17.6: Las Glándulas Suprarrenales

Objetivos de aprendizaje

• Describir la ubicación y estructura de las glándulas suprarrenales
• Identificar las hormonas producidas por la corteza suprarrenal y la médula suprarrenal, y resumir sus células diana y efectos

Las glándulas suprarrenales son cuñas de tejido glandular y neuroendocrino que se adhieren a la parte superior de los riñones mediante una cápsula fibrosa (Figura\(\PageIndex{1}\)). Las glándulas suprarrenales tienen un rico suministro de sangre y experimentan una de las tasas más altas de flujo sanguíneo en el cuerpo. Son atendidas por varias arterias que se ramifican fuera de la aorta, incluyendo las arterias suprarrenal y renal. La sangre fluye a cada glándula suprarrenal en la corteza suprarrenal y luego drena hacia la médula suprarrenal. Las hormonas suprarrenales se liberan en la circulación a través de las venas suprarrenales izquierda y derecha.

Figura\(\PageIndex{1}\): Glándulas Suprarrenales. Ambas glándulas suprarrenales se asientan sobre los riñones y están compuestas por una corteza externa y una médula interna, todas rodeadas por una cápsula de tejido conectivo. La corteza se puede subdividir en zonas adicionales, todas las cuales producen diferentes tipos de hormonas. LM × 204. (Micrografía proporcionada por la Facultad de Medicina Regentes de la Universidad de Michigan © 2012)

La glándula suprarrenal consiste en una corteza externa de tejido glandular y una médula interna de tejido nervioso. La corteza misma se divide en tres zonas: la zona glomerulosa, la zona fasciculata y la zona reticularis. Cada región secreta su propio conjunto de hormonas.

La corteza suprarrenal, como componente del eje hipotálamo-pituitario-suprarrenal (HPA), secreta hormonas esteroides importantes para la regulación de la respuesta al estrés a largo plazo, la presión arterial y el volumen sanguíneo, la captación y almacenamiento de nutrientes, el equilibrio de líquidos y electrolitos, y la inflamación. El eje HPA implica la estimulación de la liberación hormonal de la hormona adrenocorticotrópica (ACTH) de la hipófisis por el hipotálamo. La ACTH estimula entonces la corteza suprarrenal para producir la hormona cortisol. Esta vía se discutirá con más detalle a continuación.

La médula suprarrenal es tejido neuroendocrino compuesto por neuronas del sistema nervioso simpático postgangliónico (SNS). Realmente es una extensión del sistema nervioso autónomo, que regula la homeostasis en el cuerpo. La vía simpatomedular (SAM) implica la estimulación de la médula por impulsos del hipotálamo a través de neuronas de la médula espinal torácica. La médula es estimulada para secretar las hormonas amina epinefrina y norepinefrina.

Una de las principales funciones de la glándula suprarrenal es responder al estrés. El estrés puede ser físico o psicológico o ambos. Las tensiones físicas incluyen exponer el cuerpo a lesiones, caminar afuera en condiciones frías y húmedas sin abrigo puesto, o desnutrición. Los estreses psicológicos incluyen la percepción de una amenaza física, una pelea con un ser querido, o simplemente un mal día en la escuela.

El cuerpo responde de diferentes maneras al estrés a corto plazo y al estrés a largo plazo siguiendo un patrón conocido como síndrome de adaptación general (GAS). La primera etapa de GAS se llama reacción de alarma. Este es el estrés a corto plazo, la respuesta de luchar o huir, mediada por las hormonas epinefrina y norepinefrina de la médula suprarrenal a través de la vía SAM. Su función es preparar el cuerpo para el esfuerzo físico extremo. Una vez que se alivia este estrés, el cuerpo vuelve rápidamente a la normalidad. La sección sobre la médula suprarrenal cubre esta respuesta con más detalle.

Si el estrés no se alivia pronto, el cuerpo se adapta al estrés en la segunda etapa llamada etapa de resistencia. Si una persona se muere de hambre por ejemplo, el cuerpo puede enviar señales al tracto gastrointestinal para maximizar la absorción de nutrientes de los alimentos.

Sin embargo, si el estrés continúa por un plazo más largo, el cuerpo responde con síntomas bastante diferentes a la respuesta de luchar o huir. Durante la etapa de agotamiento, los individuos pueden comenzar a sufrir depresión, la supresión de su respuesta inmune, fatiga severa, o incluso un ataque cardíaco fatal. Estos síntomas están mediados por las hormonas de la corteza suprarrenal, especialmente el cortisol, liberadas como resultado de las señales del eje HPA.

Las hormonas suprarrenales también tienen varias funciones no relacionadas con el estrés, incluido el aumento de los niveles de sodio y glucosa en sangre, que se describirán en detalle a continuación.

Corteza suprarrenal

La corteza suprarrenal consiste en múltiples capas de células almacenadoras de lípidos que ocurren en tres regiones estructuralmente distintas. Cada una de estas regiones produce diferentes hormonas.

Hormonas de la Zona Glomerulosa

La región más superficial de la corteza suprarrenal es la zona glomerulosa, la cual produce un grupo de hormonas denominadas colectivamente mineralocorticoides por su efecto sobre los minerales corporales, especialmente el sodio y el potasio. Estas hormonas son esenciales para el equilibrio de líquidos y electrolitos.

La aldosterona es el principal mineralocorticoide. Es importante en la regulación de la concentración de iones de sodio y potasio en orina, sudor y saliva. Por ejemplo, se libera en respuesta a K ⁺ en sangre elevada, Na ⁺ en sangre baja, presión arterial baja o bajo volumen sanguíneo. En respuesta, la aldosterona aumenta la excreción de K ⁺ y la retención de Na ⁺, lo que a su vez aumenta el volumen sanguíneo y la presión arterial. Su secreción es provocada cuando la CRH del hipotálamo desencadena la liberación de ACTH desde la hipófisis anterior.

La aldosterona también es un componente clave del sistema renina-angiotensina-aldosterona (RAAS) en el que células especializadas de los riñones secretan la enzima renina en respuesta a un bajo volumen sanguíneo o presión arterial baja. La renina cataliza entonces la conversión de la proteína sanguínea angiotensinógeno, producida por el hígado, en la hormona angiotensina I. La angiotensina I es convertida en los pulmones en angiotensina II por la enzima convertidora de angiotensina (ACE). La angiotensina II tiene tres funciones principales:

1. Iniciando la vasoconstricción de las arteriolas, disminuyendo el flujo sanguíneo
2. Estimulando los túbulos renales para reabsorber NaCl y agua, aumentando el volumen sanguíneo
3. Señalar a la corteza suprarrenal para secretar aldosterona, cuyos efectos contribuyen aún más a la retención de líquidos, restaurando la presión arterial y el volumen sanguíneo

Para los individuos con hipertensión, o presión arterial alta, se dispone de medicamentos que bloquean la producción de angiotensina II. Estos fármacos, conocidos como inhibidores de la ECA, impiden que la enzima ACE convierta la angiotensina I en angiotensina II, mitigando así la capacidad de esta última para aumentar la presión arterial.

Hormonas de la Zona Fasciculata

La región intermedia de la corteza suprarrenal es la zona fasciculata, llamada así porque las células forman pequeños fascículos (haces) separados por pequeños vasos sanguíneos. Las células de la zona fasciculata producen hormonas llamadas glucocorticoides por su papel en el metabolismo de la glucosa. El más importante de estos es el cortisol, algunos de los cuales el hígado convierte en cortisona. Un glucocorticoide producido en cantidades mucho menores es la corticosterona. En respuesta a factores estresantes a largo plazo, el hipotálamo secreta CRH, que a su vez desencadena la liberación de ACTH por la hipófisis anterior. La ACTH desencadena la liberación de los glucocorticoides. Su efecto general es inhibir la formación de tejidos mientras se estimula la descomposición de los nutrientes almacenados para mantener los suministros adecuados de combustible. En condiciones de estrés a largo plazo, por ejemplo, el cortisol promueve el catabolismo del glucógeno a glucosa, el catabolismo de los triglicéridos almacenados en ácidos grasos y glicerol, y el catabolismo de las proteínas musculares en aminoácidos. Estas materias primas pueden ser utilizadas para sintetizar glucosa y cetonas adicionales para su uso como combustibles corporales. El hipocampo, que forma parte del lóbulo temporal de las córtices cerebrales e importante en la formación de la memoria, es altamente sensible a los niveles de estrés debido a sus numerosos receptores de glucocorticoides.

Probablemente esté familiarizado con los medicamentos recetados y de venta libre que contienen glucocorticoides, como inyecciones de cortisona en las articulaciones inflamadas, tabletas de prednisona e inhaladores a base de esteroides que se usan para controlar el asma grave, y cremas de hidrocortisona aplicadas para aliviar las erupciones cutáneas que pican. Estos fármacos reflejan otro papel del cortisol: la regulación a la baja del sistema inmune, que inhibe la respuesta inflamatoria.

Hormonas de la Zona Reticularis

La región más profunda de la corteza suprarrenal es la zona reticularis, que produce pequeñas cantidades de una clase de hormonas sexuales esteroideas llamadas andrógenos. Durante la pubertad y la mayor parte de la edad adulta, los andrógenos se producen en las gónadas. Los andrógenos producidos en la zona reticularis complementan los andrógenos gonadales. Se producen en respuesta a ACTH de la hipófisis anterior y se convierten en los tejidos en testosterona o estrógenos. En las mujeres adultas, pueden contribuir al deseo sexual, pero su función en los hombres adultos no se entiende bien. En mujeres posmenopáusicas, a medida que disminuyen las funciones de los ovarios, la principal fuente de estrógenos se convierte en los andrógenos producidos por la zona reticularis.

Médula suprarrenal

Como se señaló anteriormente, la corteza suprarrenal libera glucocorticoides en respuesta al estrés a largo plazo, como una enfermedad grave. En contraste, la médula suprarrenal libera sus hormonas en respuesta al estrés agudo a corto plazo mediado por el sistema nervioso simpático (SNS).

El tejido medular está compuesto por neuronas únicas del SNS postganglionares llamadas células cromafines, que son grandes y de forma irregular, y producen los neurotransmisores epinefrina (también llamada adrenalina) y norepinefrina (o noradrenalina). La epinefrina se produce en mayores cantidades —aproximadamente una proporción de 4 a 1 con la norepinefrina— y es la hormona más poderosa. Debido a que las células cromafines liberan epinefrina y norepinefrina a la circulación sistémica, donde viajan ampliamente y ejercen efectos sobre células distantes, se consideran hormonas. Derivados del aminoácido tirosina, se clasifican químicamente como catecolaminas.

La secreción de epinefrina medular y norepinefrina está controlada por una vía neural que se origina en el hipotálamo en respuesta al peligro o estrés (la vía SAM). Tanto la epinefrina como la norepinefrina señalan al hígado y a las células del músculo esquelético que conviertan el glucógeno en glucosa, lo que resulta en un aumento de los niveles de glucosa Estas hormonas aumentan la frecuencia cardíaca, el pulso y la presión arterial para preparar al cuerpo para combatir la amenaza percibida o huir de ella. Además, la vía dilata las vías respiratorias, elevando los niveles de oxígeno en la sangre. También provoca la vasodilatación, aumentando aún más la oxigenación de órganos importantes como los pulmones, el cerebro, el corazón y el músculo esquelético. Al mismo tiempo, desencadena la vasoconstricción en los vasos sanguíneos que sirven a órganos menos esenciales como el tracto gastrointestinal, los riñones y la piel, y regula a la baja algunos componentes del sistema inmunológico. Otros efectos incluyen sequedad de boca, pérdida de apetito, dilatación de la pupila y pérdida de visión periférica. Las principales hormonas de las glándulas suprarrenales se resumen en la Tabla\(\PageIndex{1}\).

Table \(\PageIndex{1}\): Hormones of the Adrenal Glands

Adrenal gland	Associated hormones	Chemical class	Effect
Adrenal cortex	Aldosterone	Steroid	Increases blood Na^+ levels
Adrenal cortex	Cortisol, corticosterone, cortisone	Steroid	Increase blood glucose levels
Adrenal medulla	Epinephrine, norepinephrine	Amine	Stimulate fight-or-flight response

Disorders Involving the Adrenal Glands

Several disorders are caused by the dysregulation of the hormones produced by the adrenal glands. For example, Cushing’s disease is a disorder characterized by high blood glucose levels and the accumulation of lipid deposits on the face and neck. It is caused by hypersecretion of cortisol. The most common source of Cushing’s disease is a pituitary tumor that secretes cortisol or ACTH in abnormally high amounts. Other common signs of Cushing’s disease include the development of a moon-shaped face, a buffalo hump on the back of the neck, rapid weight gain, and hair loss. Chronically elevated glucose levels are also associated with an elevated risk of developing type 2 diabetes. In addition to hyperglycemia, chronically elevated glucocorticoids compromise immunity, resistance to infection, and memory, and can result in rapid weight gain and hair loss.

In contrast, the hyposecretion of corticosteroids can result in Addison’s disease, a rare disorder that causes low blood glucose levels and low blood sodium levels. The signs and symptoms of Addison’s disease are vague and are typical of other disorders as well, making diagnosis difficult. They may include general weakness, abdominal pain, weight loss, nausea, vomiting, sweating, and cravings for salty food.

Chapter Review

The adrenal glands, located superior to each kidney, consist of two regions: the adrenal cortex and adrenal medulla. The adrenal cortex—the outer layer of the gland—produces mineralocorticoids, glucocorticoids, and androgens. The adrenal medulla at the core of the gland produces epinephrine and norepinephrine.

The adrenal glands mediate a short-term stress response and a long-term stress response. A perceived threat results in the secretion of epinephrine and norepinephrine from the adrenal medulla, which mediate the fight-or-flight response. The long-term stress response is mediated by the secretion of CRH from the hypothalamus, which triggers ACTH, which in turn stimulates the secretion of corticosteroids from the adrenal cortex. The mineralocorticoids, chiefly aldosterone, cause sodium and fluid retention, which increases blood volume and blood pressure.

Interactive Link Questions

Visit this link to view an animation describing the location and function of the adrenal glands. Which hormone produced by the adrenal glands is responsible for mobilization of energy stores?

Answer: Cortisol.

Review Questions

Q. The adrenal glands are attached superiorly to which organ?

A. thyroid

B. liver

C. kidneys

D. hypothalamus

 

Answer: C

Q. What secretory cell type is found in the adrenal medulla?

A. chromaffin cells

B. neuroglial cells

C. follicle cells

D. oxyphil cells

 

Answer: A

Q. Cushing’s disease is a disorder caused by ________.

A. abnormally low levels of cortisol

B. abnormally high levels of cortisol

C. abnormally low levels of aldosterone

D. abnormally high levels of aldosterone

 

Answer: B

Q. Which of the following responses s not part of the fight-or-flight response?

A. pupil dilation

B. increased oxygen supply to the lungs

C. suppressed digestion

D. reduced mental activity

 

Answer: D

Critical Thinking Questions

Q. What are the three regions of the adrenal cortex and what hormones do they produce?

A. The outer region is the zona glomerulosa, which produces mineralocorticoids such as aldosterone; the next region is the zona fasciculata, which produces glucocorticoids such as cortisol; the inner region is the zona reticularis, which produces androgens.

Q. If innervation to the adrenal medulla were disrupted, what would be the physiological outcome?

A. Damage to the innervation of the adrenal medulla would prevent the adrenal glands from responding to the hypothalamus during the fight-or-flight response. Therefore, the response would be reduced.

Q. Compare and contrast the short-term and long-term stress response.

A. The short-term stress response involves the hormones epinephrine and norepinephrine, which work to increase the oxygen supply to organs important for extreme muscular action such as the brain, lungs, and muscles. In the long-term stress response, the hormone cortisol is involved in catabolism of glycogen stores, proteins, and triglycerides, glucose and ketone synthesis, and downregulation of the immune system.

Glossary

adrenal cortex

outer region of the adrenal glands consisting of multiple layers of epithelial cells and capillary networks that produces mineralocorticoids and glucocorticoids

adrenal glands

endocrine glands located at the top of each kidney that are important for the regulation of the stress response, blood pressure and blood volume, water homeostasis, and electrolyte levels

adrenal medulla

inner layer of the adrenal glands that plays an important role in the stress response by producing epinephrine and norepinephrine

angiotensin-converting enzyme

the enzyme that converts angiotensin I to angiotensin II

alarm reaction

the short-term stress, or the fight-or-flight response, of stage one of the general adaptation syndrome mediated by the hormones epinephrine and norepinephrine

aldosterone

hormone produced and secreted by the adrenal cortex that stimulates sodium and fluid retention and increases blood volume and blood pressure

chromaffin

neuroendocrine cells of the adrenal medulla

cortisol

glucocorticoid important in gluconeogenesis, the catabolism of glycogen, and downregulation of the immune system

epinephrine

primary and most potent catecholamine hormone secreted by the adrenal medulla in response to short-term stress; also called adrenaline

general adaptation syndrome (GAS)

the human body’s three-stage response pattern to short- and long-term stress

glucocorticoids

hormones produced by the zona fasciculata of the adrenal cortex that influence glucose metabolism

mineralocorticoids

hormones produced by the zona glomerulosa cells of the adrenal cortex that influence fluid and electrolyte balance

norepinephrine

secondary catecholamine hormone secreted by the adrenal medulla in response to short-term stress; also called noradrenaline

stage of exhaustion

stage three of the general adaptation syndrome; the body’s long-term response to stress mediated by the hormones of the adrenal cortex

stage of resistance

stage two of the general adaptation syndrome; the body’s continued response to stress after stage one diminishes

zona fasciculata

intermediate region of the adrenal cortex that produce hormones called glucocorticoids

zona glomerulosa

most superficial region of the adrenal cortex, which produces the hormones collectively referred to as mineralocorticoids

zona reticularis

deepest region of the adrenal cortex, which produces the steroid sex hormones called androgens