1. Generalidades de la Fisiología Endocrina

En los seres unicelulares, todas las funciones vitales se realizan en la misma célula. Al elevarnos en la escala biológica se produce una especialización progresiva de las distintas células, siendo necesario, para que se produzca un funcionamiento armónico, disponer de unos mecanismos de coordinación: el sistema nervioso y el sistema endocrino.

Ambos sistemas están íntimamente relacionados a través de las glándulas neurohormonales (médula suprarrenal, neurohipófisis, eminencia media del hipotálamo, glándula pineal) que son estructuras nerviosas que reciben estímulos nerviosos a los que convierten en efectos hormonales.

El sistema endocrino es el conjunto de todas las glándulas de secreción interna, es decir, que no utilizan conductos para liberar sus secreciones, siendo la sangre la encargada de transportar dichas secreciones u hormonas hasta el lugar donde realizan su acción, es decir, a las células diana cuya actividad se encargan de regular a través de la interacción de la hormona con receptores específicos situados en la membrana citoplasmática, en el citoplasma e incluso en la membrana nuclear de la célula diana.

Generalmente, una hormona ejerce una acción más marcada sobre un órgano o tejido, siendo este efecto mucho menos pronunciado sobre otras zonas del organismo.

1.1 Estructura química de las hormonas

  • Péptidos: Su tamaño es desigual, desde modificaciones de un solo aminoácido como la epinefrina o norepinefrina, oligopétidos como la vasopresina, polipéptidos como el glucagón, hasta proteínas de pequeño tamaño como la insulina, glucoproteínas como la TSH, FSH, HCG, etc.
  • Aminas: Derivadas de aminoácidos como la triyodotironina (tiene como precursor al aminoácido tirosina) o la adrenalina.
  • Esteroides: Se componen de un núcleo derivado del colesterol con modificaciones en las cadenas laterales y alteraciones del anillo que confieren las características propias de la hormona. Entre ellas se encuentran la progesterona, estrógenos, andrógenos y corticosteroides.
  • Derivadas de ácidos grasos como las prostaglandinas.

1.2 Síntesis y regulación de la secreción hormonal

Después de recibir la glándula endocrina el estímulo para realizar la síntesis hormonal, se suceden los siguientes pasos:

  1. Elaboración de la hormona por el epitelio glandular.
  2. Depósito intracelular de la hormona.
  3. Transporte de la hormona por diferentes vías:
    • Vía hemática: La hormona puede encontrarse de forma libre (fracción capaz de unirse al receptor y desencadenar la acción hormonal) o ligada a proteínas plasmáticas (fundamentalmente albúmina y prealbúminas), a proteínas transportadoras específicas o a plaquetas (por ejemplo, la serotonina).
    • A través de los axones: Neurosecreción del hipotálamo hacia la hipófisis.
    • A través del líquido intersticial que separa la célula endocrina de la célula diana que se localizan próximas en el espacio.
  4. Acción sobre los órganos efectores.

1.3 Mecanismo de la acción hormonal

Para que se produzca el efecto biológico de las hormonas es necesario que la hormona esté libre, es decir, no unida a ningún transportador, con el fin de poder unirse a unas estructuras específicas para cada una de ellas, los receptores, que tras el reconocimiento de la hormona producirán la transmisión de una señal que se traducirá en cambios a nivel del metabolismo celular y con ello la acción hormonal.

Los receptores utilizados por las hormonas peptídicas o derivadas de aminoácidos se encuentran situados en la membrana citoplasmática debido a la dificultad que presentan estas hormonas para atravesarla debido a su carácter hidrófilo.

Los receptores para las hormonas que pueden atravesar la membrana plasmática se encuentran situados en el citoplasma o en la membrana nuclear (hormonas esteroideas que derivan de ácidos grasos).

Para que la hormona ejerza su función podemos establecer tres fases:

  1. Interacción hormona-receptor.
  2. Inicio de la señal intracelular.
  3. Producción de la acción hormonal.

Interacción hormona-receptor

El reconocimiento de la hormona se produce al unirse la hormona a su receptor específico.

Las hormonas esteroideas se combinan con receptores situados en el citoplasma de la célula efectora. El complejo hormona-receptor pasa al interior del núcleo, donde la hormona actúa directamente sobre el material genético, activando un gen determinado con el correspondiente aumento en la síntesis de una proteína.

Las hormonas no esteroideas no atraviesan la membrana citoplasmática. Son reconocidas específicamente por receptores situados en la cara externa de la membrana celular y requieren la acción de un segundo mensajero localizado en el citoplasma para mandar su mensaje a los sistemas enzimáticos intracelulares que efectuarán los cambios biológicos correspondientes.

Inicio de la señal intracelular

Al unirse la hormona (primer mensajero) al receptor situado en la membrana, se forma un complejo hormona-receptor, produciéndose un cambio en la estructura espacial que determina su interacción con otros componentes de la membrana encargados de generar en el citoplasma el segundo mensajero, bien AMPc o incrementando los niveles de calcio intracelular.

Producción de la acción hormonal

Determina el inicio, aumento o disminución de procesos metabólicos intracelulares como:

  • Reacciones enzimáticas.
  • Cambios en las concentraciones iónicas.
  • Reorganización de estructuras.

Correspondientes al efecto biológico de la hormona que se haya unido al receptor específico.

2. Estudio de los Órganos y Tejidos del Sistema Endocrino

  • Glándulas (estructuras localizadas).
  • Células secretoras (localización difusa).

Niveles

  1. Hipotálamo.
  2. Hipófisis.
  3. Glándulas periféricas.

Hipotálamo

  • Forma parte del SNC, situándose encima de la hipófisis.
  • Actúa en respuesta a:
    • ESTÍMULOS NERVIOSOS que provienen de regiones cerebrales continuas (secreción de dopamina, serotonina, acetilcolina, noradrenalina).
    • RECEPTORES ESPECÍFICOS que responden a cambios de concentraciones de electrolitos, metabolitos, hormonas esteroideas o peptídicas del plasma.
  • En él se encuentran diversos NÚCLEOS con neuronas capaces de SINTETIZAR Y SECRETAR HORMONAS en función de las necesidades del organismo que:
    • O bien actúan REGULANDO la acción del lóbulo anterior de la hipófisis.
    • O si se DESPLAZAN A TRAVÉS DE LOS AXONES hasta el lóbulo posterior de la hipófisis, quedan almacenadas hasta que sean necesarias, momento en el que serán secretadas a la sangre y ejercer su acción sobre las células diana.

Glándula Pineal o Epífisis

  • Es una GLÁNDULA DE SECRECIÓN INTERNA que forma parte del hipotálamo.
  • Es una pequeña formación ovoidea y aplanada de unos 5 mm de diámetro que segrega la hormona MELATONINA producida a partir de la serotonina.
  • La epífisis está estrechamente relacionada con la función fotosensorial pues, aunque en los mamíferos no existen los fotorreceptores en la glándula, se une mediante el ganglio cervical superior y el supraquiasmático hipotalámico a la retina.
  • Así pues, se puede considerar que la pineal es parte de las vías visuales y así CONVIERTE LA INFORMACIÓN LUMÍNICA EN SECRECIÓN HORMONAL. La glándula pineal está relacionada con la regulación de los ciclos de vigilia y sueño.

Hipófisis

  • Está situada en la base del cerebro, en una fosa denominada silla turca.
  • Consta de dos lóbulos, uno posterior y otro anterior.
  • El LÓBULO POSTERIOR contiene los AXONES procedentes del hipotálamo donde se encuentran los cuerpos neuronales, es, por tanto, una proyección del tejido nervioso en la silla turca.
  • Estas neuronas sintetizan las hormonas ADIURETINA (ADH) Y OXITOCINA que se desplazan por los axones en sentido descendente desde el hipotálamo hasta el lóbulo posterior de la hipófisis, donde pasan a la sangre.

3. Regulación de la Secreción Hormonal

Procesos reguladores

  • REGULACIÓN RETROACTIVA (FEEDBACK): Se produce entre los componentes del EJE HIPOTÁLAMO-HIPÓFISIS-GLÁNDULA PERIFÉRICA, en el que una concentración baja de la hormona efectora en sangre (la que produce los efectos biológicos) origina un aumento de la hormona trófica (la que estimula su producción), mientras que unos niveles elevados de la misma inhiben la producción de la hormona trófica. Puede ser POSITIVA o NEGATIVA respectivamente.
  • Otra posibilidad de regulación es la realizada directamente por la glándula o célula endocrina:
  • REGULACIÓN RETROACTIVA NO HORMONAL: Regulación retroactiva no hormonal entre la GLUCOSA Y LA INSULINA (niveles altos de glucemia estimulan la secreción de insulina, mientras que niveles bajos de glucemia inhiben la secreción de insulina y estimulan la secreción de las llamadas hormonas contrainsulares que son glucagón, adrenalina, hidrocortisona y hormona del crecimiento).
  • La relación entre el CALCIO Y LA HORMONA PARATIROIDEA (una disminución del calcio sérico provoca una secreción casi inmediata de hormona paratiroidea que actúa sobre el riñón y el hueso para mantener los niveles de calcemia dentro de sus valores normales. Igualmente, un aumento del calcio sérico provoca una disminución de la secreción de la hormona paratiroidea y con ello la disminución de la entrada del calcio a la sangre y, por tanto, de la calcemia.

Ritmos hormonales

  • Casi todas las hormonas hipofisarias están implicadas con el sueño y el CICLO CIRCADIANO y siguen patrones que se repiten cada 24 horas. Por ejemplo:
    • La producción de ACTH y cortisol es máxima en las primeras horas de la mañana; si a un paciente con síndrome de Cushing (aumento de secreción de cortisol) se le toma la muestra por la mañana, los niveles hormonales son iguales al de las personas sanas, ya que es el momento de mayor producción hormonal.
  • El ciclo menstrual se repite cada 28 días por término medio, reflejando el intervalo necesario para la maduración del folículo y la ovulación.

5. Diagnóstico de Laboratorio en Endocrinología

Las pruebas de laboratorio son FUNDAMENTALES en la valoración de pacientes con enfermedades endocrinas.

1. Determinación de niveles séricos basales de la hormona o sus metabolitos en sangre

  • Hay que tener en cuenta que con frecuencia se presentan VARIACIONES FISIOLÓGICAS en la secreción de las hormonas. Por ejemplo, los estímulos externos como el estrés pueden elevar de forma aguda diversas hormonas como la ACTH, hormona del crecimiento, prolactina, adrenalina.
  • Hay hormonas que presentan unas VARIACIONES RÍTMICAS de sus niveles; así, la ACTH presenta un ritmo circadiano (24 horas); la LH presenta un pico de secreción a lo largo de un ciclo menstrual. Todo ello hace que una única extracción para la cuantificación de una hormona sea de escaso valor para la determinación del nivel hormonal medio.
  • LA MUESTRA DEBE EXTRAERSE EN CONDICIONES BASALES, EN REPOSO, AYUNAS Y LIBRE DE CUALQUIER SITUACIÓN DE TENSIÓN.

2. Excreción urinaria de la hormona o sus metabolitos

  • Debe reflejar un período de 24 horas.
  • Valora mejor los niveles medios diarios de una hormona.
  • Para confirmar que la recogida de la orina ha sido correcta, se determina la excreción urinaria de creatinina, que en un adulto es de 1 g/24 horas.

3. Pruebas funcionales de secreción endocrina

3.1 Pruebas de supresión

  • Se suelen utilizar en la EVALUACIÓN DE HIPERFUNCIÓN ENDOCRINA, en la cual no se produce la inhibición retroactiva que en condiciones normales inhibirían la secreción de la hormona.
  • La ausencia de esa supresión es concluyente para determinar la pérdida del mecanismo de regulación.
  • Ejemplos de estas pruebas los encontramos en la administración de dexametasona para inhibir la secreción de ACTH en pacientes en los que se sospecha síndrome de Cushing y glucosa para inhibir la hormona del crecimiento cuando se sospecha acromegalia.

3.2 Pruebas de estimulación

  • Se utilizan para valorar si la secreción de hormonas es suficiente.
  • Pueden ser de dos tipos:
    • DIRECTAS: Utilizan la hormona trófica específica o una sustancia capaz de estimular la secreción de la hormona que se desea estudiar, comparando la respuesta del sujeto con patrones normales. Como ejemplo tenemos la administración de TRH o GnRH.
    • INDIRECTAS: Se basa en el BLOQUEO DE LA INHIBICIÓN RETROACTIVA que produce la hormona secretada por la glándula diana sobre el eje hipotálamo-hipofisario. La prueba consiste en administrar sustancias que BLOQUEEN LA SECRECIÓN HORMONAL de la glándula diana o FÁRMACOS QUE COMPITEN CON LA HORMONA de la glándula diana en los receptores del hipotálamo que produce la inhibición por retroalimentación, con lo que debe disminuir la inhibición retroactiva que conlleva un aumento de la secreción de la hormona trófica. Un ejemplo es la administración de Clomifeno, que bloquea el efecto inhibidor de los estrógenos por bloqueo de los receptores de estrógenos del hipotálamo y provoca un aumento de la secreción de gonadotrofinas.

4. Medida de ANTICUERPOS CIRCULANTES que interfieren la acción hormonal o lesionan la glándula endocrina.

5. Estudio de RECEPTORES de la hormona.

6. Métodos analíticos

  • ESPECTROFOTOMETRÍA.
  • CROMATOGRAFÍA.
  • INMUNOAGLUTINACIÓN.
  • RADIOINMUNOANÁLISIS:
    • RADIOINMUNOENSAYO.
    • ENSAYOS INMUNORRADIOMÉTRICOS (IRMA).
  • ENZIMOINMUNOANÁLISIS:
    • HOMOGÉNEO (EMIT).
    • HETEROGÉNEO: COMPETITIVO (ELISA), TIPO SANDWICH, ENZIMOMÉTRICO.
  • FLUOROINMUNOENSAYO.
  • QUIMIOLUMINISCENCIA.

7. Estudio de la Hormona del Crecimiento

7.1 Fisiología

  • Es un péptido producido por el lóbulo anterior de la hipófisis: FACTOR LIBERADOR DE LA HORMONA DEL CRECIMIENTO (GHRF).
  • Su acción en el organismo la realiza de dos formas:
    • DIRECTA:
      • Aumenta la lipólisis.
      • Eleva la glucemia (hormona antagonista de la insulina).
    • INDIRECTA, mediante unos polipéptidos denominados SOMATOMEDINAS sintetizados por el hígado por la acción de la hormona del crecimiento. Se han aislado dos moléculas de SOMATOMEDINAS y, por su similitud a la proinsulina, se han denominado factores insulinoafines del crecimiento I y II (IGF I, IGF II), siendo la I (también denominada somatomedina C) la más importante. Circulan en sangre unidas a proteínas y realizan su acción tras unirse a receptores de la membrana celular. Sus niveles son más altos en la infancia, alcanzando su punto máximo en la pubertad. Estimulan la síntesis proteica y la proliferación celular, por tanto, son responsables sobre todo del crecimiento de los huesos largos, del tejido conjuntivo, del músculo, piel y vísceras.

7.2 Patología

  • Una disminución de la secreción de GH-RH/GH en la infancia conlleva una disminución de la talla final, ENANISMO HIPOFISARIO.
  • Su exceso produce, si aparece antes de la pubertad, un incremento de la longitud de los huesos largos, originando GIGANTISMO.
  • Si este incremento se produce en la edad adulta, se origina una patología denominada ACROMEGALIA, caracterizada por crecimiento de manos, pies y cabeza, así como intolerancia a la glucosa que lleva a la aparición de diabetes.
  • Actualmente, se relaciona una disminución de sus niveles en el adulto con una disminución de la masa muscular y ósea, junto a un incremento de la grasa y menor sensación de calidad de vida.
  • La causa más frecuente de gigantismo o la acromegalia son los adenomas hipofisarios acidófilos.
  • El enanismo aparece en niños con craneofaringioma o que tienen una disminución selectiva de GH de carácter hereditario autosómico recesivo o bien son de origen idiopático.
  • CRANEOFARINGIOMA: Tumor poco frecuente de crecimiento lento situado cerca de la hipófisis o del quiasma óptico que cursa con una clínica variable (aumento de la presión intracraneal, pérdida de visión, talla baja por falta de producción de GH y diabetes insípida).

7.3 Métodos diagnósticos

Determinación de niveles basales de GH

  • Los niveles basales normales en plasma oscilan entre 1 y 10 ng/ml, siendo mayores en la mujer que en el hombre.
  • Existe un aumento durante el sueño y el ejercicio.
  • Es el método más preciso para determinar la hipersecreción de GH, aunque las variaciones fisiológicas existentes hacen necesario repetir las determinaciones.
  • Los pacientes con acromegalia o gigantismo tienen unos niveles en ayunas y en decúbito superiores a 10 ng/ml.

Determinación de niveles séricos de IGF

  • Sus niveles tienen una relación directa con los de la hormona del crecimiento, estando elevados si lo están también los de la GH.
  • En el enanismo de Laron, los niveles de GH son elevados, mientras que los de IGF están disminuidos, lo que implica una disminución de la actividad de la GH.

Pruebas de estimulación de la GH

  • PRUEBAS DE ESTIMULACIÓN CON GHRH.
  • PRUEBAS DE ESTIMULACIÓN TRAS LA ADMINISTRACIÓN DE INSULINA: Se basa en el efecto estimulador de la hipoglucemia sobre la secreción de GH. La técnica consiste en administrar 0,1 U/kg de insulina por vía intravenosa en condiciones basales, que conlleva una disminución de la glucemia por debajo de 45 mg/dL unos 30 minutos después y determinando los niveles de GH a los 30, 60 y 120 minutos. Se considera que la secreción de GH es insuficiente si no supera los 10 ng/ml en ningún momento de la realización de dos pruebas de estimulación.
  • PRUEBA DE ESTIMULACIÓN TRAS LA ADMINISTRACIÓN DE LEVODOPA: Se administran 500 mg (adulto), debiéndose producir un incremento por encima de 7 ng/ml entre 30 y 90 minutos después.

Pruebas de supresión

  • Se realiza cuando se sospecha un incremento en la producción de GH.
  • Se determinan los niveles de GH después de la ingestión de 100 gramos de glucosa o tras la administración de somatostatina.

Pruebas de secreción espontánea integrada

  • Se determinan los niveles de hormonas en suero o en orina cada 30 minutos durante 24 horas. Con ello se valora el patrón de secreción de GH.

8. Estudio de las Hormonas Tiroideas

8.1 Fisiología

  • El hipotálamo produce la TRH (hormona liberadora de la tirotropina) que provoca un incremento de la síntesis y secreción de la hormona estimulante del tiroides (TSH), responsable del crecimiento y mantenimiento del tiroides y de la secreción de las hormonas tiroideas (triyodotironina, T3, y tetrayodotironina, T4) que a su vez provocan una inhibición de la secreción de TRH/TSH por un mecanismo de inhibición retroactiva. Las hormonas tiroideas tienen como diana todas las células del organismo y regulan el índice metabólico del organismo.
  • Los efectos de las hormonas tiroideas son los siguientes:
    • Aumenta la producción de calor y, por tanto, el metabolismo basal.
    • Influyen en el crecimiento, maduración y diferenciación del organismo.
    • Actúa sobre el desarrollo óseo y cierre epifisario.
    • Sobre el sistema cardiovascular produce taquicardia, vasodilatación periférica y aumento del volumen sistólico.
    • Estimula la médula ósea, actuando sobre la eritropoyesis y la plaquetogénesis.
    • Disminuye los depósitos de glucógeno hepático.

8.2 Patología

:El déficit de las hormonas tiroideas (hipotiroidismo) durante la infancia da lugar a la aparición del CRETINISMO, mientras que si aparece en la edad adulta origina MIXEDEMA.-.-.El exceso de hormonas tiroideas provoca la aparición de HIPERTIROIDISMO.-.-.El CRETINISMO es un síndrome que aparece en la primera infancia originado por:__un déficit de hormonas tiroideas durante la vida fetal o en la primera infancia debido a una ausencia total o parcial del tiroides,_defectos congénitos en la biosíntesis de hormonas tiroideas o por _carencia endémica de yodo. El CRETINISMO se caracteriza por:_un desarrollo físico retrasado respecto a su edad y en la edad adulta serán enanos.retraso mental de mínimo a intenso con una apariencia de embotamiento y apatía, labios gruesos, boca abierta, lengua aumentada de tamaño y babeo,cráneo voluminoso y raíz nasal hundida,frecuencia cardíaca lenta y temperatura por debajo de lo normal.-.-.-El MIXEDEMA se produce por:_una atrofia primaria del tiroides,-tratamiento con radioyodo, cirugía o -ser secundaria a una hipofunción del hipotálamo (disminución secreción TRH) o de la hipófisis (disminución TSH).Se caracteriza por:__una alteración gradual de la personalidad del paciente,__facies mixedematosa, lentitud al hablar, tono de voz grave, apatía mental, somnolencia, hipersensibilidad al frío, estreñimiento, alopecia del cuero cabelludo y cejas.El HIPERTIROIDISMO puede producirse por:-una hiperplasia difusa del tejido tiroideo (ENFERMEDAD DE GRAVES) -aparición de nódulos autónomos hiperfuncionantes (ENFERMEDAD DE PLUMMER)-.-.en los cuales la disminución de la TSH debido al exceso de hormonas tiroideas no produce la correspondiente disminución de la síntesis y liberación de estas.La enfermedad se caracteriza por:-nerviosismo,-hiperactividad,-debilidad,-hipersensibilidad al calor,-sudoración,-pérdida de peso con polifagia, -temblor,-palpitaciones,-exoftalmos,-taquicardia,-hipertensión.-.-.-.-.En el suero de pacientes con la enfermedad de Graves aparecen ANTICUERPOS CON ACCIÓN ESTIMULADORA DEL TIROIDES (LATS o estimulador tiroideo de acción larga) que juegan un papel etiológico primario de la enfermedad.