Hormonas

El sistema endocrino, a través de la síntesis y liberación de mediadores químicos (hormonas) a la circulación, distantes de sus órganos de producción (glándulas endocrinas), constituye uno de los dos mecanismos de que dispone el organismo para conseguir la coordinación y la integración de la función de sus diferentes tejidos y órganos especializados: el otro mecanismo está constituido por el sistema nervioso. Clásicamente se ha definido la endocrinología como la rama de las ciencias biológicas que estudia las hormonas y sus glándulas de producción, así como la expresividad clínica de sus alteraciones. En la actualidad no puede aceptarse el concepto de sistema endocrino como un sistema cerrado, sino que, basándose en aspectos funcionales parecidos y a estrechas interrelaciones existentes con el SNC y el SNP, se puede hablar de un sistema neuroendocrino. Un ejemplo paradigmático de esto lo constituye la unidad funcional hipotálamo-hipofisaria, integración perfecta de los dos sistemas en una auténtica glándula endocrina unitaria.

El concepto de hormona como sustancia segregada a la circulación a partir de una glándula endocrina y que, encontrándose en concentraciones extraordinariamente bajas, es reconocida a distancia por órganos específicos que responden de forma característica, tampoco puede ser sustentado actualmente, ya que se sabe que muchas hormonas son formadas en la circulación a partir de precursores o en los mismos órganos diana por transformaciones de prehormonas circulantes, y que muchas acciones hormonales se desarrollan localmente en los mismos lugares de producción ejerciendo una función autocrina y paracrina.

Estructura química de las hormonas

Se pueden clasificar en dos grandes grupos: a) hormonas de estructura peptídica, desde las formas polipeptídicas más o menos complejas, hormona luteinizante (LH), hormona foliculostimulante (FSH), hormona de crecimiento humana (hGH), insulina, glucagón, etc., a formas sencillas dipeptídicas, tiroxina (T4), triyodo-tironina (T3) y a derivados de aminoácidos únicos como histamina, catecolaminas, etc., y b) hormonas de estructura esteroide derivadas del colesterol que, por transformaciones enzimáticas sucesivas, se convierten en hormonas gonadales y esteroides con el núcleo esteroide intacto o, como el caso de la vitamina D y sus metabolitos, que presentan rotura de anillo B.

Síntesis, depósito, liberación y transporte de las hormonas en general

Aunque las glándulas endocrinas representan los órganos idóneos para la síntesis de hormonas, ésta puede también ocurrir en otros muchos tejidos: cerebro, tubo digestivo, adipocitos, piel, etc. Raras veces se hallan cantidades significativas de hormonas en depósito, pues casi siempre la síntesis es seguida por un recambio metabólico rápido. En general son bien conocidos los mecanismos que controlan la liberación hormonal, pero no puede decirse lo mismo de los mecanismos precisos que intervienen en su liberación; en ciertos casos se produce una simple difusión pasiva, en otros tiene que haber una solubilización previa de las hormonas que van a pasar a la circulación y aun en muchos otros se lleva a cabo un proceso complicado de exocitosis de los gránulos secretores intracelulares.

Muchas hormonas son transportadas en su mayor parte por el plasma a través de su unión a proteínas (proteínas de. La albúmina y la prealbúmina representan proteínas transporte) generales de transporte, pero hay también proteínas específicas (TBG, SHBG, etc.). La tasa de aclaramiento metabólico hepático y/o renal se halla casi siempre en función del grado de afinidad por su proteína de transporte y depende de la concentración de la fracción libre hormonal, la cual, a su vez, depende de la tasa de producción hormonal en la glándula endocrina correspondiente.

Mecanismos de acción hormonal

El primer paso para que se desarrolle la acción hormonal consiste en la interacción específica entre la hormona y la célula diana, la cual, a su vez, requiere que los receptores que la reconocen sean altamente específicos. La unión específica no covalente del receptor proteico a la hormona (reversible y de elevada afinidad) pone en marcha reacciones que conducen a la respuesta hormonal. Actualmente se conocen dos tipos de receptores; a) los de membrana plasmática, localizados en la superficie celular, y b) los intracelulares de localización citosólica.

Receptores de membrana citoplasmática.Las hormonas peptídicas se fijan a estos receptores (fig. 16.1), y de su unión se produce hidrólisis de fosfatidilinositol, movilización de Ca++, formación de nucleótidos intermedios fosforilados, síntesis de AMPc con activación de proteincinasas que conducirían a la fosforilación de proteínas específicas y a la aparición de efectos fisiológicos. La hormona peptídica interacciona con un receptor proteico de membrana que, activando una unidad reguladora, estimularía la actividad de otra proteína de membrana o unidad catalítica, que llevaría a la síntesis de AMPc a partir de ATP intracelular. Este AMPc, en sinergismo con un aumento de CA++ intracelular, activaría una proteincinasa, al separarla de su subunidad reguladora, y se produciría fosforilación de proteínas, que en último término conducirían a una respuesta fisiológica.

Receptores intracelulares. Las hormonas esteroides entran en la mayoría de las células por simple difusión, y en las células diana se fijan a receptores de naturaleza proteica, que tienen sitios específicos de fijación para la hormona y que se localizan en el citoplasma y el núcleo celulares (fig. 16.2). De la unión de la hormona con el receptor citosólico se forma un complejo activado que tiene afinidad para fijarse a un receptor sobre el DNA del núcleo; esto puede suceder también en el interior del núcleo. La fijación al receptor induciría la transcripción y formación de RNA mensajero y la traducción y síntesis de proteínas específicas que intervienen en la función celular, en su crecimiento o en su diferenciación. La caracterización de los genes que codifican los receptores ha permitido definir un amplio espectro de defectos y desarrollar técnicas [Southern blotting, reacción en cadena de la polimerasa (PCR)] para identificar mutaciones.

Regulación de la secreción hormonal

El principal mecanismo regulador que controla la síntesis y la secreción hormonales es humoral, mediante el cual la propia concentración de la hormona indica la necesidad de aumentar o disminuir su producción; este servomecanismo, mecanismo de retroalimentación (feedback), suele ser negativo, pero puede también ser positivo. Todas las hormonas se hallan bajo control de este tipo, siendo la misma hormona o algún otro tipo de función o de sustrato (osmolaridad y volemia para la regulación de vasopresina o renina, glucemia para la insulina, calcemia para la parathormona, etc.) la señal que pone en marcha el servomecanismo.

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