Las hormonas

Ana Aranda Iriarte

• Editorial: Los Libros de La Catarata
• Año: 2016
• ISBN:
  9788483199985
• Categoría: Medizin
• Categoría: Endokrinologie & Stoffwechsel

Los seres vivos son organismos complejos que necesitan sistemas que se encarguen de integrar las diferentes células y tejidos. Uno de ellos es el sistema endocrino, que utiliza mensajeros químicos denominados hormonas. Las hormonas son producidas por las glándulas endocrinas, que las vierten a la sangre para que puedan distribuirse por todo el organismo y regular, de esta manera, el desarrollo, el crecimiento, el metabolismo y la reproducción, asegurando la supervivencia del organismo. En este libro, además de analizar los principales hitos de la historia de la endocrinología, se explican las principales glándulas endocrinas y sus hormonas, los mecanismos de síntesis, liberación y secreción, su mecanismo de acción, sus funciones y las enfermedades endocrinas más importantes.

CAPÍTULO 1

¿Qué son las hormonas?

Los mensajeros químicos

Cuando, durante la evolución, surgieron los organismos multicelulares, se hizo imprescindible la aparición de sistemas de control y coordinación para integrar la actividad de los diferentes tipos celulares, para posibilitar que el organismo se adapte a cambios en el medio ambiente que podrían poner en peligro su supervivencia y para asegurar su reproducción.

En los animales superiores existen dos sistemas principales de control que ejercen estas funciones: el sistema nervioso y el sistema endocrino. Mientras que en el sistema nervioso las neuronas forman una red que propaga rápidamente la información a través de señales eléctricas, en el caso del sistema endocrino existen mensajeros químicos denominados hormonas (del griego hormao, “poner en movimiento”). Las hormonas desempeñan un papel fundamental en el organismo, ya que la mayoría de las funciones fisiológicas, incluyendo el crecimiento, la reproducción y el metabolismo, están controladas por ellas.

Según la definición clásica establecida en 1902 por William Bayliss y Ernest Starling las hormonas son sustancias químicas producidas por las glándulas endocrinas que, a través de los capilares que rodean a la glándula, son liberadas a la circulación sanguínea hasta alcanzar los órganos y tejidos diana sobre los que actúan. Aunque esta definición se sigue manteniendo por razones históricas, ahora sabemos que existen hormonas que pueden actuar localmente sin ser liberadas al torrente sanguíneo y que existen otras sustancias químicas, como los neurotransmisores o los factores de crecimiento, que no se sintetizan en las glándulas endocrinas, pero que comparten mecanismo de acción con las hormonas clásicas.

El concepto de factor de crecimiento se acuñó hacia 1950, al descubrirse la existencia de actividades tróficas, que generalmente actuaban a nivel local, en diferentes muestras biológicas. Por nombrar a uno de ellos, el factor de crecimiento nervioso (o NGF) fue el que se identificó en primer lugar, en 1947, por Rita Levi-Montalcini y Stanley Cohen, que años más tarde recibieron el Premio Nobel de Medicina por este descubrimiento. Posteriormente se han identificado muchos factores de crecimiento que regulan un gran número de funciones celulares, como su proliferación, diferenciación y supervivencia. Los factores de crecimiento también se pueden generar en una glándula endocrina y actuar a distancia y las hormonas pueden ser producidas en distintos tipos celulares y actuar localmente, por lo que ahora podemos afirmar que las células se comunican entre sí mediante señales químicas de diversas clases.

Así pues, además de la regulación endocrina a distancia a través de la sangre, existe una regulación paracrina, en la que el factor de crecimiento u hormona es secretado por una célula y actúa sobre otra vecina, sin necesidad de pasar a la corriente sanguínea. En la regulación yuxtacrina, el factor está anclado en la membrana de la célula que lo produce y se encuentra unido a un receptor de otra célula con la que establece un contacto directo. En la regulación autocrina, el factor se secreta y actúa sobre la misma célula que lo produce, y en la denominada regulación intracrina, la señal no se libera, sino que actúa en el interior de la misma célula en la que se sintetiza. En la figura 1 podemos ver los diferentes modelos de regulación que acabamos de describir.

 

 

En el extremo opuesto de la regulación intracrina se encontraría la ejercida por las feromonas. Estas representan una clase especial de hormonas, ya que las produce un organismo con el fin de alterar el comportamiento de otro organismo, generalmente, aunque no solo, de su misma especie. Las feromonas desempeñan un papel importante en animales como los insectos y está bien estudiada su función en insectos sociales como las abejas o las hormigas, en los que controlan el comportamiento socio-sexual. En los mamíferos se piensa que las feromonas se detectan fundamentalmente a través del órgano vomeronasal, localizado en la base del septo nasal, aunque este órgano no está presente en aves ni en algunos primates y tampoco parece existir en los seres humanos adultos. Se ha postulado que en nuestra especie existen feromonas segregadas por las axilas o la vagina y se han relacionado con la sincronización de los ciclos menstruales en mujeres, la atracción sexual o el control de las emociones. Sin embargo, aunque se pueden encontrar productos y sprays corporales que pretenden tener efectos afrodisíacos por contener feromonas, no existe una evidencia científica contrastada de que estas influyan en el comportamiento y su función en humanos está aún sujeta a controversia.

El sistema endocrino

La endocrinología, del griego endo (dentro), krino (segregar) y logia (estudio), es la rama de la medicina que estudia el sistema endocrino, sus enfermedades y las funciones fisiológicas de las hormonas. Con el término sistema endocrino nos referimos al conjunto de glándulas del organismo cuya principal función es la síntesis y secreción de las hormonas.

Mientras que las glándulas exocrinas como las glándulas salivares, las glándulas sudoríparas, las glándulas mamarias o las glándulas del tracto gastrointestinal tienen conductos a través de los cuales vierten sus secreciones y están en general poco irrigadas, las glándulas endocrinas carecen de conductos, están altamente vascularizadas, ya que, como he mencionado, vierten las hormonas directamente a la sangre, y sus células suelen contener los de­­nominados gránulos de secreción en los que se almacenan las hormonas. En la figura 2 podemos ver la posición de las principales glándulas del sistema endocrino, así como las prin­­cipales hormonas que segregan; pero esta lista no es exhaustiva, ya que constantemente se descubren nuevas moléculas con acciones hormonales.

 

 

 

 

 

En adición a estas glándulas especializadas en la producción de hormonas, muchos otros órganos como el cerebro, el corazón, el hígado, el intestino, el riñón o la piel son capaces de secretar hormonas y tienen, por tanto, una función endocrina secundaria a sus bien conocidas funciones fisiológicas.

Aunque la endocrinología clínica estudia fundamentalmente las enfermedades que se derivan de un exceso o disminución de la producción de hormonas, el conocimiento de los mecanismos de síntesis, secreción, funciones bioquímicas y mecanismo de acción de las hormonas es esencial para comprender las bases moleculares de dichas enfermedades y para el diseño de nuevas estrategias terapéuticas para el tratamiento de las enfermedades endocrinas.

Tipos de hormonas

Según la estructura química, las hormonas pueden clasificarse en diferentes grupos. El primero incluiría a las hormonas peptídicas, formadas por una o dos cadenas proteicas de tamaño variable e incluye a las hormonas producidas por el hipotálamo, la hipófisis, paratiroides y páncreas, entre otras. Algunas de ellas están formadas por una larga cadena de aminoácidos, mientras que otras son de pequeño tamaño. En el caso extremo, la hormona hipotalámica liberadora de la tirotropina (TRH) es un péptido formado únicamente por tres aminoácidos. Muchas de ellas son sintetizadas como prohormonas de tamaño más grande que son posteriormente procesadas para dar lugar a las hormonas maduras.

El segundo grupo estaría formado por los esteroides y otras pequeñas moléculas lipofílicas, es decir, solubles en grasas. Los esteroides (andrógenos, estrógenos, mineralocorticoides y glucocorticoides) pertenecen a este grupo de hormonas, todas ellas sintetizadas a partir del colesterol. También las formas activas de la vitamina A (el ácido retinoico) y de la vitamina D, así como otras moléculas que, como veremos, se unen a receptores nucleares, se podrían incluir en este grupo.

En el tercero se encontrarían las hormonas que derivan de aminoácidos e incluye a las tiroideas y a las catecolaminas segregadas por la médula suprarrenal.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CAPÍTULO 2

¿Cómo se descubrieron?

La endocrinología en la Antigüedad

Las glándulas endocrinas fueron identificadas muy pronto y hace ya más de 2.000 años que Aristóteles descubrió la relación entre la castración y la maduración sexual. A través de experimentos en aves y otros animales construyó la hipótesis de que los testículos eran esenciales para el desarrollo de los denominados caracteres sexuales secundarios en el macho y pudo comprobar que la eliminación de esos órganos alteraba de forma drástica no solo el crecimiento de estructuras como las plumas, el pelo o los cuernos, sino también el comportamiento. Este tipo de experimentos pusieron las primeras semillas de lo que posteriormente sería la endocrinología y proporcionaron, además, la primera sospecha de que la falta de función de una glándula puede conducir a una patología.

Otros pensadores y médicos de la Grecia y Roma clásicas como Hipócrates, Lucrecio, Celso o Galeno pusieron las bases para la comprensión de la fisiología y patología modernas. Cabe mencionar a Areteo de Capadocia, un médico del siglo I-II que ya en esa época hizo una descripción magistral de la diabetes, al constatar la presencia de azúcar en la orina de muchos de los pacientes con esa enfermedad e identificar tres de sus síntomas más importantes: la poliuria o emisión excesiva de orina, la polidipsia, o aumento anormal de la sed, y la pérdida de peso. Diez siglos más tarde, Avicena describió la gangrena diabética y trató a los enfermos de diabetes con semillas y hierbas que son efectivas para disminuir los niveles de azúcar. Este médico también distinguió de forma precisa entre la diabetes mellitus, que se debe a una falta de insulina, y la diabetes insípida, en la que no hay azúcar en la orina y que ahora sabemos que se produce por deficiencia en otra hormona denominada vasopresina.

Aunque la endocrinología no tuvo un desarrollo científico en la Europa occidental hasta el siglo XIX, se cree que en China ya se aislaban hormonas sexuales de la orina por sublimación y se utilizaban con propósitos médicos en el siglo II a.C. En el siglo XII, el médico persa Zayn al-Din Sayyed Isma‘il ibn Husayn Gorgani fue el primero en asociar el exoftalmos (protrusión del globo ocular), que ahora sabemos que es una de las complicaciones más graves de la hiperfunción de la glándula tiroides, con la aparición de bocio y la presencia de palpitaciones, adelantándose a la ahora denominada “enfermedad de Graves-Basedow”. A partir de esa época, existió una expansión dramática de los conocimientos de las glándulas endocrinas y de las hormonas que estas secretan.

El experimento de Berthold: el nacimiento de la endocrinología moderna

Muchos autores consideran que la endocrinología moderna comenzó en 1849, cuando Arnold Berthold continuó la senda marcada por Aristóteles y realizó su experimento utilizando gallos. En los animales que fueron castrados observó, como era de esperar, que la cresta se atrofió, no apareció el plumaje típico del gallo maduro, no se desarrollaron conductas agresivas y se perdió el interés sexual. También utilizó animales control o testigo, a los que sometió a la misma operación quirúrgica sin extirpar los testículos y que se desarrollaron normalmente, descartando que la operación en sí tuviese algún efecto. Sin embargo, cuando a los gallos castrados les reimplantó quirúrgicamente los testículos en la cavidad abdominal, lejos de conductos nerviosos, la cresta creció y tuvieron un comportamiento y desarrollo normal.

Arnold Berthold concluyó que los testículos secretaban una sustancia que “condicionaba” la sangre, que a su vez actuaba en el cuerpo del gallo. Esto sostenía la hipótesis humoral en la que un compuesto producido en un tejido sería transportado por la sangre (la única comunicación del órgano trasplantado con el animal) y afectaría el comportamiento de otros órganos alejados de su lugar de origen. Pero, aunque ...