7

Mecanismos de control hormonal

Especificidad celular de destinación hormona-órgano

Factores generales que determinan las concentraciones sanguíneas de las hormonas

Tasa de secreción/Tasas de inactivación y excreción/Transporte por medio de la sangre/Ejemplo resumido: tiroxina

 

Mecanismos de acción hormonal

Denominadores comunes de los efectos hormonales / Alteración de la actividad enzimática /Alteración del transporte a través de la membrana/Efectos directos e indirectos/Efectos indirectos dentro de una célula/Efectos indirectos en otras células/AMP cíclico/Mecanismo de acción de las hormonas esteroides/ Interacciones hormonales en las células de órgano destinatario / Efectos farmacológicos

Control de la secreción hormonal

Las hormonas de la pituitaria anterior /Control de la secreción hormonal de la pituitaria anterior /Función del hipotálamo y la hipófisis posterior /Epinefrina y médula suprarrenal /Hormonas controladas indirectamente por el hipotálamo o la hipófisis /Resumen

El problema de la secreción hormonal múltiple

Las glándulas se clasifican en dos grupos con respecto al sitio en que se libera la secreción. Las glándulas endocrinas no tienen conductos y secretan su producto en el torrente circulatorio más exactamente, en el espacio extracelular, alrededor de la célula glandular, de donde se difunde luego la secreción a los capilares (o linfáticos). Las glándulas exocrinas segregan en conductos que llegan a una superficie o compartimiento específico, tal como la luz del tracto gastrointestinal o la superficie de la piel. Ciertos órganos, por ejemplo el páncreas, tienen tanto partes exocrinas como endocrinas. El término endocrino generalmente se usa como sinónimo de "secreción hormonal"; sin embargo, este uso, que también adoptaremos nosotros, no es completamente correcto ya que hay glándulas, principalmente el hígado, que segregan materiales no‑hormonales en la sangre.

El sistema endocrino constituye el segundo sistema de comunicaciones del cuerpo, y son las hormonas los mensajeros que, transportados por la sangre, regulan la función celular. Definiremos una hormona como una sustancia química sintetizada por un órgano o tejido específico y secretada en la sangre, la cual la transporta a otros sitios del organismo, donde se ejercen sus acciones. La palabra específico, en la definición, es importante para distinguir entre las verdaderas hormonas y otra clase de sustancias, las denominadas parahormonas, que son productos metabólicos terminales producidos por muchos órganos corporales y ejercen sus efectos en sitios distantes, por ejemplo, el ion hidrógeno. En términos de estructura química, las hormonas generalmente quedan comprendidas dentro de dos categorías: esteroides y derivados de aminoácidos; el tamaño de estos últimos va desde moléculas pequeñas que contienen grupos aminos simples hasta proteínas de gran tamaño.

Las hormonas sirven para controlar e integrar muchas funciones corporales: reproducción (Capítulo 14), metabolismo y equilibrio energético del organismo (Capítulo 13), y metabolismo mineral (Capítulo 11). La capacidad reproductiva depende absolutamente de un sistema endocrino funcionalmente normal; en cambio, ninguna otra función corporal requiere control hormonal absoluto, y por esta razón, el sistema endocrino no es estrictamente esencial para la vida. Sin embargo, habiendo hecho esta afirmación, debemos anotar inmediatamente que tal vida sería extremadamente precaria y anormal; los individuos serían incapaces de adaptarse a la alteración ambiental o tensión, y sus capacidades físicas y mentales se deteriorarían en forma aguda. Requerirían la constante atención que se le presta a una planta de invernadero.

En los últimos años, se ha clarificado que los sistemas nervioso y endocrino funcionan en realidad,como un sistema único interrelacionado. El sistema nervioso central, particularmente el hipotálamo, juega un papel crucial en el control de la secreción hormonal; y a la inversa, las hormonas alteran notoriamente la función nerviosa e influyen considerablemente en muchos tipos de comportamiento. Estas interrelaciones forman el área de estudio conocida como neuroendo­crinología que se expondrá en la sección relacionada con el control de la secreción hormonal.

A pesar de las muchas formas en que difieren entre sí las hormonas, casi todas ellas tienen como denominador común varias características y principios generales que se expondrán en este capítulo, los cuales constituyen la base de las descripciones específicas detalladas que se verán en los capítulos respectivos. En este capítulo abundan los ejemplos ilustrativos, pero estos fragmentos de información se dan aquí tan sólo para explicar principios generales. La información factual respecto de cada hormona, se repetirá de una manera más completa en los siguientes capítulos.

Especificidad celular de destinación hormona-órgano

Las hormonas viajan en la sangre y son, por lo tanto, capaces de llegar prácticamente a todos los tejidos. Es claro que se trata de algo muy distinto del sistema nervioso eferente, el cual puede enviar mensajes selectivamente a órganos espe­cíficos. Sin embargo, la respuesta del organismo a las hormo­nas no es del todo global, sino altamente especifica, y com­prende, en algunos casos, solamente un órgano o grupo de células. En otros términos, a pesar de la distribución general de una hormona por vía sanguínea, sólo ciertas células son capaces de responder a la hormona; se las conoce como células de órgano destinatario. Mediante mecanismos evolutivos desconocidos, las células han llegado a diferenciarse tanto como para responder de manera muy característica sólo a ciertas hormonas. Como se expuso en el Capítulo 5, esta capacidad para responder depende de los sitios receptores específicos de los componentes celulares. La especialización de sitios receptores para el órgano destinatario explica la especificidad de acción de las hormonas; por ejemplo, la hormona estimulante de la tiroides es producida por la hipófisis anterior, y afecta significativamente sólo a la glándula tiroides y no a otros tejidos; la insulina produce aumento en la captación de glucosa por parte de muchas células, pero no de todas; las células cerebrales constituyen una de las excep­ciones importantes.

Factores generales que determinan las concentraciones sanguíneas de las hormonas

Tasa de secreción

Con pocas excepciones, las hormonas no se secretan a tasas constantes. Como se destacó anteriormente, un sistema regulador debe ser capaz de modificar su respuesta. Normalmente, siempre está ocurriendo alguna secreción; la tasa, por lo tanto, puede aumentarse o disminuirse. Este patrón es completamente análogo a los fenómenos de actividad tónica, facilitación, e inhibición manifestados por el sistema nervioso.

Como se expuso ya en el Capítulo 4, la secreción abarca dos procesos, síntesis intracelular y liberación en la sangre. La liberación puede ocurrir en ausencia de síntesis, durante periodos muy cortos de tiempo debido a que todas las células endocrinas almacenan algún producto terminado, pero durante un período prolongado, la síntesis debe obviamente mantenerse al ritmo de la liberación. Se dispone de muy poca información que permita separar las entradas que controlan estos procesos diferentes, y por eso, en general, los incorporamos en el término genérico de secreción. Se pueden. producir deficiencias hormonales por no lograrse la síntesis a causa de la falta de una sustancia química esencial requerida para la producción de determinada hormona. Así pues, la producción hormonal requiere un suministro de precursores químicos provenientes sea de la dieta sea de otras células corporales (Figura 7-1), y la manera como el resto del organismo metaboliza estos precursores llega a ser de gran importancia.

Tasas de inactivación y excreción:

La concentración de una hormona en el plasma depende no sólo de la tasa de secreción, sino también de su tasa de salida de la sangre. A veces la hormona es inactivada por las células sobre las cuales actúa, pero la mayoría de las hormonas son extraídas de la sangre por el hígado o los riñones. Según esto, los pacientes aquejados de enfermedad renal o hepática pueden sufrir de exceso de ciertas hormonas tan sólo como resultado de la reducida inactivación hormonal. En todo caso, es esencial darse cuenta de que todas las hormonas están sujetas a un continuado proceso de supresión por excreción o inactivación, de tal manera que el mantenimiento de las con­centraciones sanguíneas requiere secreción continua.

Dado que para muchas hormonas la tasa de excreción urinaria es directamente proporcional a la de secreción glandular, utilizan a menudo los fisiólogos la tasa de excreción como indicador de la secreción.

Transporte por medio de la sangre

Muchas de las moléculas hormonales que circulan en la sangre están ligadas a diversas porteínas plasmáticas; la porción libre es generalmente muy pequeña y está en equilibrio con la fracción ligada:

Es importante darse cuenta de que solamente la hormona libre puede ejercer efectos sobre las células de órganos destinatarios.

Ejemplo: la tiroxina

En secciones posteriores dedicaremos considerable atención a los estímulos aferentes que controlan la secreción de diversas hormonas, pero muy poca a los demás factores antes descritos, los cuales ayudan asimismo a determinar la concentración de hormona circulante. Por lo tanto, a fin de ilustrar los principios generales, haremos aquí una descripción algo detallada de tales factores en cuanto se aplican a una glándula endocrina, la tiroides (Figura 7-2).

La tiroides, localizada en el cuello, segrega varias hormonas, pero la principal es la tiroxina, aminoácido que contiene yodo. La fisiología de la tiroides recibió su mayor impulso cuando se descubrió que la hinchazón de la tiroides (bocios) tan común entre algunas poblaciones, podía perfectamente prevenirse mediante la administración de cantidades pequeñas de yodo como de 4 g/año. El otro ingrediente para la síntesis de la tiroxina es el aminoácido tirosina, el cual puede producirse de una gran variedad de sustancias que hay dentro del organismo y, por lo tanto, no plantea problemas de suministro.

La mayor parte del yodo ingerido que absorbe el tracto gastrointestinal (el cual lo transforma en yoduro, la forma ionizada del yodo) la extraen de la sangre las células tiroideas, las cuales demuestran tener un poderoso mecanismo de transporte activo para el yoduro. Una vez en la glándula, el yoduro se convierte nuevamente en una forma activa de yoduro que de inmediato se combina con la tirosina. Dos moléculas de tirosina yodada se combinan luego para formar tiroxina, la cual se liga a un material proteico-polisacárido conocido como tiroglobulina. La glándula normal puede en esta forma ligada almacenar el suministro de varias semanas de tiroxina. La liberación de hormona en la sangre ocurre mediante división enzimática entre la tiroxina y la tiroglobulina, entrando luego a la sangre dicha tiroxina liberada. Finalmente, el proceso general está bajo el control de una hormona de la pituitaria, estimulante de la tiroides, la cual estimula ciertos pasos claves de limitación de tasa, alterando así la tasa de secreción de la tiroxina. Cierta variedad de defectos -dietéticos, hereditarios o producidos por enfermedades- puede disminuir la cantidad de tiroxina liberada en la sangre. Uno de tales defectos se produce por deficiencia de yodo en la dieta. Sin embargo, tal deficiencia no lleva necesariamente a una reducción permanente en la secreción de tiroxina debido a que la glándula tiroides se dilata (bocio) causando así una utilización de yodo que supera las disponibilidades. Esta respuesta es mediada por la hormona estimulante de la tiroides, cuya dilatación induce cuando quiera que disminuya la concentración sanguínea de tiroxina, sea cual fuere la causa (el mecanismo se explicará en una sección posterior).

Una vez en la sangre, la mayor parte de la tiroxina se liga a ciertas proteínas plasmáticas y circula en esta forma. Dicha tiroxina ligada a las proteínas está en equilibrio con una cantidad mucho más pequeña de tiroxina libre, que es la hormona efectiva.

Finalmente, la tiroxina puede ser extraída de la sangre y excretada por el hígado y, los riñones; o inactivada por catabolismo en muchos tejidos. Estos procesos pueden llegar a ser de considerable importancia en ciertos estados patológicos, especialmente en aquéllos que comprometen los riñones o el hígado.

Mecanismos de accion hormonal

Denominadores comunes de los efectos hormonales

Las hormonas ejercen sus efectos alterando las tasas de procesos celulares específicos. Se debe hacer énfasis en que las hormonas nunca inician un proceso1; ellas simplemente alteran su tasa. Por ejemplo, la ausencia de insulina origina una reducción marcada en la captación de glucosa por parte de las células, pero no un cese absoluto. Los procesos celula­res específicos cuya tasa incrementan o reducen las hormo­nas, son numerosos y variados, pero la mayoría de ellos entra en una de dos categorías generales (requiriendo ambas la combinación de la hormona con un sitio receptor específico), a saber, alteración de la actividad de una enzima crucial y alteración de la tasa de transporte de una sustancia a través de la membrana.

Alteración de la actividad enzimática En este contexto, ¿qué se entiende por "enzima crucial"? El lector debe repasar la sec­ción sobre "regulación de vías multienzimáticas" en el Capí­tulo 3. Recuérdese que la mayoría de las reacciones metabó­licas son realmente reversibles, mientras otras se realizan generalmente en una sola dirección bajo la influencia de un conjunto de enzimas, y en la dirección contraria bajo la influencia de un segundo conjunto de enzimas. Las enzimas que catalizan estas reacciones de "una dirección" son las primarias cuya regulación está a cargo de diversas hormonas. Consideremos, por ejemplo, la relación entre la glucosa y el glicógeno, en el hígado:

Aunque hay múltiples pasos en ambas vías, catalizado cada uno por una enzima diferente, dos enzimas (A + B) son particularmente críticas, ya que catalizan las principales reac­ciones irreversibles, en direcciones opuestas. La hormona insulina aumenta la actividad de la enzima A y, por tanto, estimula la formación de glicógeno a partir de la glucosa; por el contrario, la hormona epinefrina aumenta la actividad de la enzima B y, por ello, facilita el catabolismo del glicógeno en glucosa.

¿Cómo se aumenta la actividad de determinado tipo de enzima? Una de las formas consiste en que la célula produzca una cantidad mayor de la enzima, lo cual es un efecto notorio de ciertas hormonas. En el Capítulo 4 ya describimos los mecanismos de síntesis proteica y el control de estos procesos. Las hormonas pueden tener efectos sobre el aparato genético de sus células de órgano destinatario para inducir (o reprimir) la síntesis de RNA y, a su vez, las proteínas (enzimas) cuyas síntesis es dirigida por determinado RNA. Esta puede muy bien serla acción bioquímica principal de la mayo­ría de las hormonas esteroides (de las cuales empero no es exclusiva, en absoluto).

Sin embargo, hay otras maneras de alterar la actividad enzimática sin causar cambio alguno en el número total de moléculas enzimáticas de las células, es decir, sin producir cambio alguno en la síntesis enzimática. Existen muchas enzimas en una célula, tanto en forma activa como inactiva; el número de enzimas activas puede pues aumentarse convir­tiendo algunas de las moléculas inactivas en activas. Parece que éste es el común denominador de cierto número de hormonas.

Es de gran interés que ciertas hormonas induzcan tanto la síntesis de nuevas moléculas enzimáticas como un aumento en la actividad de las moléculas enzimáticas ya presentes en la célula. Las ventajas de este doble efecto son considerables: La inducción de nueva síntesis enzimática requiere de horas a días, mientras la activación de las moléculas ya presentes puede ocurrir en minutos. En esa forma, la hormona ejerce simultáneamente un efecto rápido y pone en movimiento una adaptación prolongada.

Alteración del transporte a través de la membrana El efecto de muchas hormonas es el de facilitar o inhibir el transporte de las sustancias al interior de la célula. Por ejemplo, la glucosa entra a la mayoría de las células mediante difusión de trans­porte intervenido o de facilitación, y la insulina afecta en cierta forma las membranas celulares para aumentar la tasa de transporte de la glucosa (lo cual es muy diferente del efecto de la insulina sobre la actividad enzimática, descrito anterior­mente). Otras hormonas inhiben el transporte de la glucosa. Un tipo similar de patrón, que incluye inhibición y estimulación mediadas hormonalmente, opera también para el transporte de los aminoácidos y otros metabolitos orgánicos a través de la membrana. Finalmente, el transporte de iones y agua por parte de las células renales y otras, está también bajo el influjo hormonal. Sin duda alguna, la inhibición o estimulación del transporte a través de la membrana es una de las formas de acción más importantes de muchas hormonas, pero no cono­cemos el mecanismo químico o físico específico mediante el cual se realice acción alguna entre éstas.

Efectos directos e indirectos

Otra consideración importante es la de los efectos hormonales directos frente a los indirectos. Puesto que las reacciones químicas intracelulares están tan estrechamente interrelacionadas, y dado que todas las células del organismo están interconectadas por la sangre, debe ser evidente que un solo efecto puede poner en movimiento una cadena casi interminable de eventos continuados que pueden ser más importan­tes que el evento inicial, tanto para la célula como para todo el organismo.

Efectos indirectos dentro de la célula Nuevamente tomamos la insulina como ejemplo. Como se acaba de explicar, uno de sus efectos principales es el de aumentar el transporte de glucosa hacia el interior de las células, aumentando la con­centración celular de glucosa y, por acción de masas, las tasas de muchas de las reacciones químicas intracelulares en las cuales participa la glucosa. Por ejemplo, observando nue­vamente la síntesis del glicógeno (Eq. 7-1), es evidente que un aumento en la concentración de glucosa dirige esta reac­ción hacia la derecha, produciendo la síntesis de una cantidad mayor de glicógeno. La generalización importante que debe derivarse de este ejemplo, es la de que el efecto directo de una hormona puede iniciar múltiples efectos indirectos en el interior de la célula.

Efectos indirectos sobre otras células Cuando se le inyecta insulina a una persona, disminuye rápidamente la concentración sanguínea de glucosa porque ésta está saliendo de la sangre al tomarla de ahí las células de todo el organismo. Y a la inversa, la deficiencia de insulina hace que la glucosa sanguí­nea se eleve a causa de la deficiente captación. Cuando la glucosa sanguínea llega a ser muy alta, aparecen en la orina grandes cantidades de glucosa, sodio y agua (el mecanismo se explicará en el Capítulo 13). Estas pérdidas por la orina no se deben a un efecto directo de la insulina sobre el riñón, sino indirectamente a la glucosa sanguínea elevada. A pesar de su origen indirecto, esta pérdida urinaria es una de las causas principales de enfermedad y muerte en los pacientes aqueja­dos de deficiencia de insulina (diabetes mellitus).


Figura 7-3
Mecanismo del segundo mensajero o APM cíclico, en la acción hormonal.

AMP Cíclico Una de las metas principales de los endocrinó­logos es la de identificar las acciones bioquímicas iniciales precisas de las hormonas en sus células de órganos destina­tarios. Por ejemplo, hemos anotado que uno de los efectos de la epinefrina es el de activarla enzima crucial (enzima B en la Ecuación 7-1) que conduce a la degradación del glicógeno. Pero, ¿cómo lo hace exactamente? ¿Actúa en forma directa sobre la enzima misma o a varios pasos de ella? Para tomar otro ejemplo, ¿qué les hace exactamente la insulina a las células que conduzca a incrementar el transporte de glucosa? En los últimos años se ha evidenciado que un gran número de hormonas realmente tienen acciones bioquímicas iniciales idénticas, a saber, la activación de la enzima adenilciclasa que se encuentra en las membranas celulares de todo el organismo. Esto se ha denominado como el sistema del segundo mensajero o del AMP cíclico, el cual aparece resumido en la Figura 7-3. La adenilciclasa es una enzima ligada a la membrana que al activarse cataliza la transformación del ATP celular (en el lado interno de la membrana celular) en otra molécula conocida como AMP cíclico. La única acción de la hormona es la de interactuar con un sitio receptor de la mem­brana celular para así activar la adenilciclasa. El AMP cíclico generado como resultado actúa luego dentro de la célula como "segundo mensajero" para producir la alteración de la función celular asociada con esa hormona. Nótese que la hormona misma no entra a la célula; esto explica cómo las hormonas proteicas, que no pueden penetrar las membranas celulares, pueden sin embargo alterar la función celular.

Se ha demostrado que por lo menos 12 hormonas ejercen sus acciones bioquímicas estimulando la síntesis intracelular del AMP cíclico. Otras cuantas pueden reducir las concentra­ciones celulares del AMP cíclico inhibiendo la adenilciclasa. Tomemos como ejemplo la acción de la epinefrina sobre la formación de glucosa a partir del glicógeno en el hígado (Figura 7-4). La epinefrina activa la adenilciclasa, la cual cataliza luego la formación del AMP cíclico. A su vez, el AMP cíclico estimula la conversión de una enzima inactiva en una forma activa (enzima B en la Ecuación 7-1), la cual cataliza la reacción crítica que lleva a la degradación del glicógeno. La figura está muy simplificada en cuanto el AMP cíclico realmente desencadena una secuencia compleja de reacciones múltiples que llevan a la generación final de la última enzima activa. .

Por la aclaración de este bello principio unificador, Earl W. Sutherland obtuvo el Premio Nobel de medicina y fisiología en 1971. Aún más, el AMP cíclico juega también papeles importantes en los mecanismos de regulación no‑endocrinos. Como ejemplos, pueden mencionarse el control de la produc­ción de anticuerpos y la regulación de la visión, y seguramente la lista crecerá rápidamente a medida que se hagan más experimentos al respecto. Sin embargo, no todas las hormonas actúan por la vía del AMP cíclico, siendo las más notables excepciones las diferentes hormonas esteroides. Es asimismo improbable que todas las acciones de las hormonas no‑esteroides, se puedan explicar por el AMP cíclico.


Figura 7-4
Efecto de la epinefrina en el hígado, a traves del AMP cíclico.

El lector avisado puede haber detectado una aparente contradicción en esta explicación del AMP cíclico; si la generación del AMP cíclico es la acción bioquímica común de muchas hormonas, ¿por qué no todas estas hormonas producen idénticos efectos en el organismo? La respuesta consiste en que los sistemas de la adenilciclasa, en las diferentes células de órgano destinatario, difieren en sus capacidades de activación por parte de las diferentes hormonas. Esto se explica mejor por diferencias cualitativas de los sitios receptores de la membrana en los diferentes tejidos. Así, los lugares rectores de adenilciclasa, en las células hepáticas, son capaces de interactuar con la epinefrina, pero no con la hor­mona paratiroidea, mientras en el hueso ocurre exactamente lo contrario.

Hay un segundo problema relacionado con el AMP cíclico y la especificidad: ¿Cómo ocurre que varias hormonas, todas las cuales influyen sobre el AMP cíclico, puedan tener efectos diferentes sobre la misma célula? La explicación más proba­ble es la de que hay en la célula sitios receptores cualitativamente diferentes, algunos de los cualres responden a una hormona, y otros a otra. Esta hipótesis llega a postular una disociación del AMP cíclico en la célula, es decir, el AMP cíclico producido como resultado de la interacción entre la hormona A y su sitio receptor específico, no logra el acceso al mismo sitio intracelular del AMP cíclico generado por la inte­racción de la hormona B y su sitio receptor (y viceversa).

Mecanismo de acción de las hormonas esteroides Como se mem­cionó anteriormente, el común denominador de la mayoría (si no de la totalidad) de los efectos de las hormonas esteroides, es un aumento en la síntesis de proteínas (enzimas, proteínas estructurales, etc.) por parte de sus células específicas de órgano destinatario. Este aumento de síntesis proteica es el resultado de la estimulación de la síntesis de RNA inducida por la hormona. El mecanismo real mediante el cual influyen las hormonas esteroides sobre los constituyentes nucleares para alterar la tasa de síntesis del RNA es en la actualidad, materia de intenso estudio. El primer paso lo constituye el desplazamiento del esteroide a través de la membrana exterior de la célula hasta el citoplasma celular (las hormonas esteroides, a diferencia de las hormonas proteicas y las aminas, son completamente solubles en lípidos y pueden cruzar fácilmente las membranas celulares). Una vez dentro de la célula, la hormona se une a una proteína citoplásmica soluble, específica de la hormona. Dicha proteína que contiene sitios receptores moleculares, específicos de la respectiva hormona esteroide, se conoce como "receptor". El complejo hormona‑proteína se desplaza luego hacia el interior del núcleo y se combina con una proteína cromatínica (o sea, una proteína asociada con DNA) específica de ella (nótese que este sistema incluye una cascada de receptores, porque la proteína nuclear funciona como receptora del complejo original hormona‑ proteína). Esta interacción molecular es la que desencadena la síntesis del RNA específico, esto es, la transcripción de las secuencias pertinentes del DNA, aunque la forma en que lo hace es completamente desconocida. Este sistema ha llegado a denominarse "modelo de receptor móvil" ya que comprende el desplazamiento del complejo hormona‑receptor desde el citoplasma hasta el interior del núcleo. Por el contrario, el sistema del AMP cíclico descrito anteriormente, utiliza sitios receptores fijos en la membrana externa de las células de órgano destinatario.

Interacciones hormonales sobre las células de órgano destinatario

Dado que virtualmente todas las hormonas se están secre­tando siempre a cierta tasa, en todo momento existen concen­traciones sanguíneas finitas de todas las hormonas. Dichas concentraciones son de gran variación en sus respuestas a los estímulos, pero dado que la sangre contiene algo de cada hormona, las células están constantemente expuestas a los efectos simultáneos de muchas hormonas. Esto permite interacciones complejas hormona‑hormona en las células de órgano destinatario, siendo el fenómeno más importante el de la permisión. En términos generales, sucede con frecuencia que la hormona A debe estar presente para que se pueda ejercer el efecto de la hormona B. En esencia, A está "permitiendo" que B ejerza su acción. Generalmente se requiere sólo una cantidad muy pequeña de la hormona permisiva. Por ejemplo (Figura 7-5), la hormona epinefrina no produce marcada libe­ración de ácidos grasos del tejido adiposo sino sólo en presencia de la hormona tiroidea. Muchos de los defectos observados cuando se extirpa una glándula endocrina o cesa de funcionar por enfermedad, se deben realmente a pérdida del poder permisivo de la hormona secretada por esa glándula.

Efectos farmacológicos

La administración de cantidades muy grandes de una hormona puede tener resultados que nunca se observan en una persona normal, aunque a veces estos efectos, denominados farmacológicos, ocurren en enfermedades endocrinas cuando se secretan cantidades excesivas de hormona. Estos efectos son de gran importancia en medicina pues las hormonas, en dosis farmacológicas, se utilizan como agentes terapéuticos. El ejemplo más famoso es quizás el de la hormona suprarrenal, el cortisol, que es muy útil para suprimir reaccio­nes alérgicas e inflamatorias. Ciertos cambios mentales que incluyen verdaderas psicosis, pueden también inducirse por medio de cantidades grandes de cortisol, y frecuentemente constituyen un síntoma alarmante en pacientes aquejados de hiperactividad de las glándulas suprarrenales.

Al considerar las complejidades de las interrelaciones hormonales, no sorprende que la extirpación de una glándula endocrina pueda producir un asombroso conjunto de anorma­lidades, en la misma forma en que una hipersecreción mar­cada puede inducir muchos efectos. Hasta hace muy poco, la fisiología endocrina consistía principalmente en el estudio de estos efectos de exceso y deficiencia. Esta clase de estudio suministra datos importantes, pero no clarifica realmente el control reflejo básico de las hormonas, es decir, el cambio ambiental que incrementa o disminuye la secreción. Quizás el principal problema era (y lo es aún, en parte) la falta de métodos sensibles para medir las concentraciones hormona­les en la sangre. El desarrollo de tales métodos ha llevado a algunos cambios sorprendentes tanto en los conocimientos como en las hipótesis. Por ejemplo, se ha demostrado recien­temente que la concentración sanguínea de la hormona del crecimiento no se eleva durante los períodos de rápido creci­miento; esto no significa que la hormona del crecimiento no sea importante al respecto, sino solamente que los reguladores primarios del crecimiento son otros factores, y que la hormona del crecimiento desempeña un papel de tipo más permisivo. Por el contrario, las concentraciones sanguíneas de la hormona del crecimiento cambian mucho en respuesta a cierta variedad de estímulos, y tales observaciones han obligado a reevaluar completamente toda la fisiología de esta hormona.

Control de la secreción hormonal

Los últimos capítulos describirán la fisiología detallada de las hormonas y los reflejos en que participan, los cuales son análogos a los reflejos completamente nerviosos, descritos en el Capitulo 6; la hormona que viaja en la sangre sirve de vía del arco reflejo. Ahora describimos ciertos tipos de estímulo directo que actúan sobre las células endocrinas para lograr la producción y liberación de las hormonas en la sangre. Si a una célula glandular endocrina se la considera análoga a una neurona, el tema de esta sección es análogo al de la entrada sináptica a la neurona, sea de facilitación, sea de inhibición.

La Tabla 7-1 resume las principales hormonas. Es apenas obvio que hay un gran número de hormonas, cada una de las cuales tiene su propia entrada única de control. Memorizar en este momento la tabla no tendría sentido. Cada hormona se describirá detalladamente más adelante. El grupo se presenta aquí, en parte como referencia, pero principalmente, para ilustrar los diferentes denominadores comunes del control hormonal; una apreciación de estos patrones básicos debe facilitar en gran manera la comprensión de cada hormona específica, como se explicará en capítulos posteriores. (La tabla 7-1 enumera solamente las hormonas que se consideran más importantes; en otros capítulos se hará mención de otras hormonas, unas conocidas y otras cuya existencia se sospecha; su omisión en esta tabla no implica que ellas no sean verdaderas hormonas.)

Es evidente, según la tabla, que la glándula pituitaria (o hipófisis) es de gran importancia en la secreción hormonal. Esta glándula descansa en una cavidad ósea, exactamente debajo del hipotálamo (Figura 7-6), al cual está conectada por un tallo que contiene neuronas y pequeños vasos sanguíneos, cuyas funciones se describirán luego. Está compuesta por tres lóbulos, cada uno de los cuales es una glándula más o menos diferente. Ellos son los lóbulos anterior, intermedio y posterior. Los lóbulos anterior y posterior tienen también el nombre de adenohipófisis y neurohipófisis, respectivamente. En el hombre, el lóbulo intermedio es rudimentario, y su función no resulta clara. Contiene dos sustancias conocidas como hormonas melanocito-estimulantes (MSH) las cuales, según se sabe, hacen que la piel se obscurezca en los verte­brados inferiores; sin embargo, se desconoce su función en el hombre.

Las hormonas de la pituitaria anterior

A pesar de su estrecha proximidad al cerebro, la pituitaria anterior no es nerviosa; está compuesta, antes bien, de ver­dadero tejido glandular, el cual produce por lo menos seis hormonas proteicas diferentes. Se han establecido varias evidencias de que cada hormona es secretada por un tipo diferente de célula. La secreción de cada una de las seis hormonas ocurre independientemente de las otras; o sea, la pituitaria anterior comprende, en efecto, seis glándulas endo­crinas asociadas anatómicamente en una sola estructura.

La principal función de dos de las hormonas de la pituitaria anterior es la de estimular la secreción de otras hormonas: (1) La hormona estimulante de la tiroides (TSH) induce la secreción de la hormona tiroidea1 por parte de la tiroides. (2) La hormona adrenocorticotrópica (ACTH), que significa "hor­mona que estimula la corteza adrenal" es responsable de la estimulación del cortisol. Así pues, los órganos destinatarios importantes para la TSH y la ACTH son la tiroides y la corteza adrenal, respectivamente.

   

Secreción controlada di

mente por:

Glándula

Hormona

             

Pituitaria anterior

Hormona del crecimiento

Factor liberador

hipotalámico HC

Hormona estimulante de

Factor liberador

la tiroides (TSH)

hipotalámico HET y

tiroxina

ACTH

Factor liberador

hipotalámico HACT y

cortisol

Factores de liberación

Hormonas gonadotrópi-

hipotalámicos HEF y'

cas: FSH y LH

HL y en la mujer:

estrógeno y

progesterona, en el

hombre: testosterona

Factor inhibidor

Prolactina

hipotalámico de

prolactina

TSH

Tiroides

Tiroxina

Concentración de calcio

Calcitonina

en el plasma Bangui-

neo

Corteza adrenal

Cortisol

ACTH

Aldosterona

Concentración de

angiotensina y plasma

K+

Gónadas

FSH y HL

Mujer: ovarios.

Estrógeno y

LH

Progesterona

Potenciales de acción en

Hombre: testículos

Pituitaria posterior

Testosterona.

las neuronas

Oxitocina y

secretorias

hormona antidiurética .

hipotalámicas

(ADH, vasopresina)

Neuronas

Médula

Epinefrina y

preganglionares

suprarrenal

norepinefrina

simpáticas

Hormona paratiroidea

Concentración de calcio

Paratiroides

(PH)

en el plasma

Insulina y glucagón

sanguíneo

Páncreas

Concentración de glucosa

en el plasma

Renina-angiotensina

Riñones

sanguíneo †

y eritropoyetina

Ver capítulos 10 y 11

Tracto

Ver capítulo 12

Ver capítulos 12

gastrointestinal

Otras dos hormonas de la pituitaria anterior, las hormonas gonadotrópicas, a saber la hormona estimulante del folículo (FSH) y la hormona luteinizante (LH), controlan primariamente la secreción de las hormonas sexuales (estrógeno, progesterona y testosterona) por parte de las gónadas. Las gonadotropinas difieren de la TSH y la ACTH en cuanto, además de controlar la secreción de otras hormonas, tienen un segundo papel importante, a saber el del crecimiento y desarrollo de las células reproductivas, el esperma y el óvulo. Las gónadas son los únicos órganos destinatarios de las gonadotropinas de la pituitaria anterior.

Debe ser ya clara la razón de que a la pituitaria anterior se la denomine con frecuencia glándula maestra; ella secreta seis hormonas y controla la secreción de otras tres o cuatro (según el sexo de la persona).

¿Qué sucede con las dos hormonas restantes de la pituita­ria anterior? ¿Controlan también ellas la secreción de algunas otras hormonas? La respuesta es no. Los principales órganos destinatarios de laprolactina son las glándulas mamarias, y la hormona del crecimiento tiene múltiples efectos metabólicos en muchos órganos y tejidos. Los órganos y funciones desti­natarios de las hormonas de la pituitaria anterior aparecen resumidos en la Figura 7-7.

Regresemos ahora a los órganos destinatarios de las hormonas trópicas. Hemos dicho que las tasas de secreción de la hormona tiroidea, cortisol y hormonas sexuales de las gónadas, son estimuladas por las hormonas trópicas de la pituitaria anterior. ¿Están también bajo el control de otros tipos de estimulo? La respuesta es no en las personas normales (y libres de embarazo). El único control de estas hormonas ocurre a través de la pituitaria. Esto  se puede probar fácilmente observándolas después de la extirpación quirúrgica de la pituitaria anterior; la secreción de la hormona tiroidea, cortisol y hormonas sexuales cesa casi completamente. La glándula tiroides, la mayor parte de la corteza adrenal, y las gónadas disminuyen considerablemente de tamaño (Figura 7-8), y toman la apariencia de no‑funcionantes; estas observaciones muestran claramente que las hormonas trópicas controlan no sólo la secreción de las hormonas de su glándula destinataria sino también el crecimiento y desarrollo de las glándulas destinatarias mismas. La razón de que la corteza adrenal no se atrofie completamente consiste en que, como se observa en la Tabla 7-1, las células que secretan la segunda hormona cortical importante, aldosterona, están controladas primariamente, no por la ACTH, sino por otros estímulos que se explicarán en el Capítulo 11.

 

Control de la secreción hormonal de la pituitaria anterior

¿Qué estímulos directos controlan la secreción de las hormo­nas de la pituitaria anterior? Un tipo importante de impulso para las hormonas trópicas lo constituye la hormona misma de la glándula destinataria, un bonito ejemplo de retroalimen­tación negativa (Capítulo 5). Así pues, la ACTH estimula la secreción de cortisol y aumenta la concentración sanguínea del mismo, el cual actúa sobre la pituitaria anterior para inhibir la liberación de ACTH. De este modo, cualquier aumento en la secreción de ACTH queda parcialmente impedido por el aumento resultante en la secreción de cortisol, como se aprecia en la Figura 7-9. Este mismo patrón de retroalimentación negativa lo ejercen la tiroxina y las hormonas sexuales sobre sus respectivas hormonas trópicas de la pituitaria (los efectos de las hormonas sexuales realmente son más complejos que los que aparecen en la figura, como se explicará en el Capítulo 14). Es evidente que tal sistema es altamente eficaz para amortiguar las respuestas hormonales, o sea, limitar los extremos en las tasas de secreción hormonal. Sin embargo, si esta relación de retroalimentación negativa fuera la única fuente de control de la pituitaria anterior, no habría manera de alterar la respuesta de dicha pituitaria anterior; siempre se mantendría algún equilibrio inmodificable en las concentra­ciones sanguíneas de las hormonas de la pituitaria y del órgano destinatario. Obviamente, debe haber algún otro tipo de estímulo para la pituitaria anterior. En realidad, este otro estímulo es el principal control de la función de la pituitaria anterior.

Los principales estímulos que controlan la liberación de las hormonas de la pituitaria anterior son un grupo de los así denominados factores liberadores, producidos en el hipotálamo. Una apreciación de las relaciones anatómicas entre el hipotálamo y la pituitaria anterior es esencial para comprender este proceso. Aunque la pituitaria anterior está exacta­mente debajo del hipotálamo, no hay conexiones nerviosas importantes entre los dos, pero hay una conexión poco común, entre los capilares (Figura 7-10); un grupo de capilares de la base (eminencia media) del hipotálamo, se recombina en pequeños vasos que descienden por el tallo de conexión hacia el interior de la pituitaria anterior, donde se ramifican y forman la mayor parte de los capilares de la pituitaria anterior. Ellos ofrecen pues una ruta local para la circulación de la sangre capilar desde el hipotálamo hasta la pituitaria anterior. Es el denominado sistema portal hipotálamo pituitario, una de las conexiones vasculares más cortas y más decisivas de todo el organismo. Se cree que los axones de las neuronas que se originan en diversas áreas del hipotálamo, terminan en la eminencia media alrededor de los orígenes de los capilares hipotalámicos de los vasos portales. Estas neuronas secretan en los capilares sustancias que son transportadas por los vasos portales a la pituitaria anterior, donde actúan sobre las diferentes células de la pituitaria para controlar la secreción hormonal (Figura 7-11). Nos ocupamos aquí de múltiples sustancias discretas, cada una de las cuales controla la liberación de una sola clase (o a lo sumo dos) de hormona pituitaria. La mayoría de estas sustancias estimulan la liberación de sus hormonas respectivas, y por ello se denominan factores liberadores hípotalámicos (factor liberador de TSH, factor liberador de ACTH, etc.). Por lo menos una, la que controla la secreción de prolactina, inhibe en vez de estimular, la liberación de la prolactina, denominándose por esto factor inhibidor de prolactina (PIF). Más aún, el sistema puede ser todavía más complejo que éste en cuanto la prolactina, la hormona del crecimiento, y quizás otras hormonas pueden estar controladas por sistemas dobles de sustancias hipotalámicas, una inhibitoria y la otra estimulatoria.

Parece que cada factor es secretado solamente por neu­ronas de una porción discreta del hipotálamo, esto es, un grupo de neuronas segrega P 1 F, un grupo diferente segrega el factor liberador de TSH, etc. A pesar del origen de las neuronas hipotalámicas, todos los factores liberadores son segregados en los vasos portales hipotalamopituitarios. El lector se habrá dado cuenta de que todas estas sustancias cumplen todos los criterios de nuestra definición de hormona, y de que realmente deben llamarse así, en vez de factores. Este cambio en la nomenclatura es de neta actualidad. Debe también anotarse que los factores "liberadores" controlan no sólo la liberación de sus respectivas hormonas pituitarias, sino también su síntesis.

Estas relaciones forman la mayor parte de las bases de la neuroendocrinología. Establecimos anteriormente que los sistemas nervioso y endocrino realmente funcionan como un solo sistema interrelacionado; la pituitaria anterior puede ser la glándula maestra, pero su función es controlada básica­mente por el hipotálamo mediante los factores liberadores. Parece actualmente que muchos trastornos patológicos caracterizados por secreción inadecuada de una o más hormonas pituitarias realmente se deben a un mal funcionamiento hipotalámico y no a una enfermedad pimaria de la pituitaria.

Nuestro análisis ha llevado la cuestión crítica un poco más allá: los factores liberadores hipotalámicos controlan la fun­ción de la pituitaria anterior, pero, ¿qué controla la secreción de los factores liberadores? La respuesta es: el estímulo nervioso y hormonal a las neuronas hipotalámicas que secre­tan los factores liberadores. El hipotálamo recibe estímulo, tanto facilitatorio como inhibitorio, virtualmente desde todas las áreas del organismo; el tipo específico de estimulo que controla la tasa de secreción de los factores liberadores espe­cíficos se describirá en capítulos posteriores, al tratar de la hormona propia de la pituitaria anterior o glándula destinata­ria. Por ahora es suficiente anotar que los trastornos endocrinos pueden generarse por alteración de la actividad hipotalámica, mediante todos los tipos de actividad nerviosa, tales como tensión, ansiedad, etc. Un ejemplo es la esterilidad producida por severos trastornos emocionales.

Son también importantes las influencias hormonales sobre el hipotálamo. Parte del efecto de retroalimentación negativa de la tiroxina, cortisol y hormonas sexuales sobre la secreción de hormonas trópicas de la pituitaria es mediada realmente por el hipotálamo, es decir por inhibición de la secreción de los factores liberadores. Por ejemplo, el cortisol actúa no sólo directamente sobre la pituitaria anterior para inhibir la secreción de ACTH, sino también sobre el hipotálamo para inhibir la secreción del factor liberador de ACTH, evento que reduce asimismo la secreción del ACTH. En la actualidad, hay aún controversia sobre la importancia cuantitativa de estos dos sitios de retroalimentación negativa para las diferentes hormonas, pero parece probable la generalización de que ambos sitios estén implicados, aunque en dife­rente medida respecto de cada hormona. Además, es muy probable que la hormona del crecimiento, una de las dos hormonas de la pituitaria anterior que no tienen hormonas de órgano destinatario, ejerza un control de retroalimentación negativa a través del hipotálamo, sobre su propia secreción. En la actualidad, la situación de la prolactina es muy poco clara para permitir especulaciones. La descripción de las interrelaciones del hipotálamo, pituitaria anterior y glándulas destinatarias, queda ya completa según se observa en la Figura 7-12.

Antes de abandonar este tema, presentamos algunos de los muchos tipos de hallazgos experimentales que sustentan el cuadro que se acaba de presentar, en parte por razón del interés inherente, y también porque pueden facilitar su comprensión.

1   La estimulación eléctrica de áreas discretas del hipotálamo provoca la secreción de hormonas de la pituitaria anterior.

2   Y a la inversa, la destrucción de IBIS mismas áreas origina reducción marcada de la secreción! de la pituitaria anterior y evita los aumentos que ocurren normalmente en respuesta a los estímulos fisiológicos.

3   El transplante de la pituitaria a un sitio distante del organismo, produce los mismos efectos que el punto 2, y el retransplante a un área que esté exactamente debajo del hipotálamo origina el restablecimiento de la función, después de la regeneración de los vasos portales hipotalamopituitarios.

4   La destrucción de los vasos portales y la prevención de la regeneración producen los mismos efectos que el punto 2.

5   Se han extraído sustancias del hipotálamo que ocasionan liberación selectiva de hormonas de la pituitaria anterior. Re­cientemente, a dos de los factores liberadores (los de TSH y LH) se los ha aislado, identificado y sintetizado. La hazaña de aislar e identificar el factor liberador de TSH requirió 7 toneladas de tejido hipotalámico obtenido de 5 millones de ovejas (el tejido se obtuvo en mataderos); la cantidad final de factor liberador puro fue de 1 mg.

6   El tejido de la pituitaria anterior puede extraerse del organismo y cultivarse, pero las células disminuyen rápidamente de tamaño y pierden sus funciones. La adición de extracto hipota­lámico al cultivo del tejido hace desarrollar nuevamente las células, las cuales comienzan realmente a secretar hormonas en el tubo de ensayo.

7   En experimentos realizados para estudiar la prolactina, los hallazgos han resultado exactamente opuestos a todos los anteriores, es decir, la pituitaria en el cultivo del tejido secreta normalmente grandes cantidades de prolactina y, cuando se le agrega extracto hipotalámico, disminuye la secreción.

Función del hipotálamo y la hipófisis posterior

La pituitaria posterior descansa exactamente detrás de la pituitaria anterior, en la misma cavidad ósea, en la base del hipotálamo, pero su estructura es totalmente diferente de la de su vecina. La pituitaria posterior, o neurohipófisis, es real­mente una prolongación del hipotálamo y es exactamente tejido nervioso. Dos conjuntos bien definidos de neuronas hipotalámicas envían obras nerviosas que pasan por el tallo conector, para terminar en la pituitaria posterior en estrecha proximidad a los capilares (Figura 7-13). Las dos hormonas, oxitocina y hormona antidiurética ( ADH, vasopresina), liberadas de la pituitaria posterior se sintetizan realmente en las células hipotalámicas; encerradas en pequeñas vesículas, se desplazan lentamente hacia el citoplasma de los axones ner­viosos (3 mm /día) para acumularse en las terminaciones nerviosas. La liberación en el interior de los capilares ocurre en respuesta a la generación de un potencial de acción dentro del nervio. Así, estas neuronas hipotalámicas secretan hor­monas de una manera completamente análoga a la descrita anteriormente para los factores hipotalámicos de liberación, con la diferencia esencial de que los factores de liberación se secretan dentro de los capilares que descargan directamente en la pituitaria anterior, mientras los capilares de la pituitaria posterior drenan básicamente en la circulación general del organismo.

Es evidente, por lo tanto, que el término hormonas de la pituitaria posterior no resulta muy apropiado ya que realmente las hormonas se sintetizan en el hipotálamo, del cual la pituita­ria posterior es simplemente una extensión. Sin embargo, atando se descubrieron la oxitocina y la hormona antidiuré­tica, no se sabía esto y se creyó que ambas se sintetizaban en pequeñas células de la pituitaria posterior de las cuales hoy se sabe que son células de tejido conectivo. Sin duda alguna, toda la pituitaria posterior puede extirparse quirúrgicamente con sólo una pérdida temporal de la secreción de oxitocina y HAD; pronto crecen los capilares a lo largo del tallo conjuntivo y la liberación hormonal retorna a sus niveles normales. Debemos por lo tanto agregar dos nombres más a nuestra creciente lista de hormonas que se hallan bajo el control directo o indirecto del hipotálamo.

La epinefrina y la médula suprarrenal

Como se expuso en el Capítulo 6, la medula suprarrenal es realmente un ganglio simpático sobredesarrollado cuyos cuerpos celulares no emiten fibras nerviosas, pero liberan sus sustancias activas directamente en la sangre, cumpliendo así los criterios de una glándula endocrina. En el hombre, la hormona liberada por la médula es, en su mayor parte, epinefrina (también se libera una cantidad reducida de norepinefrina), sustancia estrechamente relacionada con la norepinefrina, que tiene empero varias propiedades funcionales completamente diferentes. Para controlar la secreción de epinefrina, la médula suprarrenal se comporta exactamente como un ganglio simpático y depende de la estimulación de las fibras preganglionares simpáticas. La destrucción de estas fibras aferentes ocasiona marcada reducción en la liberación de epinefrina y ausencia de aumento en la secreción, en respuesta a los estímulos fisiológicos usuales.

La médula suprarrenal se visualiza mejor como un refor­zador general de la actividad simpática. Su secreción de epinefrina en la sangre sirve para aumentar las funciones generales del simpático en el organismo. Estudiaremos en capítulos posteriores los reflejos específicos que producen facilitación de la actividad simpática y desencadenan la secreción de epinefrina; baste decir que estos reflejos están bajo el el estricto control de centros cerebrales superiores, especialmente del hipotálamo. He aquí otra hormona que literalmente es producto del sistema nervioso.

El lector debe tener cuidado de distinguir entre la médula suprarrenal y la corteza suprarrenal que la rodea. Son estructuras completamente distintas y, en la actualidad, el valor adaptativo de su proximidad anatómica no está claro.

Hormonas controladas indirectamente por el hipotálamo o la hipófisis

Las hormonas restantes de la Tabla 7-1 son controladas por mecanismos diferentes del sistema hipotalamopituitario. Los mecanismos de control que gobiernan la aldosterona y las hormonas secretadas por los riñones se expondrán en los Capítulos 10 y 11. Las diversas hormonas producidas por el tracto gastrointestinal son liberadas en la sangre en respuesta a eventos que ocurren en el tracto mismo; se las describirá en el Capítulo 12.

Quedan solamente los mecanismos de control para las hormonas del páncreas y las glándulas paratiroides; las células de estas glándulas responden directamente a las concentraciones de glucosa1 y calcio respectivamente, de la sangre que las alimenta. Como se explicará en otros capítulos, la función principal de la insulina y el glucagón consiste en regularla concentración de la glucosa sanguínea, mientras la principal función de la hormona paratiroidea es la de regularla concentración sanguínea del calcio. Los mecanismos de con­trol son por lo tanto perfectamente apropiados y del todo simples: las células secretorias de la hormona son en sí mismas sensibles a la sustancia plasmática que regulan sus hormonas. Tales sistemas reguladores representan probablemente el tipo de mecanismo de control más primitivo desarrollado por los organismos complejos.

Resumen

En este momento, la Tabla 7-1 parece menos impresionante. Los mecanismos de control para la mayoría de las hormonas incluyen la participación directa o indirecta del hipotálamo y la pituitaria. Las hormonas de la pituitaria anterior se hallan bajo el control primario de factores liberadores secretados por las neuronas del hipotálamo en los vasos portales hipotalamopituitarios. A su vez, las cuatro hormonas trópicas de la pituitaria anterior controlan la secreción hormonal de sus glándulas de órganos destinatarios, la tiroides, la corteza suprarrenal, y las gónadas. Estas glándulas ejercen control de retroalimentación negativa sobre su propia secreción mediante los efectos de sus hormonas sobre el hipotálamo y la pituitaria anterior. El hipotálamo mismo produce dos hormonas, la oxitocina y la HAD, las cuales son liberadas de las terminaciones nerviosas de la pituitaria posterior. Y finalmente, el hipotálamo ejerce profundo control sobre el sistema nervioso autónomo, incluyendo la médula suprarrenal. Así, esta pequeña área del cerebro que pesa 4 g en el ser humano adulto, actúa como un centro integrador compacto, recibiendo mensajes tanto ner­viosos como hormonales de todas las áreas del cuerpo, y enviando mensajes eferentes, también por vía nerviosa y hormonal. Como veremos, regula asimismo la temperatura corporal, la ingestión de alimentos, el balance hídrico y una multitud de otras actividades autónomas, endrocrinas y del comportamiento. A pesar del papel central del sistema hipota­lamopituitario, hay hormonas importantes cuya secreción es controlada, por lo menos en parte, por mecanismos comple­tamente distintos, incluyendo la aldosterona de la corteza suprarrenal, la insulina y el glucagón del páncreas, la hor­mona paratiroidea, varias hormonas renales, y un grupo de hormonas gastrointestinales.

Dejando establecido este planteamiento básico, los si­guientes capítulos describirán las funciones propias de cada una de las principales hormonas y los cambios ambientales específicos e impulsos aferentes que inducen la alteración refleja de sus tasas de secreción.

El problema de la secreción hormonal múltiple

El fenómeno de la secreción hormonal múltiple por parte de una sola glándula es del todo evidente en la Tabla 7-1. En ciertas glándulas, como el páncreas, las hormonas son secretadas por células completamente diferentes; en otras glándulas, es probable que, aunque existe alguna separación de funciones, una sola célula puede secretar más de una hormona. Aún en tales casos, es esencial darse cuenta de que cada hormona tiene su propio mecanismo de control, es decir, no hay una liberación masiva e indiscriminada de las diversas hormonas.

La corteza suprarrenal y las gónadas presentan un problema particularmente difícil de secreción múltiple de hormo­nas. Las hormonas secretadas por estos órganos tienen todas un tipo anular común de estructura lípida cíclica, conocida como esteroide. Ciertos cambios sutiles en la molécula este­roide producen grandes alteraciones en la actividad fisiológica (compárense por ejemplo, las estructuras de la hormona sexual masculina, la testosterona, y una de las hormonas sexuales femeninas, la progesterona, en la Figura 7-14). Las vías bioquímicas que llevan a la síntesis de los esteroides son complejas y se traslapan de tal modo que las suprarrenales y las gónadas secretan esteroides similares. Solamente aparecen en la Tabla 7-1 las más importantes, pero el lector debe pensar también en varios hechos:

1   Hay varias hormonas sexuales masculinas estrechamente relacionadas, denominadas todas andrógenos. La testosterona es la hormona dominante del grupo y, en general, preferiremos este nombre al término más general, andrógenos, al referirnos a las hormonas gonádicas masculinas.

2   El nombre estrógeno es realmente un término general cuya utilización comprende varias hormonas sexuales normalmente secretadas, muy relacionadas entre sí.

3        Las glándulas suprarrenales secretan normalmente cantidades significativas de andrógeno y estrógeno.

4 Las gónadas masculina y femenina secretan normalmente cantidades muy pequeñas de estrógeno y andrógeno, respec­tivamente, pero las cantidades son probablemente demasiado reducidas para ser significativas (a excepción de que recuerdan que no hay sustancias químicas exclusivas del hombre o la mujer).

Este cruce de capacidades secretorias puede llevar a trastornos importantes de inducción patológica. Describiremos uno de éstos, el virilismo suprarrenal, como ejemplo de los estragos que un solo defecto puede causar en muchos mecanismos de control (Figura 7-15). Una vía para la síntesis de andrógenos se ramifica a partir de la vía sintética normal del cortisol. Una cantidad muy pequeña de este andrógeno es liberada por las células suprarrenales, en la sangre. El defecto básico del virilismo suprarrenal es la deficiencia congénita de la enzima que cataliza un paso en la formación del cortisol por debajo de esta vía colateral; por consiguiente, la vía sintética es bloqueada en la etapa 1. El resultado es una disminución en la secreción del cortisol, que lleva a una concentración sanguínea subnormal de esta hormona (2). El sistema hipota­lamopituitario no está sujeto, por consiguiente, al efecto de retroalimentación negativa normal del cortisol, y se aumenta notoriamente la secreción del factor liberador de la ACTH y de la ACTH en sí misma (3 y 4). La hormona trópica estimula intensamente la suprarrenal. Sin embargo, debido a la existencia del bloqueo enzimático que previene la formación del cortisol, los efectos estimulantes de la ACTH originan una producción y una liberación mayores de andrógenos suprarrenales (5) formados por la vía colateral. Los efectos de la hormona sexual masculina son más sorprendentes en la mujer, en la cual inducen una apariencia masculina. Finalmente, el efecto de retroalimentación negativa de estas grandes cantidades (6) de andrógeno en la sangre, impide la secreción del factor liberador de gonadotropinas (7) y por ende, de las gonadotropinas mismas, originándose (8), de esta manera atrofia gonádica y esterilidad (9 y 10). Todos estos defectos pueden contrarrestarse rápidamente aplicándole cortisol al paciente.

Una fuente común de confusión respecto del sistema endocrino no se relaciona con la secreción hormonal múltiple, sino con las funciones generales mixtas que presentan las gónadas, páncreas, riñones y tracto gastrointestinal. Todos estos órganos contienen células glandulares endocrinas, pero también desempeñan otras funciones no‑endocrinas completamente diferentes. Por ejemplo, la mayor parte del páncreas interviene en la producción de enzimas digestivas; éstas son elaboradas por glándulas exocrinas; es decir, los productos de secreción son transportados por canalículos que, en este caso, llevan al tracto intestinal, y no a la sangre.

La función endocrina del páncreas es desempeñada por nidos de células endocrinas completamente diferentes, diseminadas en el páncreas. Este patrón es válido para todos los órganos de función mixta; al servicio de la función endocrina hay siempre células glandulares diferentes de las otras célu­las que constituyen el órgano.

 

 

1 Esta afirmación' se refiere al efecto primario bioquimico de la hormona (ver adelante) más bien que a los eventos biológicos que finalmente resultan de estos efectos. Por ejemplo, la hor­mona hipofisiaria LH induce la ovulación y ésta no ocurre en su ausencia. Según esto, la LH "inicia" la ovulación. Sin embargo, las reacciones bioquímicas (síntesis de RNA y proteínas) que finalmente llevan a la ovulación no son eventos "totales o nulos" y la LH altera sus tasas pero no las inicia. No hay contradicción pues es claro que se requiere cierto nivel de cambio en las tasas de reacción bioquímica para desencade­nar un evento que es esencialmente "total o nulo" ‑ la ovulación.

1 Hormona tiroidea es un término que comprende dos hormo­nas íntimamente relacionadas (la tiroxina y la triyodotironina, secretadas por la glándula tiroides). Para simplificar, nos referiremos en este libro solamente a la tiroxina que es producida en mayor cantidad.

1 Otros estímulos importantes que controlan la secreción de insulina y glucagón se explicarán en el Capítulo 13.