Introducción: sistemas endocrino y nervioso

Los sistema endocrino y nervioso llevan información a células y órganos periféricos para regular su actividad, compartiendo funciones reguladoras.

Para dicha regulación, estos sistemas usan mensajeros químicos (hormonas y neurotransmisores) que se liberan al medio y actúan sobre otras células, tejidos u órganos. Además, permite comunicación entre células.

La diferencia entre ambos sistemas reside en el modo de actuación:

- Temporalmente: la respuesta del SN es ultra-rápida y fugaz (sinapsis), mientras que la del S. endocrino es lenta y mantenida.

- Espacialmente: el SN actúa con contacto “célula-célula” casi siempre. En el S. endocrino las distancias son muy variables: las sustancias liberadas en la sangre pueden llegar a cualquier parte del cuerpo (contribuye a que el proceso sea más lento y con efectos más duraderos).

Hormonas (endocrinas, paracrinas, autocrinas)

Tipos de hormonas
	Distancia de la célula diana	Método de transporte
Endocrinas	Cualquiera	Sangre
Paracrinas	Media / poca	No requiere
Autocrinas	Ninguna	No requiere

Glándulas endocrinas productoras de hormonas

Las glándulas endocrinas pueden ser unicelulares o formar órganos pluricelulares complejos. Están mayoritariamente formadas por tejido epitelial, que prolifera hacia el interior del tejido conjuntivo adyacente y se libera del epitelio del que se originaba para producir y secretar alguna sustancia.

Habitualmente, estas células forman masas y cordones muy irrigados, así esa sustancia segregada pasa al torrente por vasos muy permeables (fenestrados) que permiten el paso de la hormona desde el medio extracelular a la sangre. Después, por el s. circulatorio, llegan a cualquier parte del cuerpo.

Glándulas endocrinas según su secreción
	Hidró fobas-solubles	¿Requieren transporte?
Esteroides (derivados del colesterol)	Hidrófobas	Si	Circulan por el torrente gracias a transportadores plasmáticos, que poseen 'bolsillos hidrofóbicos' donde quedan encerradas y aisladas las hormonas
Péptidos o proteinas	Hidrosolubles	No (generalmente)	Su acción es muy específica y la media un receptor particular, no necesitando mucha secreción para actuar (poco RER, poco Ap. golgi)
Derivados de aminoácidos	Hidrosolubles	No
Derivados de ácido araquidónico	Hidrófobas	Si

Efecto hormonal en los órganos diana

Las hormonas solo actúan sobre las células de los órganos diana (regiones del cuerpo con receptores específicos para esa hormona).

Al acoplarse al receptor (a menudo proteínas integrales de membrana), activa mecanismos de señalización intracelulares que pueden provocar diversos procesos (aumento de Ca2+ intracelular, fosforilación de proteínas, cambio conformacional en proteínas que modifiquen el patrón de expresión de genes de esa célula…). Algunos ejemplos:

- Con proteínas G asociadas a enzimas que generan mensajeros intracelulares que pueden ser activadores o inhibidores:

  Adenilato ciclasa -> AMPc
  Guanilato ciclasa -> GMPc, de acción antagónica al AMPc en algunas hormonas proteicas.
  Fosfolipasa C -> inositol tri-fosfato (IP3) + diacil glicerol (DAG).

- La unión ligando-receptor puede dimerizar a éste activando su actividad quinasa. Eso fosforila proteínas diversas, lo que produce la regulación de la expresión de genes clave. Algunos receptores hormonales activan directamente, o indirectamente, proteinquinasas o canales iónicos, por ejemplo, al Ca++.

Ejemplo de las hormonas esteroideas

Los receptores hormonales no siempre son transmembrana, pueden ser intracelulares como los citoplasmáticos o nucleares. Un caso típico es el mecanismo de las hormonas esteroideas.

Las h. esteroideas son liposolubles e insolubles en agua y plasma, por lo que siempre van acopladas a proteínas transportadoras en el torrente sanguíneo.

• Siempre hay una reacción de equilibrio entre la forma libre y la forma de la hormona unida a la proteína. La mayoría se encuentra ligada a la proteína, pero siempre hay parte suelta.

• Son liberadas junto a las células diana y atraviesan la membrana con facilidad.

• Si hay una célula con receptores para la hormona, ese porcentaje de hormona suelta atravesará la membrana plasmática y en el citoplasma o núcleo otra proteína parecida a la transportadora se volverá a unir al esteroide. Así, la unión con el receptor citoplasmático provoca la translocación al núcleo.

• Cambio conformacional del receptor: se expone el dominio de unión al DNA.

• En el núcleo se unirá a una secuencia de ADN específica y modulará la expresión del material genético: actúa como factores de transcripción positivos o negativos. La hormona produce que esa célula genere una hormona concreta.

Mecanismo de retrocontrol del S. Endocrino

Se entiende el S. Endocrino como un sistema funcional en el que la secreción de unas hormonas influye en la secreción de otras.

Existe una jerarquía clara; la cúspide es ocupada por el cerebro: determinadas neuronas hipotalámicas (neurosecretoras) liberan hormonas a la sangre que actúan sobre otras glándulas del, formando el S. neurosecretor.

Las neuronas neurosecretoras liberan las hormonas por sinapsis sobre un capilar fenestrado donde el mediador químico no es un neurotransmisor, es una hormona. En los sistemas neurosecretores el control hormonal es por estímulos externos.

Estas neuronas hipotalámicas modulan la secreción hormonal de la hipófisis, que a su vez modulará la acción de otros órganos endocrinos (gónadas, tiroides, corteza adrenal). Esto se conoce como eje hipotálamo-hipofisario-corporal y refleja la jerarquía del S. endocrino.

Dependiendo a que región se modula, este eje recibirá un nombre u otro (por ejemplo, el eje hipotálamo-hipofisio-gonadal).

Para controlar estos procesos, hay fenómenos de feedback o retrocontrol: la hormona controlada, controla a su vez la producción y liberación de la controladora. Dos tipos de feedback:

1. NEGATIVO (O RETRONIHIBICIÓN): - hormonas tiroideas.

En el eje hipotálamo-hipofisario-tiroideo, el hipotálamo estimula la secreción de TSH (h. estimulante de la tiroides) en la hipófisis, que viaja a la tiroides y produce la secreción de hormona tiroidea. Una vez producida, la h. tiroidea inhibe a las neuronas neurosecretoras del hipotálamo y a las células hipofisarias productoras de TSH.

2. POSITIVO: - ciclo ovárico.

En el eje hipotálamo-hipofisio-gonadal, el hipotálamo activa a las células de la hipófisis mediante GnRH (h. liberadora de gonadotropina) para que produzcan gonadotropinas (LH y FSH) que activan al ovario.

Este produce estradiol (estrógeno) que activa de nuevo a las células del hipotálamo y de la hipófisis. Así, el bucle de retroacción positiva que hará que aumenten los niveles de estas hormonas hasta la ovulación y el cuerpo lúteo. Cuando esto ocuura, como se habrá dado un cambio en el órgano diana, ya no se producirá estradiol por lo que los niveles hormonales caerán.

Hipotálamo e hipófisis

Están morfológica y funcionalmente vinculados en el control endocrino y neuroendocrino de otras glándulas endocrinas. Al desempeñar papeles centrales en varios sistemas reguladores de retrocontrol, se consideran órganos maestros del sistema endocrino.

El SNC tiene células que controlan la hipófisis y, por lo tanto, casi todo el sistema endocrino. Estas neuronas realizan una “sinapsis” sobre los vasos sanguíneos. Existen dos tipos de neuronas que llevan a cabo esta acción, es decir, existen dos sistemas neurosecretores; por lo que el hipotálamo tiene 2 sistemas neurosecretores relacionados con la hipófisis: el sistema neurosecretor magnocelular y el sistema neurosecretor parvocelular

S. Neurosecretor magnocelular

Es en sí mismo una glándula endocrina que produce hormonas que actuarán directamente sobre el órgano diana (se saltan la hipófisis).

Formado por grandes hormonas, de las cuales, la mayor parte producen nonapéptidos: oxitocina (OT) y arginina-vasopresina u hormona antidiurética (AVP / ADH), (ambas hormonas solo se diferencian en uno de sus 9 aminoácidos).

Muy pocas neuronas producen ambas. El sistema lo forman neuronas de los núcleos paraventricular y supraóptico y en menor medida de otros núcleos hipotalámicos.

Las neuronas de dicho núcleos están arriba de la hipófisis y su axón va directamente a la NEUROHIPÓFISIS. Aquí se liberarán las hormonas y, a través del sistema capilar de la arteria hipofisiaria inferior, se enviarán por las venas hipofisiarias posteriores al torrente sanguíneo para llegar a los órganos diana distantes.

Las estructuras nerviosas sobre las que los axones hacen una “sinapsis vacía” en los vasos sanguíneos se llaman estructuras neuro-hemales*. En este caso, en la neurohipófisis finalizan los axones de las neuronas secretoras de oxitocina y vasopresina; por lo tanto, la **neurohipófisis es un órgano neuro-hemal. La neurohipófisis es una “falsa glándula endocrina” ya que son los núcleos hipotalámicos los que liberan las hormonas.

Sistemas neurosecretores hipotalámicos
	Modo de actuación	Zona hipofisaria	Núcleos hipotalámicos que producen	Hormonas	Trayecto
Sistema secretor magnocelular	Sus hormonas actúan sobre el órgano diana	Neurohipófisis	N. paraventricular	Oxitocina (OT) Arginina-vasopresina u hormona antidiurética (AVP / ADH)	Hormonas salen de los núcleos hipotalamicos
					Son liberadas a la neurohipófisis
			N. supraóptico		Pasan al torrente sanguíneo por las venas hipofisiarias posteriores
					Llegan al órgano diana
Sistema secretor parvocelular	Regula la función secretora de la adenohipófisis	Adenohipófisis	N. Arcuato	TRH	A través de la eminencia porta y sist. Portal hipotálamo-hipofisario, el hipotálamo influye en la producción hormonal de la adenohipofisis
				GnRH
				CRH
				Dopamina	La adenohipófisis produce hormonas según control hipotalámico
				Somatostatina
			N. Periventricular	CRH
				Somatostatina
			N. Paraventricular	TRH	Por el sistema de doble capilarización del sist. Porta, las hormonas adenohipofisarias se liberan a la sangre
				GnRH
				CRH
				Somatostatina
			N. Ventromedial	GnRH	Llegan al organo diana
				TRH
			N. Dorsal	GnRH
				TRH