El
sistema neuroendocrino
La información y su procesamiento son fundamentales para el funcionamiento
de cualquier organismo y, especialmente, para el organismo humano. La
información relativa a las condiciones internas y a las externas se transmite continuamente
a los centros de integración del sistema nervioso central. Allí, se generan las
respuestas consideradas apropiadas. En nuestro organismo, la comunicación de la
información y su integración tiene lugar a través de estímulos químicos y
eléctricos.
En el organismo humano, como en otros muchos, coexisten dos sistemas de
transmisión de la información el sistema endocrino y el sistema nervioso.
Sus principales fuentes son en :
• la hipófisis y el hipotálamo
• la glándula tiroides
• las paratiroides
• el páncreas
• las suprarrenales
• los ovarios
• los testículos
El Sistema Endocrino es el conjunto de órganos y tejidos
del organismo que liberan un tipo de sustancias llamado hormonas.. Los órganos
endocrinos también se denominan glándulas sin
conducto o glándulas endocrinas, debido a que sus secreciones se
liberan directamente en el torrente
sanguíneo, mientras que las glándulas
exocrinas liberan sus secreciones sobre la superficie interna o
externa de los tejidos
cutáneos, la mucosa del estómago
o el revestimiento de los conductos
pancreáticos. Las hormonas secretadas por las glándulas endocrinas
regulan el crecimiento, desarrollo y las funciones de muchos tejidos, y
coordinan los procesos metabólicos del organismo.
Los tejidos que producen hormonas se pueden clasificar en
tres grupos: glándulas endocrinas, cuya función es la producción exclusiva de
hormonas; glándulas endo-exocrinas, que producen también otro tipo de secreciones
además de hormonas; y ciertos tejidos no glandulares, como el tejido nervioso
del sistema nervioso autónomo, que produce sustancias parecidas a las hormonas.
Hipófisis
La
hipófisis,
también llamada glándula pituitaria, está formada por tres lóbulos: el
anterior, el intermedio, que en los primates sólo existe durante un corto
periodo de la vida, y el posterior. Se localiza en la base del cerebro
y se ha denominado la "glándula principal". Los lóbulos
anterior y posterior de la hipófisis segregan hormonas diferentes.
El lóbulos
anterior de la hipófisis libera varias hormonas que estimulan la
función de otras glándulas endocrinas, por ejemplo, la adrenocorticotropina,
hormona adrenocorticotropa o ACTH, que estimula la corteza suprarrenal; la
hormona estimulante de la glándula tiroides o tirotropina (TSH) que controla el
tiroides; la hormona estimulante de los folículos o foliculoestimulante (FSH) y
la hormona luteinizante (LH), que estimulan las glándulas sexuales; y la
prolactina, que, al igual que otras hormonas especiales, influye en la
producción de leche por las glándulas mamarias. La hipófisis anterior es fuente
de producción de la hormona del crecimiento o somatotropina, que favorece el
desarrollo de los tejidos del organismo, en particular la matriz ósea
y el músculo,
e influye sobre el metabolismo
de los hidratos de carbono. La hipófisis anterior también secreta
una hormona denominada estimuladora de los melanocitos, que estimula la
síntesis de melanina en las células pigmentadas o melanocitos. En la década de
1970, los científicos observaron que la hipófisis anterior también producía
sustancias llamadas endorfinas, que son péptidos que actúan sobre el sistema
nervioso central y periférico para reducir la sensibilidad al dolor.
El sistema endocrino y las hormonas
El sistema
endocrino se refiere a las glándulas que secretan productos en su proximidad o
en el torrente sanguíneo. Estas sustancias intervienen en la comunicación
química.
Son las
hormonas: Las hormonas son una modalidad de estímulos químicos; son unas
moléculas específicas que interactúan con receptores, asimismo específicos, ubicados
en la membrana celular o en el interior de las células. Estas interacciones
comportan modificaciones celulares que dan lugar a las respuestas de nuestro
organismo.
De hecho,
buena parte de las señales químicas que regulan la actividad de células y órganos,
se producen por medio de hormonas. Éstas son sustancias químicas que desempeñan
papeles clave en la integración y el control de las funciones fisiológicas del
organismo. Se secretan en pequeñas cantidades, pero sus efectos pueden ser muy
importantes. Tanto su producción y su degradación están estricta y finamente
reguladas.
Las hormonas
viajan desde la célula que las produce o almacena hasta la célula blanco,
donde ejercen su acción. Cuando existe una distancia entre el blanco y el punto
de producción, la hormona viaja por la sangre. Sin embargo, éste es un medio de
transporte demasiando lento para coordinar de manera eficaz las diversas tareas
que nuestro organismo realiza simultáneamente, sobre todo, si se requieren
respuestas inmediatas.
El sistema nervioso y las neuronas
Para superar
esta lentitud de respuesta y de coordinación, existe un método alternativo. El
canal de comunicación rápido y directo lo proporcionan las neuronas, las
células fundamentales del sistema nervioso.
Las neuronas
son células especializadas en la producción y la transmisión de
señales eléctricas, los impulsos nerviosos. Estos impulsos son conducidos a lo
largo de la neurona hasta alcanzar el extremo del axón. Una vez allí, la
neurona libera los neurotransmisores, señales químicas que interactúan a corta
distancia con otras neuronas o tejidos.
Los sistemas
endocrino y nervioso interactúan estrechamente y conforman el sistema
neuroendocrino que funciona de modo integrado en la regulación del organismo.
Diversos ejemplos pueden ilustrar esta interacción.
Control
hormonal Efecto directo: línea continua Retroalimentación negativa: líneas
discontinuas
|
Sistema endocrino y sistema nervioso, una diferencia en cuanto al tipo de
comunicación
Si bien pude
que los sistemas endocrino y nervioso hayan tenido un origen evolutivo común en
los primitivos sistemas de comunicación intercelular, sus funciones difieren en
cuanto al tipo de comunicación.
- Las glándulas del sistema
endocrino envían información a distancia en forma generalizada y con
relativa lentitud, a través de las hormonas.
- En cambio, el sistema nervioso,
a través de la actividad y secreción de las neuronas, está especializado
en una comunicación rápida y puntual. El sistema nervioso usa un lenguaje
de tipo eléctrico que permite que una señal recorra en muy poco tiempo
grandes distancias.
Aun así,
ambos intervienen en nuestras acciones físicas y intelectuales.
El hipotálamo,
porción del cerebro
de donde deriva la hipófisis,
produce las hormonas "controladoras". Estas hormonas regulan procesos
corporales tales como el metabolismo y controlan la liberación de hormonas de
glándulas como la tiroides, las suprarrenales y las gónadas (testículos u
ovarios). También secreta una hormona antidiurética (que controla la excreción
de agua) denominada vasopresina, que circula y se almacena en el lóbulo
posterior de la hipófisis. La vasopresina controla la cantidad de
agua excretada por los riñones
e incrementa la presión
sanguínea. El lóbulo
posterior de la hipófisis también almacena una hormona fabricada por
el hipotálamo
llamada oxitocina. Esta hormona estimula las contracciones musculares, en
especial del útero,
y la excreción de leche por las glándulas mamarias.
La secreción de tres de las hormonas de la hipófisis
anterior está sujeta a control hipotalámico por los factores liberadores: la
secreción de tirotropina está estimulada por el factor liberador de tirotropina
(TRF), y la de hormona luteinizante, por la hormona liberadora de hormona
luteinizante (LHRH). La dopamina elaborada por el hipotálamo suele inhibir la
liberación de prolactina por la hipófisis anterior. Además, la liberación de la
hormona de crecimiento se inhibe por la somatostatina, sintetizada también en
el páncreas.
Esto significa que el cerebro también funciona como una glándula.
Las dos glándulas se localizan sobre los riñones.
Cada glándula
suprarrenal está formada por una zona interna denominada médula y
una zona externa que recibe el nombre de corteza.
La médula suprarrenal produce adrenalina, llamada también
epinefrina, y noradrenalina, que afecta a un gran número de funciones del
organismo. Estas sustancias estimulan la actividad del corazón, aumentan la tensión
arterial, y actúan sobre la contracción y dilatación de los vasos
sanguíneos y la musculatura. La adrenalina eleva los niveles de
glucosa en sangre (glucemia). Todas estas acciones ayudan al organismo a
enfrentarse a situaciones de urgencia de forma más eficaz. La corteza
suprarrenal elabora un grupo de hormonas denominadas glucocorticoides, que
incluyen la corticosterona y el cortisol, y los mineralocorticoides, que
incluyen la aldosterona y otras sustancias hormonales esenciales para el mantenimiento
de la vida y la adaptación al estrés. Las secreciones suprarrenales regulan el
equilibrio de agua y sal del organismo, influyen sobre la tensión
arterial, actúan sobre el sistema
linfático, influyen sobre los mecanismos del sistema inmunológico y
regulan el metabolismo de los glúcidos y de las proteínas. Además, las glándulas
suprarrenales también producen pequeñas cantidades de hormonas masculinas y
femeninas.
La tiroides
(pulsa aquí
para ver una foto) es una glándula bilobulada situada en el cuello (ver una
imagen microscópica de los folículos
tiroideos).
Las glándulas
paratiroides se localizan en un área cercana o están inmersas en la
glándula tiroides (pulsa aquí
para ver una imagen microscópica de esta glándula).
La hormona paratiroidea o parathormona regula los niveles
sanguíneos de calcio y fósforo y estimula la reabsorción de hueso.
Los
ovarios
son los órganos femeninos de la reproducción, o gónadas
femeninas. Son estructuras pares con forma de almendra situadas a ambos lados
del útero. Los folículos ováricos producen óvulos, o huevos, y también segregan
un grupo de hormonas denominadas estrógenos, necesarias para el desarrollo de
los órganos reproductores y de las características sexuales secundarias, como
distribución de la grasa, amplitud de la pelvis,
crecimiento de las mamas y vello púbico y axilar.
La progesterona ejerce su acción principal sobre la
mucosa uterina en el mantenimiento del embarazo. También actúa junto a los
estrógenos favoreciendo el crecimiento y la elasticidad de la vagina. Los ovarios
también elaboran una hormona llamada relaxina, que actúa sobre los ligamentos
de la pelvis
y el cuello del útero
y provoca su relajación durante el parto,
facilitando de esta forma el alumbramiento.
Las gónadas masculinas o testículos
son cuerpos ovoideos pares que se encuentran suspendidos en el escroto. Las
células de Leydig de los testículos producen una o más hormonas masculinas,
denominadas andrógenos. La más importante es la testosterona, que estimula el
desarrollo de los caracteres sexuales secundarios, influye sobre el crecimiento
de la próstata y vesículas seminales, y estimula la actividad secretora de
estas estructuras. Los testículos también contienen células que producen
gametos masculinos o espermatozoides.
La mayor parte del páncreas
está formado por tejido exocrino que libera enzimas en el duodeno. Hay grupos
de células endocrinas, denominados islotes de
Langerhans, distribuidos por todo el tejido que secretan insulina y
glucagón. La insulina actúa sobre el metabolismo de los hidratos de carbono,
proteínas y grasas, aumentando la tasa de utilización de la glucosa y
favoreciendo la formación de proteínas y el almacenamiento de grasas. El
glucagón aumenta de forma transitoria los niveles de azúcar en la sangre
mediante la liberación de glucosa procedente del hígado.
La placenta, un órgano formado durante el embarazo a partir de la membrana que
rodea al feto, asume diversas funciones endocrinas de la hipófisis y de los
ovarios que son importantes en el mantenimiento del embarazo. Secreta la
hormona denominada gonadotropina coriónica, sustancia presente en la orina
durante la gestación y que constituye la base de las pruebas de embarazo. La
placenta produce progesterona y estrógenos, somatotropina coriónica (una
hormona con algunas de las características de la hormona del crecimiento),
lactógeno placentario y hormonas lactogénicas
Metabolismo hormonal
Las hormonas conocidas pertenecen a tres grupos químicos:
proteínas,
esteroides y aminas.
Aquellas que pertenecen al grupo de las proteínas o polipéptidos
incluyen las hormonas producidas por la hipófisis anterior, paratiroides, placenta
y páncreas.
En el grupo de esteroides
se encuentran las hormonas de la corteza
suprarrenal y las gónadas.
Las aminas son producidas por la médula suprarrenal y el tiroides.
La síntesis de hormonas tiene lugar en el interior de las células y, en la mayoría
de los casos, el producto se almacena en su interior hasta que es liberado en
la sangre.
Sin embargo, el tiroides
y los ovarios
contienen zonas especiales para el almacenamiento de hormonas.
La liberación de las hormonas depende de los niveles en sangre
de otras hormonas y de ciertos productos metabólicos bajo influencia hormonal,
así como de la estimulación nerviosa. La producción de las hormonas de la
hipófisis anterior se inhibe cuando las producidas por la glándula diana
(target) particular, la corteza
suprarrenal, el tiroides
o las gónadas
circulan en la sangre.
Por ejemplo, cuando hay una cierta cantidad de hormona tiroidea en el torrente
sanguíneo la hipófisis
interrumpe la producción de hormona estimulante del tiroides hasta que el nivel
de hormona tiroidea descienda. Por lo tanto, los niveles de hormonas
circulantes se mantienen en un equilibrio constante. Este mecanismo, que se
conoce como homeostasis o realimentación negativa , es similar al sistema de
activación de un termostato por la temperatura de una habitación para encender
o apagar una caldera.
La administración prolongada procedente del exterior de
hormonas adrenocorticales, tiroideas o sexuales interrumpe casi por completo la
producción de las correspondientes hormonas estimulantes de la hipófisis,
y provoca la atrofia temporal de las glándulas diana. Por el contrario, si la
producción de las glándulas diana es muy inferior al nivel normal, la
producción continua de hormona estimulante por la hipófisis
produce una hipertrofia de la glándula, como en el bocio por déficit de yodo.
La liberación de hormonas está regulada también por la
cantidad de sustancias circulantes en sangre, cuya presencia o utilización
queda bajo control hormonal. Los altos niveles de glucosa en la sangre
estimulan la producción y liberación de insulina (ver diabetes mellitus)
mientras que los niveles reducidos estimulan a las glándulas suprarrenales para
producir adrenalina y glucagón; así se mantiene el equilibrio en el metabolismo
de los hidratos de carbono. De igual manera, un déficit de calcio en la sangre
estimula la secreción de hormona paratiroidea, mientras que los niveles
elevados estimulan la liberación de calcitonina por el tiroides.
La función endocrina está regulada también por el sistema
nervioso, como lo demuestra la respuesta suprarrenal al estrés. Los
distintos órganos endocrinos están sometidos a diversas formas de control
nervioso. La médula suprarrenal y la hipófisis posterior son glándulas con rica
inervación y controladas de modo directo por el sistema
nervioso. Sin embargo, la corteza suprarrenal, el tiroides y las
gónadas, aunque responden a varios estímulos nerviosos, carecen de inervación
específica y mantienen su función cuando se trasplantan a otras partes del
organismo. La hipófisis anterior tiene inervación escasa, pero no puede
funcionar si se trasplanta.
Se desconoce la forma en que las hormonas ejercen muchos
de sus efectos metabólicos y morfológicos. Sin embargo, se piensa que los
efectos sobre la función de las células se deben a su acción sobre las
membranas celulares o enzimas,
mediante la regulación de la expresión de los genes o mediante el control de la
liberación de iones u otras moléculas pequeñas. Aunque en apariencia no se
consumen o se modifican en el proceso metabólico, las hormonas pueden ser
destruidas en gran parte por degradación química. Los productos hormonales
finales se excretan con rapidez y se encuentran en la orina en grandes cantidades,
y también en las heces y el sudor.
Ciclos endocrinos
El sistema endocrino ejerce un efecto regulador sobre los
ciclos de la reproducción, incluyendo el desarrollo de las gónadas, el periodo
de madurez funcional y su posterior envejecimiento, así como el ciclo menstrual
y el periodo de gestación. El patrón cíclico del estro, que es el periodo
durante el cual es posible el apareamiento fértil en los animales, está
regulado también por hormonas.
La pubertad, la época de maduración sexual, está
determinada por un aumento de la secreción de hormonas hipofisarias
estimuladoras de las gónadas o gonadotropinas, que producen la maduración de
los testículos u ovarios y aumentan la secreción de hormonas sexuales. A su
vez, las hormonas sexuales actúan sobre los órganos sexuales auxiliares y el
desarrollo sexual general.
En la mujer, la pubertad está asociada con el inicio de
la menstruación y de la ovulación. La ovulación, que es la liberación de un
óvulo de un folículo ovárico, se produce aproximadamente cada 28 días, entre el
día 10 y el 14 del ciclo menstrual en la mujer. La primera parte del ciclo está
marcada por el periodo menstrual, que abarca un promedio de tres a cinco días,
y por la maduración del folículo ovárico bajo la influencia de la hormona
foliculoestimulante procedente de la hipófisis. Después de la ovulación y bajo
la influencia de otra hormona, la llamada luteinizante, el folículo vacío forma
un cuerpo endocrino denominado cuerpo lúteo, que secreta progesterona,
estrógenos, y es probable que durante el embarazo, relaxina. La progesterona y
los estrógenos preparan la mucosa uterina para el embarazo. Si éste no se
produce, el cuerpo lúteo involuciona, y la mucosa uterina, privada del estímulo
hormonal, se desintegra y descama produciendo la hemorragia menstrual. El
patrón rítmico de la menstruación está explicado por la relación recíproca
inhibición-estimulación entre los estrógenos y las hormonas hipofisarias
estimulantes de las gónadas.
Si se produce el embarazo,
la secreción placentaria de gonadotropinas, progesterona y estrógenos mantiene
el cuerpo lúteo y la mucosa uterina, y prepara las mamas para la producción de
leche o lactancia. La secreción de estrógenos y progesterona es elevada durante
el embarazo y alcanza su nivel máximo justo antes del nacimiento. La lactancia
se produce poco después del parto, presumiblemente como resultado de los
cambios en el equilibrio hormonal tras la separación de la placenta.
Con el envejecimiento progresivo de los ovarios, y el
descenso de su producción de estrógenos, tiene lugar la menopausia. En este
periodo la secreción de gonadotropinas aumenta como resultado de la ausencia de
inhibición estrogénica. En el hombre el periodo correspondiente está marcado
por una reducción gradual de la secreción de andrógenos.
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