrino. El único

componente de esta división es el páncreas.

Las glándulas endocrinas son células que pueden existir en unidades singulares o unidades pluricelulares, que se les asocia a la producción de hormonas. Esta secreción puede ser endocrina (hacia la sangre), autocrina (la célula que la produce se regula a sí misma) o paracrina (una célula regula a las células vecinas).

Las glándulas exocrinas generalmente fabrican “jugos” que son vertidos en otra cavidad. Por ejemplo el jugo pancreático y la bilis.

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Los fármacos conocidos como AINES (Antiinflamatorios no esteroidales como el ácido

acetilsalicílico, ibuprofeno, etc) en general inhiben la COX-1, deteniendo la síntesis de prostaglandinas y frenando el proceso de inflamación.

Ahora que ya hemos comentado los datos esenciales de las hormonas en general, estudiaremos una característica fundamental en el actuar del sistema endocrino: el autocontrol hormonal.

Autocontrol hormonal

El autocontrol hormonal se conoce de mejor manera como retroalimentación (o feedback

en inglés). En un proceso genérico, una retroalimentación es donde el último paso puede controlar al primero.

En términos endocrinos existen dos tipos: la retroalimentación negativa y la retroalimentación positiva.

▪ La retroalimentación negativa

En este tipo de retroalimentación, la última hormona de la vía endocrina es capaz de inhibir el primer paso de su síntesis, a modo de autocontrolar la cantidad de ella que hay en circulación.

Un ejemplo es la secreción de T3 y T4 (hormonas tiroideas). El hipotálamo secreta TRH,

que estimula a la adenohipófisis a producir TSH, que a su vez estimula a la tiroides a producir T3, T4 y otras hormonas. Los niveles elevados de T3 y T4 en la sangre inhiben la secreción de TRH y TSH, a modo que la secreción de T3 y T4 disminuya y se mantenga dentro de límites estables.

▪ La retroalimentación positiva

En este tipo de retroalimentación, la última hormona de la vía endocrina es capaz de estimular la producción de ella misma o de otra hormona. Un buen ejemplo corresponde a la creciente secreción de estrógenos antes de la ovulación del ciclo menstrual, lo que provoca que se incrementen los niveles de LH.

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Ahora que sabemos las generalidades de las hormonas y como ocurre el autocontrol de sus secreciones analizaremos las diferentes rutas endocrinas que existen en el organismo.

El hipotálamo y la glándula hipófisis

El hipotálamo consiste en una zona de núcleos neuronales (conjunto de cuerpos neuronales) pertenecientes al diencéfalo, ubicados hacia la base del encéfalo. Esta glándula se encarga de controlar gran parte de la actividad de la glándula hipófisis. Entre otras funciones, esta glándula controla sensaciones como el hambre, parte de la sed, el sueño y la vigilia, integra la información procedente de las cortezas cerebrales de asociación, sensitivas y motoras para responder con estímulos endocrinos adecuados. Puede considerarse el principal responsable del eje neuroendocrino, y es quien controla gran parte del sistema endocrino.

La glándula hipófisis (o pituitaria) es una pequeña estructura del tamaño de un frijol

ubicada en la base del cerebro en una estructura ósea llamada silla turca del hueso esfenoides (hueso parte de la base del cráneo). Posee dos lóbulos: uno anterior llamado adenohipófisis o hipófisis anterior y otro posterior llamado neurohipófisis o hipófisis posterior. La adenohipófisis tiene un origen diferente al sistema nervioso, por lo que no está conectado directamente a él. La neurohipófisis está formada por las terminales axónicas de las neuronas hipotalámicas, por lo que actua a razón de un reservorio de hormonas hipotalámicas.

Las hormonas que sintetiza el hipotálamo corresponden a:

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Nombre Función Tipo de hormona

TRH (Hormona liberadora de tirotropina)

Estimula a la adenohipófisis a que secreta TSH

Péptido

GnRH (Hormona liberadora de gonadotropinas)

Estimula a la adenohipófisis a que secrete LH y FSH

Péptido

CRH (Hormona liberadora de cortocotropina)

Estimula a la adenohipófisis a que secrete ACTH

Péptido

SRH (Hormona liberadora de somatotropina)

Estimula a la adenohipófisis a que secrete GH

Péptido

Factores inhibidores Inhiben algunas secreciones adenohipofisiarias como de

prolactina y de angiotensina II Péptido

Las hormonas que sintetiza la adenohipófisis corresponden a:

Nombre Estimulada por Función Tipo de hormona

TSH (Hormona tiroestimulante)

TRH (hipotálamo) Estimular la secreción de hormonas tiroideas

Glucoproteína

LH (Hormona Luteinizante)

GnRH

Estimular la secreción de hormonas sexuales.

Cooperar con la gametogénesis

Glucoproteína

FSH (Hormona Foliculoestimulante)

GnRH Estimular la

gametogénesis. Glucoproteína

ACTH (Hormona adrenocorticotrópica)

CRH Estimula la secreción

de aldosterona y cortisol

Polipéptido

GH (Hormona del crecimiento;

somatostatina) SRH

Estimula el crecimiento muscular, óseo y

corporal en general. Proteína

Prolactina Estímulos de

lactancia

Estimula la producción de leche en las

glándulas mamarias Proteína

Angiotensina II Disminución de la

presión arterial

Estimula la absorción de Na

+ en el túbulo

distal del nefrón en el riñón.

Péptido

Las hormonas que secreta la neurohipófisis, provenientes del hipotálamo, corresponden a:

Nombre Estimulada por Función Tipo de hormona

Oxitocina Sistema Nervioso

Estimula las contracciones uterinas y la salida de la leche,

entre otras.

Péptido

ADH (antidiurética, vasopresina)

Aumento de la osmolaridad plasmática

Estimula a expresión de acuaporina-II,

absorbiendo agua en el nefrón.

Péptido

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La glándula tiroides

La glándula tiroides es una glándula bilobulada ubicada en la zona inferior de la laringe que sintetiza tres hormonas: T3 (triyodotironina), T4 (tiroxina) y calcitonina.

T3 y T4 son hormonas que utilizan yodo para su conformación, es por eso que una ingesta periódica de yodo ayuda a evitar trastornos en la tiroides (actualmente la sal de mesa común viene adicionada con yodo). Estas hormonas ayudan a mantener una frecuencia cardíaca normal, una correcta presión sanguínea y una temperatura corporal estable. Estos efectos se producen a través de la estimulación de enzimas metabólicas que generan calor.

La calcitonina es una hormona que estimula la transferencia de calcio desde la sangre

hacia los huesos. En conjunto con las formas activas de la vitamina D, son los responsables de la correcta utilización del calcio consumido en la dieta. Entonces, las hormonas que produce la tiroides son:

Nombre Estimulada por Función Tipo de hormona

T3 (triyodotironina) TSH

(adenohipófisis)

Eleva el metabolismo basal con aumento de la FC, temperatura y presión sanguínea

Aminoácidos yodados

T4 (tetrayodotironina, tiroxina)

TSH (adenohipófisis)

Eleva el metabolismo basal con aumento de la FC, temperatura y presión sanguínea

Aminoácidos yodados

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Calcitonina Aumento de

concentración de Ca

2+ en el plasma

Estimula la transferencia de calcio desde la sangre hacia

el hueso

Péptido

▪ Enfermedades tiroideas

El hipertiroidismo se define como una actividad por sobre lo normal de la glándula tiroides, destacando el exceso plasmático de triyodotironina y tiroxina. Se produce hiperactividad, pérdida de peso, aumento de la frecuencia cardiaca, presión sanguínea y temperatura corporal. Aparece el bocio exoftálmico.

El hipotiroidismo se caracteriza por una deficiencia de T3 y T4. Se puede apreciar un retardo del crecimiento, hipoactividad, aumento de peso y baja de temperatura corporal y frecuencia cardiaca. Si el hipotiroidismo ocurre durante el embarazo, el feto nacerá con cretinismo, una forma de retardo mental.

Glándulas suprarrenales (adrenales)

Las glándulas suprarrenales son dos estructuras ubicadas sobre cada riñón. Poseen una corteza y una médula, con diferentes composiciones celulares y, por consiguiente, diferentes secreciones endocrinas.

La corteza suprarrenal posee receptores para la ACTH, producida en la adenohipófisis. Al ser estimulada, libera dos hormonas: cortisol (un glucocorticoide) y aldosterona (un mineralocorticoide). Los corticoides son hormonas esteroidales producidas en la corteza suprarrenal.

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El cortisol es una hormona que actúa en estados

de estrés psicológico, siendo una hormona que aumenta los niveles de glucosa plasmáticos a través de la gluconeogénesis (formación de glucosa a partir de lípidos y aminoácidos).

La aldosterona es una hormona que actúa en

estados de presión sanguínea baja. Su efecto es en el nefrón, donde estimula la secreción de potasio y la absorción de sodio, a modo de elevar la presión sanguínea.

La medula suprarrenal se comporta como un terminal del sistema nervioso simpático, liberando adrenalina y noradrenalina. Estas hormonas son llamadas hormonas del luchar o huir (fight or flight), debido a que actúan en situaciones de peligro, en donde el organismo se prepara fisiológicamente para realizar alguna de las dos opciones. Cotidianamente es fácil notar su efecto cuando sufrimos un susto por “factor sorpresa”. El análisis de este tipo de respuestas será profundizado en el módulo electivo.

Nombre Estimulada por Función Tipo de hormona

Cortisol ACTH Gluconeogénesis Glucocorticoide

Aldosterona ACTH Absorción de Na

+,

secreción de K+ en el

riñón. Mineralocorticoide

Adrenalina y Noradrenalina

(epinefrina/norepionefrina)

Situación de peligro

Aumenta la FC y la FR, disminuye el

movimiento intestinal,

Catecolaminas (derivadas de aminoácidos)

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aumenta la perfusión sanguínea a los

músculos, dilata las pupilas e inhibe la

secreción de saliva.

DATO PUNTAJE

El páncreas

Se mencionó que el páncreas es una glándula anficrina, es decir, posee tejido exocrino y endocrino. La mayor parte del páncreas corresponde a tejido exocrino, dedicado a la producción de enzimas y jugos digestivos.

El tejido endocrino del páncreas está organizado en islotes celulares conocidos como islotes de Langerhans. Dentro de estos islotes existen varios tipos de células:

o Células α: Representan la mayoría de las células de los islotes. Secretan Glucagón o Células β: Representan la segunda mayoría de las células los islotes. Secretan

insulina. o Células δ: Representan el aprox. el 7% de las células de los islotes. Secretan

somatostatina o Células ε: Son minoría. Secretan ghrelina o Células PP: Son raras. Secretan polipéptido pancreático.

¿Sabías que nosotros

crecemos mientras

dormimos?

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Islotes de Langerhans (círculos amarillos)

La glicemia se define como el nivel de glucosa presente en el plasma sanguíneo. Este

dato es determinante para las hormonas como el glucagón y la insulina, que son las encargadas del mantenimiento adecuado de sus niveles.

La glicemia normal consiste en 100 mg de glucosa por dl de sangre (1mg/ml). Cuando este nivel se encuentra sobre 126 mg/dl se habla de hiperglicemia. Cuando está por debajo de 76 mg/dl se habla de hipoglicemia. Así, las hormonas pancreáticas se pueden representar a través de la siguiente tabla:

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Nombre Estimulada por Función Tipo de hormona

Glucagón Hipoglicemia Estimula la

glucogenólisis para elevar la glicemia

Proteína

Insulina Hiperglicemia

Aumenta la permeabilidad de las células a la glucosa y

aumenta su metabolismo. Estimula la glucogenogénesis

Proteína

Somatostatina Niveles de glucosa, glucagón e insulina

en plasma

Inhibe la secreción de insulina y glucagón

Proteína

Ghrelina Hipersecreción

gástrica Estimula el apetito Péptido

PPY (polipéptido pancreático)

Ingesta de determinados

alimentos

Controla la secreción gástrica y pancreática.

Polipéptido

Las gónadas

Las gónadas corresponden a órganos endocrinos sexuales y reproductores de organismos masculinos y femeninos. Los testículos son las gónadas masculinas y los ovarios son las gónadas femeninas, ambos en pares. La ultraestructura de cada uno será analizada en las guías de sexualidad.

El rol endocrino que poseen estos órganos es fundamental para un correcto desarrollo sexual y reproductor. Hay que señalar que están controlados directamente por la adenohipófisis.

▪ Ovarios

Las hormonas secretadas por los ovarios actúan en forma de ciclo, conocido como ciclo

ovárico o menstrual, el cual será descrito en las guías de sexualidad. Ahora nos enfocaremos en las hormonas producidas por estos órganos:

o Estrogenos: Son una familia de hormonas esteroidales dentro de las cuales se encuentra el 17-B-estradiol y otros. Son responsables de los caracteres sexuales femeninos y del crecimiento endometrial. También intervienen en el metabolismo de grasas y en la fijación del calcio al hueso. En ambos sexos se secreta en la corteza adrenal además de los ovarios, sin embargo en el hombre su cantidad es muy baja como para producir los efectos antes mencionados.

o Progesterona: Es una hormona esteroidal producida por el cuerpo lúteo dentro de los ovarios. Esta hormona promueve la maduración del endometrio, a la espera de la futura implantación de un nuevo ser.

o Inhibina: Es una hormona peptídica secretada en ambos sexos. Inhibe la liberación de FSH, interfiriendo con una posible ruta de retroalimentación hacia los estrógenos, no muy clara actualmente. Interfiere en cierto grado la gametogénesis femenina, sin embargo no detiene la masculina.

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▪ Testículos

Las hormonas secretadas por los testículos no poseen un ciclo, sino que se producen constantemente, al igual que la gametogénesis masculina. Los testículos poseen dos tipos de células endocrinas: Las células de Leydig y las células de Sertolli, cada una productora de una hormona diferente. Estas hormonas corresponden a:

o Testosterona: Es una prohormona esteroidal que es responsable de los caracteres sexuales secundarios masculinos. Se secreta también en mujeres en menores cantidades, teniendo importantes roles regulatorios de algunas emociones. También interviene en la gametogénesis. Su forma activa es la dihidrotestosterona. Es secretada por las células de Leydig.

o Inhibina: Posee las mismas características que la inhibina femenina: inhibe la secreción de FSH. Es secretada por las células de Sertolli.

Nombre Estimulada por Función Tipo de hormona

Progesterona LH Madurar el endometrio Esteroidal

Estrógenos LH Caracteres sexuales

femeninos Esteroidal

Testosterona LH Caracteres sexuales

masculinos Esteroidal

Inhibina ↑ Androgenos Inhibir la secreción de

FSH Péptido

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Otras glándulas endocrinas

▪ Paratiroides

Las glandulas paratiroides corresponden a cuatro glándulas del tamaño de una lenteja ubicadas dos a cada lado de la tiroides, por su cara posterior. Estas glándulas sintetizan una hormona llamada paratohormona (PTH) la cual es antagonista de la calcitonina: estimula la liberación de calcio desde el hueso hacia el plasma sanguíneo, cuando los niveles de Ca

2+

plasmáticos son bajos (hipocalcitemia).

▪ Aparato digestivo

El aparato digestivo también es capaz de generar hormonas para controlar su funcionamiento. El estómago es capaz de producir ghrelina, hormona que afecta la sensación psicosomática del apetito. Este órgano también secreta gastrina, una hormona que estimula la secreción de acido clorhídrico y pepsinógeno.

El intestino delgado secreta colecistokinina (colecistocinina, CCK), una hormona que en

conjunto con la ghrelina afectan la sensación del apetito.

Nombre Estimulada por Función Tipo de hormona

Ghrelina Hipersecreción

gástrica ↑ Apetito Péptido

Colecistokinina Hipersecreción

gástrica ↑ Apetito Péptido

Gastrina Presencia de alimentos en

estómago; cafeína

↑ Secreción de HCl y pepsinógeno

Péptido

Las fitohormonas

No solamente los animales son capaces de regular e integrar sus funciones a través de hormonas. Las plantas poseen células endocrinas especializadas en secretar sustancias que actúan como hormonas, las cuales se denominan fitohormonas para diferenciarlas de las hormonas animales.

Estar hormonas corresponden a:

Nombre Se produce en Función Tipo de hormona

Ácido absícico Hojas, tallos, raíces

y frutos verdes

Inhibición del crecimiento, cierre de estomas para evitar la

pérdida de agua.

Derivado carotenoide

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de maduración, nudos de tallos,

hojas moribundas.

senescencia de hojas.

Citocininas

Raíces, embriones y frutos, se desplazan desde la raíz hacia

otras zonas.

Estimulan la división celular y la

germinación.

Derivadas de Adenina

Ejemplo de ejercicio PSU:

MC ¿Cuál(es) de las siguientes hormonas difunde(n) rápidamente por la bicapa lipídica

de la membrana celular?

I) Estrógenos II) Insulina III) Oxitocina

a) Solo I b) Solo II c) Solo III d) Solo I y II e) Solo II y III

Extraído del modelo oficial de ciencias DEMRE, 2010.

La respuesta correcta en este caso es la alternativa a). Para responder esta pregunta debemos tener el conocimiento de la estructura de las tres

hormonas mencionadas y de las características de la membrana plasmática. Los estrógenos son hormonas esteroidales, por lo tanto son apolares y pueden cruzar la bicapa lipídica, que también es apolar en su interior. La insulina es una hormona peptídica relativamente grande, por lo que no puede cruzar la membrana plasmática. Finalmente, la oxitocina, pese a ser un pequeño péptido, no puede cruzar la membrana plasmática, por su naturaleza proteica.

Tip PSU Pese a que el Sistema Endocrino constituye uno de los más grandes desafíos a tu

memoria, debes intentar utilizar formas didácticas para aprender las rutas de las hormonas, sus efectos y su naturaleza. En esta guía incluimos algunos diagramas para facilitar el aprendizaje de este árido tema.