37.5: Glándulas Endocrinas
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- Describir el papel de las diferentes glándulas en el sistema endocrino
- Explicar cómo las diferentes glándulas trabajan juntas para mantener la homeostasis
Tanto el sistema endocrino como el nervioso utilizan señales químicas para comunicarse y regular la fisiología del cuerpo. El sistema endocrino libera hormonas que actúan sobre las células diana para regular el desarrollo, el crecimiento, el metabolismo energético, la reproducción y muchos comportamientos. El sistema nervioso libera neurotransmisores o neurohormonas que regulan las neuronas, las células musculares y las células endocrinas. Debido a que las neuronas pueden regular la liberación de hormonas, los sistemas nervioso y endocrino trabajan de manera coordinada para regular la fisiología del cuerpo.
Eje Hipotalámico-Hipofisario
El hipotálamo en vertebrados integra los sistemas endocrino y nervioso. El hipotálamo es un órgano endocrino localizado en el diencéfalo del cerebro. Recibe aportes del cuerpo y otras áreas del cerebro e inicia respuestas endocrinas a los cambios ambientales. El hipotálamo actúa como órgano endocrino, sintetizando hormonas y transportándolas a lo largo de los axones hasta la glándula pituitaria posterior. Sintetiza y secreta hormonas reguladoras que controlan las células endocrinas en la glándula pituitaria anterior. El hipotálamo contiene centros autonómicos que controlan las células endocrinas en la médula suprarrenal a través del control neuronal.
La glándula pituitaria, a veces llamada hipófisis o “glándula maestra” se localiza en la base del cerebro en la silla turca, una ranura del hueso esfenoidal del cráneo, ilustrada en la Figura\(\PageIndex{1}\). Se une al hipotálamo a través de un tallo llamado tallo hipofisario (o infundíbulo). La porción anterior de la glándula pituitaria se regula liberando o inhibiendo la liberación de hormonas producidas por el hipotálamo, y la hipófisis posterior recibe señales a través de células neurosecretoras para liberar hormonas producidas por el hipotálamo. La hipófisis tiene dos regiones distintas, la pituitaria anterior y la pituitaria posterior, que entre ellas secretan nueve hormonas peptídicas o proteicas diferentes. El lóbulo posterior de la glándula pituitaria contiene axones de las neuronas hipotalámicas.
Hipófisis Anterior
La glándula pituitaria anterior, o adenohipófisis, está rodeada por una red capilar que se extiende desde el hipotálamo, hacia abajo a lo largo del infundíbulo, y hasta la pituitaria anterior. Esta red capilar es una parte del sistema portal hipofisario que transporta sustancias desde el hipotálamo hasta la hipófisis anterior y hormonas desde la hipófisis anterior hacia el sistema circulatorio. Un sistema portal transporta sangre de una red capilar a otra; por lo tanto, el sistema portal hipofisario permite que las hormonas producidas por el hipotálamo sean transportadas directamente a la hipófisis anterior sin ingresar primero al sistema circulatorio.
La hipófisis anterior produce siete hormonas: hormona del crecimiento (GH), prolactina (PRL), hormona estimulante de la tiroides (TSH), hormona estimulante de la melanina (MSH), hormona adrenocorticotrópica (ACTH), hormona folículo estimulante (FSH) y hormona luteinizante (LH). Las hormonas hipofisarias anteriores a veces se denominan hormonas trópicas, porque controlan el funcionamiento de otros órganos. Si bien estas hormonas son producidas por la hipófisis anterior, su producción está controlada por hormonas reguladoras producidas por el hipotálamo. Estas hormonas reguladoras pueden ser liberando hormonas o inhibiendo hormonas, provocando que más o menos de las hormonas hipofisarias anteriores sean secretadas. Estos viajan desde el hipotálamo a través del sistema portal hipofisario hasta la hipófisis anterior donde ejercen su efecto. Luego, la retroalimentación negativa regula la cantidad de estas hormonas reguladoras que se liberan y la cantidad de hormona pituitaria anterior que se secreta.
Hipófisis Posterior
La hipófisis posterior es significativamente diferente en estructura de la pituitaria anterior. Es una parte del cerebro, que se extiende hacia abajo desde el hipotálamo, y contiene principalmente fibras nerviosas y células neurogliales, que soportan axones que se extienden desde el hipotálamo hasta la pituitaria posterior. La hipófisis posterior y el infundíbulo juntos se denominan neurohipófisis.
Las hormonas antidiuréticas (ADH), también conocidas como vasopresina, y oxitocina son producidas por las neuronas en el hipotálamo y transportadas dentro de estos axones a lo largo del infundíbulo hasta la hipófisis posterior. Se liberan en el sistema circulatorio a través de la señalización neural desde el hipotálamo. Estas hormonas se consideran hormonas hipofisarias posteriores, a pesar de que son producidas por el hipotálamo, porque ahí es donde se liberan al sistema circulatorio. La hipófisis posterior en sí no produce hormonas, sino que almacena las hormonas producidas por el hipotálamo y las libera en el torrente sanguíneo.
Glándula tiroides
La glándula tiroides se localiza en el cuello, justo debajo de la laringe y frente a la tráquea, como se muestra en la Figura\(\PageIndex{2}\). Se trata de una glándula en forma de mariposa con dos lóbulos que están conectados por el istmo. Tiene un color rojo oscuro debido a su extenso sistema vascular. Cuando la tiroides se hincha debido a una disfunción, se puede sentir debajo de la piel del cuello.
La glándula tiroides está conformada por muchos folículos tiroideos esféricos, los cuales están revestidos con un simple epitelio cuboidal. Estos folículos contienen un líquido viscoso, llamado coloide, que almacena la glicoproteína tiroglobulina, la precursora de las hormonas tiroideas. Los folículos producen hormonas que pueden almacenarse en el coloide o liberarse en la red capilar circundante para su transporte al resto del cuerpo a través del sistema circulatorio.
Las células del folículo tiroideo sintetizan la hormona tiroxina, que también se conoce como T 4 porque contiene cuatro átomos de yodo, y triyodotironina, también conocida como T 3 porque contiene tres átomos de yodo. Las células foliculares son estimuladas para liberar T 3 y T 4 almacenadas por la hormona estimulante tiroidea (TSH), que es producida por la hipófisis anterior. Estas hormonas tiroideas incrementan las tasas de producción mitocondrial de ATP.
Una tercera hormona, la calcitonina, es producida por las células parafolliculares de la tiroides ya sea liberando hormonas o inhibiendo hormonas. La liberación de calcitonina no está controlada por TSH, sino que se libera cuando aumentan las concentraciones de iones calcio en la sangre. La calcitonina funciona para ayudar a regular las concentraciones de calcio en los fluidos corporales. Actúa en los huesos para inhibir la actividad de los osteoclastos y en los riñones para estimular la excreción de calcio. La combinación de estos dos eventos disminuye los niveles de calcio en los fluidos corporales.
Glándulas paratiroides
La mayoría de las personas tienen cuatro glándulas paratiroides; sin embargo, el número puede variar de dos a seis. Estas glándulas se encuentran en la superficie posterior de la glándula tiroides, como se muestra en la Figura\(\PageIndex{3}\). Normalmente, hay una glándula superior y una glándula inferior asociadas a cada uno de los dos lóbulos de la tiroides. Cada glándula paratiroides está cubierta por tejido conectivo y contiene muchas células secretoras que están asociadas con una red capilar.
Las glándulas paratiroides producen hormona paratiroidea (PTH). La PTH aumenta las concentraciones de calcio en sangre cuando los niveles de iones de calcio caen por debajo La PTH (1) potencia la reabsorción de Ca 2+ por los riñones, (2) estimula la actividad de los osteoclastos e inhibe la actividad de los osteoblastos, y (3) estimula la síntesis y secreción de calcitriol por los riñones, lo que potencia la absorción de Ca 2+ por el sistema digestivo. La PTH es producida por las células principales de la paratiroides. La PTH y la calcitonina trabajan en oposición entre sí para mantener los niveles homeostáticos de Ca 2+ en los fluidos corporales. Otro tipo de células, las células oxífilas, existen en la paratiroides pero se desconoce su función. Estas hormonas fomentan el crecimiento óseo, la masa muscular y la formación de células sanguíneas en niños y mujeres.
Glándulas suprarrenales
Las glándulas suprarrenales están asociadas con los riñones; una glándula se localiza en la parte superior de cada riñón como se ilustra en la Figura\(\PageIndex{4}\). Las glándulas suprarrenales consisten en una corteza suprarrenal externa y una médula suprarrenal interna. Estas regiones secretan diferentes hormonas.
Corteza suprarrenal
La corteza suprarrenal está formada por capas de células epiteliales y redes capilares asociadas. Estas capas forman tres regiones distintas: una zona glomerulosa externa que produce mineralocorticoides, una zona fasciculata media que produce glucocorticoides y una zona reticularis interna que produce andrógenos.
El mineralocorticoide principal es la aldosterona, que regula la concentración de iones Na + en orina, sudor, páncreas y saliva. La liberación de aldosterona de la corteza suprarrenal es estimulada por una disminución en las concentraciones sanguíneas de iones de sodio, volumen sanguíneo o presión arterial, o por un aumento en los niveles de potasio en la sangre.
Los tres principales glucocorticoides son cortisol, corticosterona y cortisona. Los glucocorticoides estimulan la síntesis de glucosa y gluconeogénesis (convirtiendo un no carbohidrato en glucosa) por las células hepáticas y promueven la liberación de ácidos grasos del tejido adiposo. Estas hormonas aumentan los niveles de glucosa en sangre para mantener los niveles dentro de un rango normal entre comidas. Estas hormonas se secretan en respuesta a ACTH y los niveles están regulados por retroalimentación negativa.
Los andrógenos son hormonas sexuales que promueven la masculinidad. Se producen en pequeñas cantidades por la corteza suprarrenal tanto en machos como en hembras. No afectan las características sexuales y pueden complementar las hormonas sexuales liberadas de las gónadas.
Médula suprarrenal
La médula suprarrenal contiene células grandes de forma irregular que están estrechamente asociadas con los vasos sanguíneos. Estas células están inervadas por fibras nerviosas autonómicas preganglionares del sistema nervioso central.
La médula suprarrenal contiene dos tipos de células secretoras: una que produce epinefrina (adrenalina) y otra que produce norepinefrina (noradrenalina). La epinefrina es la hormona medular suprarrenal primaria que representa del 75 al 80 por ciento de sus secreciones. La epinefrina y la norepinefrina aumentan la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria, las contracciones del músculo cardíaco, la presión arterial y los niveles de glucosa en sangre. También aceleran la descomposición de la glucosa en los músculos esqueléticos y las grasas almacenadas en el tejido adiposo.
La liberación de epinefrina y norepinefrina es estimulada por impulsos neurales del sistema nervioso simpático. La secreción de estas hormonas es estimulada por la liberación de acetilcolina de las fibras simpáticas preganglionares que inervan la médula suprarrenal. Estos impulsos neuronales se originan en el hipotálamo en respuesta al estrés para preparar al cuerpo para la respuesta de lucha o huida.
Páncreas
El páncreas, ilustrado en la Figura\(\PageIndex{5}\), es un órgano alargado que se localiza entre el estómago y la porción proximal del intestino delgado. Contiene tanto células exocrinas que excretan enzimas digestivas como células endocrinas que liberan hormonas. A veces se le conoce como glándula heterocrina porque tiene funciones tanto endocrinas como exocrinas.
Las células endocrinas del páncreas forman racimos llamados islotes pancreáticos o los islotes de Langerhans, como se ve en la micrografía que se muestra en la Figura\(\PageIndex{6}\). Los islotes pancreáticos contienen dos tipos de células primarias: las células alfa, que producen la hormona glucagón, y las células beta, que producen la hormona insulina. Estas hormonas regulan los niveles de glucosa en sangre. A medida que disminuyen los niveles de glucosa en sangre, las células alfa liberan glucagón para elevar los niveles de glucosa en sangre al aumentar las tasas de descomposición del glucógeno y liberación de glucosa por el hígado. Cuando los niveles de glucosa en sangre aumentan, como después de una comida, las células beta liberan insulina para disminuir los niveles de glucosa en sangre al aumentar la tasa de absorción de glucosa en la mayoría de las células del cuerpo y al aumentar la síntesis de glucógeno en los músculos esqueléticos y el hígado. Juntos, el glucagón y la insulina regulan los niveles de glucosa en sangre.
Glándula pineal
La glándula pineal produce melatonina. La tasa de producción de melatonina se ve afectada por el fotoperiodo. Colaterales de las vías visuales inervan la glándula pineal. Durante el fotoperiodo diurno se produce poca melatonina; sin embargo, la producción de melatonina aumenta durante el fotoperiodo oscuro (noche). En algunos mamíferos, la melatonina tiene un efecto inhibitorio sobre las funciones reproductivas al disminuir la producción y maduración de espermatozoides, ovocitos y órganos reproductivos. La melatonina es un antioxidante eficaz, protegiendo el SNC de los radicales libres como el óxido nítrico y el peróxido de hidrógeno. Por último, la melatonina está involucrada en los ritmos biológicos, particularmente los ritmos circadianos como el ciclo sueño-vigilia y los hábitos alimenticios.
Gónadas
Las gónadas, los testículos masculinos y los óvulos femeninos, producen hormonas esteroides. Los testículos producen andrógenos, siendo la testosterona la más destacada, que permiten el desarrollo de características sexuales secundarias y la producción de espermatozoides. Los ovarios producen estradiol y progesterona, que causan características sexuales secundarias y preparan al cuerpo para el parto.
| Glándula endocrina | Hormonas Asociadas | Efecto |
|---|---|---|
| Hipotálamo | liberación e inhibición de hormonas | regular la liberación de hormonas de la glándula pituitaria; producir oxitocina; producir contracciones uterinas y secreción de leche en mujeres |
| hormona antidiurética (ADH) | reabsorción de agua de los riñones; vasoconstricción para aumentar la presión arterial | |
| Hipófisis (Anterior) | hormona del crecimiento (GH) | promueve el crecimiento de los tejidos del cuerpo, la síntesis de proteínas; funciones metabólicas |
| prolactina (PRL) | promueve la producción de leche | |
| hormona estimulante tiroidea (TSH) | estimula la liberación de hormona tiroidea | |
| hormona adrenocorticotrópica (ACTH) | estimula la liberación de hormonas por la corteza suprarrenal, glucocorticoides | |
| Hormona foliculoestimulante (FSH) | estimula la producción de gametos (tanto óvulos como espermatozoides); secreción de estradiol | |
| hormona luteinizante (LH) | estimula la producción de andrógenos por las gónadas; ovulación, secreción de progesterona | |
| hormona estimulante de melanocitos (MSH) | estimula los melanocitos de la piel aumentando la producción de pigmento de melanina. | |
| Hipófisis (Posterior) | hormona antidiurética (ADH) | estimula la reabsorción de agua por los riñones |
| oxitocina | estimula las contracciones uterinas durante el parto; eyección de leche; estimula el conducto deferente y la contracción de la glándula prostática durante la emisión | |
| Tiroides | tiroxina, triyodotironina | estimular y mantener el metabolismo; crecimiento y desarrollo |
| calcitonina | reduce los niveles de Ca 2+ en sangre | |
| Paratiroides | hormona paratiroidea (PTH) | aumenta los niveles de Ca 2+ en sangre |
| Adrenal (Corteza) | aldosterona | aumenta los niveles de Na + en sangre; aumenta la secreción de K + |
| cortisol, corticosterona, cortisona | aumentar los niveles de glucosa en sangre; efectos antiinflamatorios | |
| Suprarrenal (Médula) | epinefrina, norepinefrina | estimular la respuesta de lucha o huida; aumentar los niveles de gluclose en sangre; aumentar las actividades metabólicas |
| Páncreas | insulina | reduce los niveles de glucosa en sangre |
| glucagón | aumenta los niveles de glucosa en sangre | |
| Glándula pineal | melatonina | regula algunos ritmos biológicos y protege el SNC de los radicales libres |
| Testículos | andrógenos | regular, promover, aumentar o mantener la producción de esperma; características sexuales secundarias masculinas |
| Ovarios | estrógeno | promueve el crecimiento del revestimiento uterino; características sexuales secundarias femeninas |
| progestinas | promover y mantener el crecimiento del revestimiento uterino |
Órganos con funciones endocrinas secundarias
Existen varios órganos cuyas funciones primarias son no endocrinas pero que también poseen funciones endocrinas. Estos incluyen el corazón, los riñones, los intestinos, el timo, las gónadas y el tejido adiposo.
El corazón posee células endocrinas en las paredes de las aurículas que son células especializadas del músculo cardíaco. Estas células liberan la hormona péptido natriurético auricular (ANP) en respuesta al aumento del volumen sanguíneo. El alto volumen de sangre hace que las células se estiren, lo que resulta en la liberación de hormonas. El ANP actúa sobre los riñones para reducir la reabsorción de Na +, provocando que el Na + y el agua se excreten en la orina. El ANP también reduce las cantidades de renina liberada por los riñones y de aldosterona liberada por la corteza suprarrenal, impidiendo aún más la retención de agua. De esta manera, el ANP provoca una reducción en el volumen sanguíneo y la presión arterial, y reduce la concentración de Na + en la sangre.
El tracto gastrointestinal produce varias hormonas que ayudan en la digestión. Las células endocrinas se localizan en la mucosa del tracto GI a lo largo del estómago y el intestino delgado. Algunas de las hormonas producidas incluyen gastrina, secretina y colecistoquinina, que se secretan en presencia de alimentos, y algunas de las cuales actúan sobre otros órganos como el páncreas, la vesícula biliar y el hígado. Desencadenan la liberación de jugos gástricos, que ayudan a descomponer y digerir los alimentos en el tracto GI.
Si bien las glándulas suprarrenales asociadas con los riñones son glándulas endocrinas principales, los propios riñones también poseen función endocrina. La renina se libera en respuesta a la disminución del volumen o la presión sanguínea y es parte del sistema renina-angiotensina-aldosterona que conduce a la liberación de aldosterona. La aldosterona provoca entonces la retención de Na + y agua, elevando el volumen sanguíneo. Los riñones también liberan calcitriol, que ayuda en la absorción de iones Ca 2+ y fosfato. La eritropoyetina (EPO) es una hormona proteica que desencadena la formación de glóbulos rojos en la médula ósea. La EPO se libera en respuesta a bajos niveles de oxígeno. Debido a que los glóbulos rojos son portadores de oxígeno, una mayor producción da como resultado una mayor entrega de oxígeno en todo el cuerpo. La EPO ha sido utilizada por los atletas para mejorar el rendimiento, ya que una mayor entrega de oxígeno a las células musculares permite una mayor resistencia. Debido a que los glóbulos rojos aumentan la viscosidad de la sangre, los niveles artificialmente altos de EPO pueden causar graves riesgos para la salud.
El timo se encuentra detrás del esternón; es más prominente en los infantes, llegando a ser más pequeño en tamaño hasta la edad adulta. El timo produce hormonas denominadas timosinas, las cuales contribuyen al desarrollo de la respuesta inmune.
El tejido adiposo es un tejido conectivo que se encuentra en todo el cuerpo. Produce la hormona leptina en respuesta a la ingesta de alimentos. La leptina aumenta la actividad de las neuronas anorexígenas y disminuye la de las neuronas orexigénicas, produciendo una sensación de saciedad después de comer, afectando así el apetito y reduciendo la necesidad de seguir comiendo. La leptina también se asocia con la reproducción. Debe estar presente para que se produzca la síntesis de GnRH y gonadotropina. Las hembras extremadamente delgadas pueden ingresar tarde a la pubertad; sin embargo, si aumentan los niveles adiposos, se producirá más leptina, mejorando la fertilidad.
Resumen
La glándula pituitaria se encuentra en la base del cerebro y está unida al hipotálamo por el infundíbulo. La hipófisis anterior recibe productos del hipotálamo por el sistema portal hipofisario y produce seis hormonas. La hipófisis posterior es una extensión del cerebro y libera hormonas (hormona antidiurética y oxitocina) producidas por el hipotálamo.
La glándula tiroides se encuentra en el cuello y está compuesta por dos lóbulos conectados por el istmo. La tiroides está compuesta por células foliculares que producen las hormonas tiroxina y triyodotironina. Las células parafolliculares de la tiroides producen calcitonina. Las glándulas paratiroides se encuentran en la superficie posterior de la glándula tiroides y producen hormona paratiroidea.
Las glándulas suprarrenales se encuentran en la parte superior de los riñones y consisten en la corteza renal y la médula renal. La corteza suprarrenal es la parte externa de la glándula suprarrenal y produce los corticosteroides, glucocorticoides y mineralocorticoides. La médula suprarrenal es la parte interna de la glándula suprarrenal y produce las catecolaminas epinefrina y norepinefrina.
El páncreas se encuentra en el abdomen entre el estómago y el intestino delgado. Los racimos de células endocrinas en el páncreas forman los islotes de Langerhans, los cuales están compuestos por células alfa que liberan glucagón y células beta que liberan insulina.
Algunos órganos poseen actividad endocrina como función secundaria pero tienen otra función primaria. El corazón produce la hormona péptido natriurético auricular, que funciona para reducir el volumen sanguíneo, la presión y la concentración de Na +. El tracto gastrointestinal produce diversas hormonas que ayudan en la digestión. Los riñones producen renina, calcitriol y eritropoyetina. El tejido adiposo produce leptina, que promueve señales de saciedad en el cerebro.
Glosario
- corteza suprarrenal
- porción externa de las glándulas suprarrenales que produce corticosteroides
- glándula suprarrenal
- glándulas endocrinas asociadas con los riñones
- médula suprarrenal
- porción interna de las glándulas suprarrenales que produce epinefrina y norepinefrina
- célula alfa
- célula endocrina de los islotes pancreáticos que produce la hormona glucagón
- pituitaria anterior
- porción de la glándula pituitaria que produce seis hormonas; también llamada adenohipófisis
- péptido natriurético auricular (ANP)
- hormona producida por el corazón para reducir el volumen sanguíneo, la presión y la concentración de Na +
- célula beta
- célula endocrina de los islotes pancreáticos que produce la hormona insulina
- coloide
- líquido dentro de la glándula tiroides que contiene la glicoproteína tiroglobulina
- glándula endocrina
- glándula que secreta hormonas en el líquido intersticial circundante, que luego se difunde en la sangre y se transportan a diversos órganos y tejidos dentro del cuerpo
- eritropoyetina (EPO)
- hormona producida por los riñones para estimular la producción de glóbulos rojos en la médula ósea
- sistema portal hipofisario
- sistema de vasos sanguíneos que transporta hormonas desde el hipotálamo hasta la hipófisis anterior
- islotes de Langerhans (islotes pancreáticos)
- células endocrinas del páncreas
- istmo
- masa tisular que conecta los dos lóbulos de la glándula tiroides
- leptina
- hormona producida por el tejido adiposo que promueve la sensación de saciedad y reduce el hambre
- páncreas
- órgano ubicado entre el estómago y el intestino delgado que contiene células exocrinas y endocrinas
- célula parafollicular
- célula tiroidea que produce la hormona calcitonina
- glándula paratiroides
- glándula localizada en la superficie de la tiroides que produce la hormona paratiroidea
- glándula pituitaria
- glándula endocrina localizada en la base del cerebro compuesta por una región anterior y posterior; también llamada hipófisis
- tallo hipofisario
- (también, infundíbulo) tallo que conecta la glándula pituitaria con el hipotálamo
- hipófisis posterior
- extensión del cerebro que libera hormonas producidas por el hipotálamo; junto con el infundíbulo, también se le conoce como la neurohipófisis
- timo
- glándula ubicada detrás del esternón que produce hormonas timosina que contribuyen al desarrollo del sistema inmunológico
- glándula tiroides
- glándula endocrina localizada en el cuello que produce las hormonas tiroideas tiroxina y triyodotironina