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1 Por favor, abre tu libro en la página 981. [Introducción] Capítulo 43: Las Hormonas y el Sistema Endocrino A pesar de que le fue diagnosticada la enfermedad de Grave, Gail Devers siguió adelante para ganar la medalla de oro en los 100 metros lisos en dos Juegos Olímpicos. En el Capítulo 43, aprenderás sobre las hormonas y que estas ayudan a coordinar todas las actividades de tu cuerpo, cómo las hormonas hacen que las células cambien lo que están haciendo, y qué actividades corporales coordinan las principales glándulas endocrinas. [Comienzo de Sección 43-1] Por favor, pasa a la página 982 para empezar la Sección 43-1, Las Hormonas. Las Actividades del Cuerpo están Coordinadas Las actividades del cuerpo están coordinadas por las hormonas, que son sustancias segregadas (liberadas) por células que actúan para regular la actividad de otras células en el cuerpo. Mira la Figura Las hormonas ayudan a mantener la coordinación de muchos procesos corporales. Este ciclista necesita mantener el equilibrio de agua y el control de la temperatura, que las hormonas ayudan a lograr. Las actividades en las que la coordinación y la regulación hormonal están involucradas incluyen las siguientes: 1. Crecimiento, desarrollo, conducta y reproducción. 2. Producción, uso, y almacenamiento de energía. 3. Mantenimiento de la homeostasis (nutrición, metabolismo, excreción, y equilibrio de agua y sal.) 4. Reacción a los estímulos procedentes del exterior del cuerpo. Las hormonas actúan como mensajeros químicos y portan instrucciones a las células para cambiar sus actividades. La mayoría de las hormonas son transportadas en la sangre hasta que alcanzan las células a las que afectan. Sin embargo, algunas hormonas actúan directamente sobre las células adyacentes sin viajar por la sangre. Las instrucciones que las hormonas llevan están determinadas tanto por las hormonas mismas como por la célula a la que afecta. La misma hormona, por ejemplo, puede decir a las células musculares que se relajen y a las células nerviosas que se enciendan. Mira la página siguiente. Las Hormonas Se Hacen en Ciertos Órganos y Tejidos Una glándula es un órgano cuyas células segregan materiales a otras zonas del cuerpo. Las glándulas endocrinas son órganos de secreción interna que segregan hormonas directamente tanto a la corriente sanguínea como al fluido alrededor de las células (fluido extracelular). Otros órganos que segregan hormonas son el cerebro, estómago, intestino delgado, riñones, hígado y corazón. Las glándulas endocrinas y los tejidos componen conjuntamente el sistema Biology: Principles and Explorations. Spanish Audio CD Program Script Chapter 43 1

2 endocrino. Mira la Figura Las glándulas y los tejidos del sistema endocrino se encuentran por todo el cuerpo humano. Muchos de los órganos del cuerpo se ha descubierto que contienen células que segregan hormonas. Algunos órganos, como el páncreas, son tanto glándulas endocrinas como exocrinas. Las glándulas exocrinas envían sustancias a través de conductos (estructuras como tubos). La parte exocrina del páncreas produce enzimas digestivas y las envía al intestino delgado a través de conductos. La parte endocrina de páncreas segrega dos hormonas en la corriente sanguínea que regulan los niveles de glucosa en la sangre. Las hormonas y los neurotransmisores son mensajeros químicos. Los neurotransmisores son los mensajeros químicos para el sistema nervioso. Las hormonas son los mensajeros químicos para el sistema endocrino. Los sistemas endocrino y nervioso trabajan juntos para coordinar las actividades del cuerpo. Estos sistemas generalmente usan diferentes productos químicos y funcionan de formas diferentes. Sin embargo, algunas células nerviosas son capaces de segregar hormonas y algunos productos químicos sirven tanto como hormonas para el sistema endocrino como neurotransmisores para el sistema nervioso. La neurotransmisora epinefrina, por ejemplo, es químicamente idéntica a la hormona epinefrina. Cuando es segregada desde una célula nerviosa, la epinefrina transmite mensajes entre las neuronas. Cuando es segregada desde una célula endocrina de la glándula suprarrenal, la epinefrina actúa como una hormona "pelea o huye". Otra diferencia entre los sistemas endocrino y nervioso es que los neurotransmisores actúan más rápidamente y habitualmente son mensajeros de corta vida. Por otra parte, las hormonas, normalmente actúan de forma más lenta y son mensajeros de vida más larga. El efecto de una hormona puede durar días, semanas o años. Los neurotransmisores se liberan directamente desde una célula nerviosa a una célula nerviosa adyacente. Las células endocrinas pueden liberar hormonas tanto en la corriente sanguínea como en el fluido extracelular para actuar sobre las células cercanas. Los productos químicos son sustancias como las hormonas que no son liberados en la corriente sanguínea, pero también regulan las actividades celulares. Un grupo de estas sustancias químicas se llaman neuropéptidas y son señales químicas segregadas por el cerebro y los nervios. Otro grupo son las prostaglandinas, que son segregadas por la mayoría de las células del cuerpo. Entre los diferentes grupos de neuropéptidas están las enquefalinas, que impiden que los mensajes de dolor vayan al cerebro. Las endorfinas ejercen influencia en el dolor y afectan a la reproducción y son otro importante grupo de hormonas neuropéptidas. Las enquefalinas y las endorfinas tienden a afectar a las células que se encuentran cerca de las células nerviosas que las producen. Las prostaglandinas son ácidos grasos modificados que tienen un cierto número de funciones. Algunas estimulan suaves contracciones musculares que afectan a la presión sanguínea Biology: Principles and Explorations. Spanish Audio CD Program Script Chapter 43 2

3 y a la temperatura corporal. Otras hacen que los vasos sanguíneos se dilaten y causen inflamación. El dolor de cabeza puede ser una consecuencia de que los vasos sanguíneos se hinchen y ejerzan presión contra los nervios del cerebro. La aspirina alivia los dolores de cabeza impidiendo la producción de prostaglandina. [Ultimo de Sección 43-1] Biology: Principles and Explorations. Spanish Audio CD Program Script Chapter 43 3

4 [Comienzo de Sección 43-2] Por favor, pasa a la página 985 para empezar la Sección 43-2, Cómo Funcionan las Hormonas. Las Hormonas Actúan Sobre Células Específicas Una célula objetivo es una célula específica a la que una hormona lleva un mensaje, en consecuencia, estimulando la acción deseada. Una hormona reconoce a una célula objetivo por su "localización." La localización es un receptor situado bien en la superficie de la célula objetivo (la membrana de la célula) o en el interior de la célula (el citoplasma o núcleo). La forma de una hormona corresponde con una determinada proteína receptora en su célula objetivo, al igual que una llave encaja en una cerradura. Mira la Figura Las hormonas actúan sobre las células objetivo sujetándose a su receptor para indicar a la célula que cambie su actividad. Existen básicamente dos tipos de hormonas. La mayoría de las hormonas se clasifican bien como hormonas basadas en aminoácidos o como hormonas esteroides. Las hormonas basadas en aminoácidos están compuestas por aminoácidos (modificadas o compuestas de 2 a 200 aminoácidos asociados como proteína). La mayoría de hormonas basadas en aminoácidos son agua soluble. Las hormonas esteroides son hormonas lípidas que el cuerpo fabrica a partir del colesterol y son grasa soluble. Las Hormonas Sujetan a los Receptores Cuando una hormona sujeta a un específico receptor en una célula objetivo, lleva un mensaje, o señal, a esa célula. De este modo actúa como un "primer mensajero." Lo que sucede después depende del tipo de hormona. Las hormonas basadas en aminoácidos no son grasas solubles, por eso no pueden traspasar la membrana de las células. La mayoría sujetan a los receptores que se encuentran enclavados en la superficie de la membrana de la célula. Mira la Figura 43-4 para ver la trayectoria que sigue la actuación de una hormona basada en aminoácidos. El proceso de sujetarse a los receptores por las hormonas basadas en aminoácidos es un proceso de cuatro pasos que se resume aquí: Paso 1-Una hormona basada en aminoácidos se sujeta a una proteína receptora. La forma de la proteína receptora cambia. Paso 2-El cambio de forma tiene como consecuencia la activación de un segundo mensajero, una molécula que pasa el mensaje al interior de la célula. Un ejemplo es cuando el glucagón se sujeta a un receptor, se activa una enzima que convierte el ATP dentro de la célula en AMP cíclico (camp). Paso 3-El segundo mensajero activa o desactiva ciertas enzimas en cascada. Paso 4-La actividad de la célula objetivo es finalmente cambiada por la última encima de la Biology: Principles and Explorations. Spanish Audio CD Program Script Chapter 43 4

5 cascada. En el caso del glucagón, las moléculas de AMP alteran la actividad de las células del hígado activando una serie de enzimas que descomponen el glucógeno en células individuales de glucosa. Mira la página siguiente. Las hormonas esteroides y tiroides son grasas solubles y pueden traspasar la membrana de las células de sus células objetivo. Las hormonas esteroides se sujetan a los receptores situados tanto en el citoplasma de una célula objetivo como en el núcleo. Las hormonas tiroides se sujetan a los receptores en el núcleo de una célula objetivo. Por favor, mira las Figuras 43-5 y 6. La Figura 5 muestra una situación estresante que puede inducir a la liberación de cortisona. La Figura 6 ilustra como trabaja la cortisona de la hormona esteroide. Los pasos se resumen aquí: Paso 1-La hormona y el receptor forman un compuesto hormona-receptor en el citoplasma. Paso 2-El compuesto hormona-receptor penetra en el núcleo de la célula y se sujeta al ADN. Paso 3-La sujeción puede activar o no activar un gen. El gen puede experimentar transcripción y traslación (síntesis de la proteína) o la transcripción y traslación es inhibida. Paso 4-La activación del gen hace que se fabriquen específicas proteínas, como las enzimas. Las enzimas alteran las actividades de las células. Por ejemplo, la cortisona estimula la fabricación de enzimas que llevan a la descomposición de proteínas y grasas y a su conversión en glucosa. Más glucosa se encuentra disponible para las células como energía de forma que pueden responder al estrés. Si el receptor para un esteroide o una hormona tiroides está en el núcleo, la hormona penetra en el núcleo y se sujeta al receptor allí. El compuesto hormona-receptor entonces se sujeta y afecta al ADN. La Liberación de Hormonas Debe Estar Regulada El cuerpo humano fabrica más de 40 hormonas y debe regularlas. Los impulsos nerviosos pueden aumentar o disminuir la secreción de algunas hormonas, como la liberación de la hormona oxitocina en el pecho lactante de la madre. El nivel de muchas hormonas en la sangre se para o su propia producción se activa y desactiva por mecanismos de retroacción que detectan la cantidad de hormonas ya en circulación. Después de la retroacción, el sistema endocrino ajusta la cantidad de hormonas hechas o liberadas. Cuando los altos niveles de producción de hormonas estimulan más hormonas, eso se llama retroacción positiva. En las personas, sin embargo, la mayoría de las hormonas que se liberan están reguladas por una retroacción negativa. En este mecanismo un cambio en una dirección tiene como consecuencia evitar más cambios en la misma dirección. Mira la Figura En la retroacción negativa, una sustancia secundaria inhibe la producción de la sustancia estimulante inicial. Biology: Principles and Explorations. Spanish Audio CD Program Script Chapter 43 5

6 Mira ahora la página siguiente. Los altos niveles de una hormona inhiben la producción de más hormonas. Los bajos niveles estimulan la producción. La retroacción negativa funciona como una persona intentando mantener una determinada velocidad en un automóvil usando el acelerador. Si el automóvil va demasiado deprisa, el conductor suelta el pedal del acelerador. Si el automóvil va demasiado despacio, el conductor presiona el pedal. El hígado también cumple una función en la retroacción alejando las hormonas de la sangre y descomponiéndolas. [Ultimo de Sección 43-2] Biology: Principles and Explorations. Spanish Audio CD Program Script Chapter 43 6

7 [Comienzo de Sección 43-3] Por favor, pasa a la página 990 para empezar la Sección 43-3, Las Principales Glándulas Endocrinas Corporales. Dos Glándulas Endocrinas Son El Principal Centro de Control Dos glándulas endocrinas controlan la liberación de hormonas. Son la glándula hipotálamo y la glándula pituitaria. Mira la Figura Muchas hormonas son liberadas en una cascada que comienza con la liberación de hormonas del hipotálamo. El hipotálamo se encuentra en la zona del cerebro que coordina las actividades del sistema nervioso y del sistema endocrino. También controla muchas funciones corporales, incluyendo la temperatura corporal, la presión sanguínea y las emociones. El hipotálamo recibe información de otras partes del cerebro y de las concentraciones de las hormonas circulantes de la sangre. El hipotálamo responde emitiendo instrucciones, en forma de hormonas, a la glándula pituitaria. Mira la página siguiente. La glándula pituitaria es una glándula endocrina suspendida del hipotálamo por un corto tallo. La glándula pituitaria segrega muchas hormonas. Las células nerviosas del hipotálamo fabrican al menos seis hormonas que se liberan en una red de vasos sanguíneos entre el hipotálamo y la glándula pituitaria. Algunas son hormonas "de liberación", que hacen que la pituitaria anterior (de la parte frontal) fabrique y libere una hormona pituitaria correspondiente. Las hormonas "de inhibición" indican a la glándula pituitaria anterior que pare la secreción de una de sus hormonas. Determinadas hormonas pituitarias viajan hasta una glándula endocrina lejana y hacen que produzca su hormona particular. Otras hormonas pituitarias actúan directamente sobre sus células objetivo. Las hormonas pituitarias están resumidas en la Tabla Examina los tejidos objetivo y los efectos de cada hormona. Las células nerviosas del hipotálamo tienen axones que se prolongan hasta la parte de atrás de la glándula pituitaria, la glándula pituitaria posterior. Dos hormonas producidas por las células nerviosas del hipotálamo son almacenadas en la glándula pituitaria posterior y son liberadas cuando es necesario. Son la hormona oxitocina y la hormona antidiurética [ADH o vasopresina]. La oxitocina desencadena la expulsión de leche durante la lactancia y las contracciones uterinas durante el nacimiento. El ADH hace que los riñones formen orina más concentrada, conservando agua en el cuerpo. El Tiroides Regula el Metabolismo, el Desarrollo, y los Niveles de Calcio Primero, mira la Figura Biology: Principles and Explorations. Spanish Audio CD Program Script Chapter 43 7

8 Observa que la glándula tiroides se encuentra situada en el cuello y en la envoltura alrededor de la tráquea. La glándula paratiroides se encuentra situada en la parte de atrás de la glándula tiroides. La glándula tiroides es una glándula endocrina. La palabra "tiroides" viene de una palabra griega que significa "coraza." El metabolismo y el desarrollo están regulados por las hormonas tiroides, que regulan la frecuencia metabólica corporal y estimulan el normal crecimiento del cerebro, huesos y músculos durante la infancia. También influyen en la reproducción y en el mantenimiento de alerta mental en los adultos. Las hormonas tiroides son aminoácidos modificados producidos por el añadido de yoduro al aminoácido tiroxina. Si la sal yodada falta en la dieta, la glándula tiroides se agranda enormemente. Una glándula tiroides agrandada se llama bocio. Mira la Figura La persona de la foto tiene un bocio. La producción insuficiente de hormonas tiroides es conocida como hipotiroidismo, que puede limitar permanentemente el crecimiento, causar retraso mental, o ambas cosas. En los adultos, el hipotiroidismo puede provocar una falta de energía, sequedad de la piel y aumento de peso. La sobreproducción de hormonas tiroides, hipertiroidismo, puede provocar nerviosismo, problemas de sueño, un irregular ritmo cardiaco y pérdida de peso. Un alto nivel de calcio en la sangre estimula a las glándulas tiroides para producir una hormona llamada "calcitonina," la cual estimula al calcio a ser depositado en los tejidos de los huesos rápidamente, reduciendo el nivel de calcio en la sangre. El calcio se usa, entre otras finalidades, para la contracción muscular. La hormona paratiroides (PTH) es producida por cuatro glándulas paratiroides adheridas a la parte de atrás de la glándula tiroides. El PTH se fabrica y se libera en respuesta a una caída del nivel de calcio en la sangre. El PTH también hace que los riñones reabsorban iones de calcio procedentes de la orina y lleva a la activación de vitamina D. Mira la página siguiente. Las Suprarrenales Reaccionan Frente al Estrés Tu cuerpo tiene dos glándulas suprarrenales, órganos endocrinos situados encima de cada riñón. Son glándulas del tamaño de una almendra que son en realidad dos glándulas: el núcleo interno es la médula suprarrenal, y la coraza externa es la corteza suprarrenal. Por favor, mira la Figura La médula suprarrenal está implicada en el síndrome pelea o huye que se desencadena cuando una persona se encuentra en una situación estresante. La respuesta inmediata al estrés es la liberación de hormonas epinefrinas y norepinefrinas. Estas hormonas incrementan el ritmo cardiaco, la presión sanguínea, el nivel de azúcar en la sangre, y el flujo de sangre la corazón y a los pulmones. Una respuesta a más largo plazo frente al estrés es producida por las hormonas cortisona y aldosterona por la corteza suprarrenal. La cortisona suprime el sistema inmunitario. Un derivado artificial de la cortisona, la prednisona es usado como fármaco anti-inflamatorio. Biology: Principles and Explorations. Spanish Audio CD Program Script Chapter 43 8

9 La aldosterona ayuda en primera instancia a recuperar los iones de sodio de los líquidos retirados por los riñones, lo que ayuda a impedir que los iones se pierdan en la orina. La aldosterona eleva la presión sanguínea y reduce los niveles de potasio en la sangre, impidiendo que se acumulen niveles peligrosos en la sangre. El Páncreas y Otros Órganos También Producen Hormonas Además de las hormonas tratadas, el estómago, el intestino delgado, el timo, los riñones, el hígado y el corazón contienen todos ellos células endocrinas que producen hormonas. El estómago y el intestino delgado, por ejemplo, segregan gastrina, que regula la liberación de ácidos y enzimas digestivas. La regulación de los niveles de azúcar en la sangre se efectúa por el páncreas, que contiene grupos de células especializadas llamadas las isletas de Langerhans. Dos hormonas producidas en las isletas controlan el nivel de glucosa en la sangre. La insulina estimula la acumulación de glucógeno en el hígado, lo que proporciona energía almacenada para tiempos de carestía. La insulina también estimula la toma de glucosa por los músculos y la transformación de glucógeno en energía. Estas actividades bajan los niveles de glucosa en la sangre. El glucagón tiene el efecto contrario. Hace que las células del hígado liberen glucosa que se almacena como glucógeno y de este modo eleva los niveles de azúcar en la sangre. Mira la Figura Las isletas de Langerhans son grupos de células que están en el páncreas. Las células de tinte claro producen glucagón. Las células de tinte oscuro producen insulina. Mira la página siguiente. La diabetes mellitus es un desajuste grave en el cual las células son incapaces de obtener glucosa de la sangre, lo que tiene como consecuencia unos altos niveles de glucosa en la sangre. Los riñones excretan el exceso de glucosa a lo que sigue el agua. La consecuencia son unos volúmenes excesivos de orina y una sed constante. Las células usan las provisiones de grasas y proteínas del cuerpo como energía. La descomposición de grasa desemboca en la acumulación de productos ácidos en la sangre, lo que puede llevar a una reducción del ph de la sangre, al coma, y en casos extremos a la muerte. Existen dos tipos de diabetes mellitus. El tipo I de diabetes es una enfermedad hereditaria auto inmune. El sistema inmunitario ataca las isletas de Langerhans, haciendo bajar los niveles de insulina. Esta es una forma de diabetes insulino-dependiente y es tratada con inyecciones diarias de insulina. El tipo I normalmente se desarrolla antes de los 20 años. La gente con diabetes del tipo II (no insulino-dependiente) tiene con frecuencia un número anormalmente bajo de receptores de insulina, aunque el nivel de insulina en su sangre es a menudo más alto de lo normal. El tipo II de diabetes con frecuencia se desarrolla después de los 40, a menudo como resultado de la obesidad y de un estilo de vida inactivo. Es normalmente tratada con una dieta y ejercicio y a veces dosis diarias de medicación diferente de la insulina. Los ovarios y los testículos también segregan hormonas que ayudan a regular la reproducción. El Biology: Principles and Explorations. Spanish Audio CD Program Script Chapter 43 9

10 estrógeno y la progesterona de los ovarios y la testosterona de los testículos influyen en la formación de los gametos y controlan la conducta sexual y los ciclos. Estas hormonas también estimulan el desarrollo de las características secundarias del sexo, como el tamaño del pecho, el crecimiento del pelo y el desarrollo muscular. La glándula pineal es una glándula del tamaño de un guisante situado en el cerebro. Segrega la hormona melatonina, una forma modificada del aminoácido triptofan. La función de la glándula pineal en las personas no es conocida. La melatonina parece que es liberada por la glándula pineal de las personas como respuesta a la oscuridad. Se cree que está involucrada en el establecimiento de los biorritmos diarios. Mira la Figura El sueño es un ejemplo de un biorritmo diario. Se cree que la melatonina influye en el sueño. Por favor, observa que la temperatura del cuerpo varía durante el ciclo vigilia-sueño. La glándula pineal ha sido implicada en los desajustes en los estados de ánimo como la depresión invernal, también llamada "síndrome del desajuste afectivo estacional (SAD)." Esto concluye el Capítulo 43. [Ultimo de Sección 43-3] Biology: Principles and Explorations. Spanish Audio CD Program Script Chapter 4310

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