La coordinación hormonal

DESEMPEÑOS: Reconoce las glándulas endocrinas en el cuerpo humano.

Relaciona las glándulas endocrinas con las hormonas y su respectiva función.

La estabilidad del medio interno

Para bienestar de las células es necesario que el medio interno permanezca más o menos constante.

Dicho medio está formado básicamente por los líquidos corporales, de los cuales las células obtienen todo lo que necesitan, como agua, oxígeno y nutrientes.

Los principales líquidos corporales son la sangre y la linfa. Las sustancias que se difunden de los vasos sanguíneos y linfáticos hacia las células forman el líquido intersticial, el cual las baña para intercambiar con éstas todo lo que necesitan. Cualquier desbalance en la concentración o en la presión de estos líquidos, sino se corrige a tiempo, puede ser fatal para las células.

Homeóstasis y estrés

Se dice que un organismo se encuentra en homeóstasis cuando las condiciones de su medio interno se mantienen en un valor constante. Estas condiciones son principalmente la temperatura, la presión y la concentración de solutos.

Cuando la homeóstasis se altera se produce la enfermedad y si esta situación persiste se presenta la muerte.

Cualquier estímulo que afecta la homeóstasis se conoce como estrés puede provenir del medio externo en forma de calor, frío, falta de oxígeno o presencia de contaminantes en el aire, pero también pude tener origen interno, como un tumor o el bloqueo de una arteria.

Afortunadamente el cuerpo tiene muchas formas para contrarrestar el estrés. Por ejemplo, el calor producido por los músculos durante un ejercicio vigoroso podría coagular las proteínas, sino fuera porque el cuerpo puede eliminar el exceso de calor mediante la sudoración.

Todos los órganos del cuerpo contribuyen de alguna manera a mantener la homeóstasis. Con los ejercicios los músculos necesitan más energía, por lo cual el corazón se acelera para que la sangre circule más rápido e intercambio mayor cantidad de oxígeno y nutrientes. Por la misma razón, la respiración se acelera para intercambiar los gases respiratorios, la piel y los riñones eliminan los residuos y el hígado transforma los nutrientes almacenados para que no le falte energía a las células.

Todos estos órganos, a su vez, están sujetos al control de los sistemas nervioso y endocrino que son los que detectan el estrés y envían mensajes a los órganos apropiados para contrarrestado y restablecer el estado de equilibrio.

Para mantener la homeóstasis, los sistemas nervioso y endocrino usan principalmente controles de retroalimentación negativa, el cual se vale de mecanismos que aceleran y frenan el proceso de forma que el medio interno se mantiene constante. Veamos con dos ejemplos cómo operan estos mecanismos.

El control nervioso de la presión sanguínea

La presión sanguínea es la fuerza ejercida por la sangre contra las paredes de los vasos sanguíneos, especialmente las arterias, la cual depende principalmente de tres factores: el ritmo cardiaco, el volumen de la sangre y la resistencia de las arterias. Cualquier estrés que afecte a uno de estos factores originará cambios en la presión arterial.

Por ejemplo: con el ejercicio, el ritmo cardiaco se acelera enviando la sangre con mayor rapidez, situación que aumenta la presión arterial. La mayor presión es detectada por las terminaciones nerviosas en las paredes musculares de las arteriolas, las cuales envían señales al encéfalo. El encéfalo interpreta el mensaje y envía, a su vez, mensajes a las arteriolas para que sus paredes musculares se relajen, de tal forma que su diámetro aumenta. Como consecuencia, las paredes de las arteriolas ofrecen menor resistencia a la sangre y la presión sanguínea disminuye.

A la inversa, una disminución de la presión sanguínea, como cuando hay hemorragia, será contrarrestada por la disminución del diámetro de las arteriolas y el aumento del ritmo cardíaco.

El control hormonal del nivel de glucosa en la sangre

La glucosa (C(H((O() es la principal fuente de energía para las células. Su nivel en la sangre es de cerca de un gramo por litro, el cual se mantiene por la acción de dos hormonas secretadas por las glándulas endocrinas del páncreas: la insulina y el glucagón.

Cuando ingerimos una comida rica en azúcares, el nivel de glucosa aumenta en la sangre, por lo cual se convierte en un estrés para el organismo. Esta alteración es detectada por las células del páncreas, las cuales son estimuladas para secretar insulina, que pasa a la sangre.

La insulina es la señal para que las células corporales permitan el paso de la glucosa a su interior, con lo cual el nivel de glucosa en la sangre vuelve a bajar. Además la insulina acelera el proceso de almacenamiento de glucosa por el hígado.

En el caso contrario, cuando disminuye el nivel de glucosa en la sangre, el páncreas secreta glucagón, el cual, al ser detectado por el hígado, permite que el glucógeno almacenado se convierta en glucosa, elevando así su nivel en la sangre.

El sistema endocrino

El sistema endocrino está formado por distintas glándulas localizadas en diferentes partes del cuerpo. Estas glándulas no tienen conductos, por lo cual, sus secreciones pasan directamente a la sangre.

Las secreciones de las glándulas endocrinas se llaman hormonas. Las hormonas son sustancias químicas que estimulan o regulan cada aspecto del metabolismo, como la utilización de la energía y la reproducción. Cada hormona tiene un papel específico en el organismo. Así, la tiroxina, hormona producida por la tiroides, regula el ritmo metabólico del organismo, y la hormona gonadotrópica, producida por la hipófisis, estimula las actividades de los órganos sexuales.

La estructura química de las hormonas es muy variada. Unas son aminoácidos como la tiroxina, otras son proteínas como las gonadotropinas, y también las hay que son esteroides, como las hormonas sexuales.

El sistema endocrino es un sistema de coordinación química que se haya en estrecha relación con el sistema nervioso. A todas las glándulas endocrinas llegan nervios, cuyos impulsos nerviosos provocan la secreción de las hormonas.

La secreción de hormonas

La coordinación hormonal implica:

• 1. La secreción o liberación de hormonas a los líquidos corporales circundantes.

• 2. El transporte de estos compuestos por intermedio de la sangre.

• 3. La llegada de las hormonas a su destino (órgano blanco) en donde modifican la actividad metabólica de las células.

Las hormonas actúan en cantidades muy pequeñas. Por ejemplo la inyección de unos pocos microgramos de adrenalina, una hormona de las cápsulas suprarrenales, causa en el perro un aumento del ritmo cardíaco.

En la mayoría de los casos, la secreción de una hormona es regulada por la actividad de otra hormona, según mecanismos de retroalimentación negativa.

Así por ejemplo, la hormona folículo estimulante, que produce la hipófisis, estimula en la mujer la maduración de un óvulo cada mes. Esta hormona estimula también las células de los ovarios para que secreten los estrógenos, unas hormonas sexuales femeninas que inician la preparación del endometrio para la anidación del óvulo fecundado. A medida que los niveles de estrógeno aumentan en la sangre, se inhibe la secreción de la hormona folículo estimulante por la hipófisis, y cuando los niveles de hormonas femeninas disminuyen, se estimula la producción del folículo estimulante.

La hipófisis o pituitaria

La hipófisis se halla situada en la base del cráneo, en donde se relaciona íntimamente con el encéfalo. Entre las hormonas que secretan están:

• La hormona del crecimiento que estimula la reproducción celular, con lo cual el organismo crece. Su déficit (disminución) produce enanismo y su exceso gigantismo y acromegalia.

• La hormona antidiurética que regula la cantidad de agua que secreta el riñón. Su déficit produce la diabetes insípida.

Otras hormonas hipofisiarias son la estimulante de las glándulas suprarrenales, la estimulante de las gónadas, la prolactina responsable de la producción de leche, y la oxitocina que estimula el parto.

La tiroides y las paratiroides

La tiroides está situada en el cuello, por debajo de la laringe. Secreta la tiroxina y la triyodotironina, hormonas que regulan el metabolismo e intervienen en el crecimiento y la producción de calor. Su déficit produce cretinismo, bocio y mixedema.

La paratiroides son cuatro glándulas situadas detrás de la tiroides y cuya misión es controlar el metabolismo del calcio, tanto su concentración en los huesos, como su excreción por el riñón.

Las glándulas suprarrenales

Situadas encima de los riñones, secretan varias hormonas siendo la más importante la cortisona, que regula el metabolismo al asegurar la provisión de energía a las células. Su deficiencia puede producir la muerte.

Otra hormona importante es la aldosterona, que regula la concentración de electrolitos en los líquidos corporales, y la adrenalina que actúa en situaciones de estrés

El páncreas

El páncreas, además de producir enzimas digestivas secreta la insulina y el glucagón que regulan el nivel de azúcar en la sangre. La insuficiencia de insulina causa la diabetes sacarina que puede ser mortal.

Ovarios y testículos

Estas glándulas, además de su función en la producción de gametos, cumplen una función endocrina.

Los ovarios secretan los estrógenos que desarrollan las características femeninas y controlan el ciclo ovárico y el apetito sexual. También secretan la progesterona que prepara el útero para lograr la gestación.

Los testículos secretan la testosterona, la hormona que desarrolla las características masculinas.

Timo

Nombre que se aplica a una estructura localizada en casi todos los vertebrados bajo la parte superior del esternón.

El timo está formado sobre todo por tejido linfático y contiene algunas áreas pequeñas de tejido epitelial que reciben el nombre de corpúsculos de Hassal.

En el ser humano, el timo aumenta su peso en los dos primeros años de vida y, desde entonces hasta la pubertad, crece con lentitud hasta alcanzar unos 43 gr. de peso. Después de la pubertad, involuciona de forma gradual y el tejido linfático es reemplazado por grasa. En el adulto está formado en su mayor parte por tejido graso.

Se acepta que el timo desempeña un papel importante en el desarrollo de la respuesta inmune en las primeras etapas de la vida. Es lugar de formación de linfocitos y de producción de anticuerpos. Se desconoce si tiene otras funciones endocrinas.

Su extirpación no afecta de forma significativa al animal adulto. Aunque la causa se desconoce, en la miastenia gravis puede existir un aumento anómalo de su tamaño o el desarrollo de tumores de la glándula.

Glándula pineal

Pequeña proyección cónica de la parte superior del cerebro medio de la mayoría de los vertebrados, que aparece en el embrión como una excrecencia del cerebro.

La glándula pineal no existe en los cocodrilos ni en los mamíferos
del orden Edentata (osos hormigueros, perezosos, armadillos), y consta sólo
de algunas células en las ballenas y los elefantes.

En los seres humanos, esta estructura se desarrolla hasta el séptimo año de vida, momento en que es algo mayor que un garbanzo; después, a lo largo de la vida, se depositan en la glándula pineal partículas minerales pequeñas, sobre todo calcio. A veces, los depósitos minerales pueden ser observados en radiografías del cerebro.

Esta glándula recibe su nombre del fisiólogo francés Philippe Pinel, que fue el primero en describirla en un cerebro humano. Se está comenzando a conocer poco a poco cuáles son las funciones de esta glándula. Tiene propiedades tanto neuronales como endocrinas, y en los vertebrados menos evolucionados, como la lamprea, este órgano está colocado sobre un pedúnculo cercano a una abertura del cráneo, y funciona como un órgano fotorreceptor.

En vertebrados superiores, como los reptiles e incluso algunas especies de aves, aún se observan estructuras fotorreceptoras unidas a la glándula pineal. En los mamíferos, la glándula pineal no es fotosensible, pero sigue habiendo una conexión neuronal entre los ojos y la glándula. De este modo, las funciones de la glándula pineal en un animal se relacionan con los niveles de luz circundante.

El aislamiento de la hormona melatonina en 1958, condujo a un conocimiento más completo de la glándula pineal. Estudios realizados en animales demuestran que esta glándula sintetiza y segrega melatonina casi sólo por la noche, e interrumpe esta función durante el día. A su vez, la melatonina puede influir en las funciones de otros órganos endocrinos, tales como el tiroides, las glándulas adrenales, y las gónadas. Otros experimentos demuestran que los cambios producidos en el nivel de melatonina de los animales que se reproducen estacionalmente, pueden afectar a su ciclo reproductor, y que la disminución de la melatonina provocada por la iluminación artificial puede prolongar la actividad procreadora. Sólo se está comenzando a conocer el papel de la glándula pineal y de la melatonina en el control de estos biorritmos, pero se mantiene la hipótesis de que incluso los animales que no se reproducen estacionalmente, como los seres humanos, son afectados por sus funciones diarias.

1. STH 2. TSH 3. ACTH 4. FSH 5. LH-ICSH

6. LTH 7. MSH 8. ADH 9. Oxitocina

Taller

• 1. Escriba el significado de las siguientes palabras, teniendo en cuenta que se refieren a estructuras, fenómenos o conceptos biológicos.

• a. Medio interno: __________________________

__________________________________________________________________________________

• b. Líquidos corporales: ______________________

__________________________________________________________________________________

• c. Linfa: _________________________________

_______________________________________________________________________

• d. Líquido intersticial: _______________________

__________________________________________________________________________________

• e. Homeostasis: ___________________________

__________________________________________________________________________________

• f. Estrés: ________________________________

__________________________________________________________________________________

• g. Sistema endocrino: ______________________

__________________________________________________________________________________

• h. Presión sanguínea: ______________________

__________________________________________________________________________________

• i. Arteriola: _______________________________

__________________________________________________________________________________

• j. Glucosa: _______________________________

__________________________________________________________________________________

• k. Insulina: _______________________________

__________________________________________________________________________________

• l. Glucagón: ______________________________

__________________________________________________________________________________

• m. Glucógeno: _____________________________

__________________________________________________________________________________

• n. Hormona: ______________________________

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A continuación realice un resumen, con las ideas más importantes, de cada uno de los siguientes títulos.

Utilice viñetas para separar los conceptos.

• 2. LA ESTABILIDAD DEL MEDIO INTERNO

__________________________________________________________________________

• 3. HOMEOSTASIS Y ESTRÉS

_________________________________________________________________________________

• 4. EL CONTROL NERVIOSO DE LA PRESIÓN SANGUÍNEA

____________________________________________________________________________

• 5. EL CONTROL HORMONAL DEL NIVEL DE GLUCOSA EN LA SANGRE

______________________________________________________________________________________________________

• 6. EL SISTEMA ENDOCRINO

____________________________________________________________________________________

• 7. LA SECRECIÓN DE HORMONAS

______________________________________________________________________

• 8. ¿Cuál es la estructura química de las hormonas?

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• 9. ¿Qué implicaciones existen para que la secreción o producción de hormonas se efectúe, como un mecanismo de coordinación dentro de la homeostasis general de cuerpo de un animal?

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Autor:

Egberto Antonio Carreño Parra

Licenciado en Biología. U. Nacional

COLEGIO DISTRITAL REPÚBLICA DE COSTA RICA

Jornada Tarde. 27 años

DEPTO DE BIOLOGÍA