Sistema endocrí

El sistema endocrí o sistema hormonal és un conjunt d'òrgans i teixits de l'organisme que alliberen un tipus de substàncies anomenades hormones i està constituït a més d'aquestes, per cèl·lules especialitzades i glàndules endocrines. Actua com una xarxa de comunicació cel·lular que respon als estímuls alliberant hormones i és l'encarregat de diverses funcions metabòliques de l'organisme.

Els òrgans i glàndules del sistema endocrí produeixen, emmagatzemen i secreten hormones; les hormones fabricades s'utilitzen internament en el cos i la seva acció pot tardar a manifestar-se. Totes les hormones produïdes estan interrelacionades. Perquè el procés funcioni de manera adequada necessita glàndules que produeixen les substàncies necessàries, un flux de sang per a transportar les hormones al llocs de recepció i un sistema, regit per l'hipotàlam, per a controlar com es produeixen i utilitzen.

Funcions del sistema endocrí

Entre les principals funcions trobem:

• Controlar la intensitat de les funcions químiques a les cèl·lules.
• Regir el transport de substàncies a través de les membranes de les cèl·lules.
• Regular l'equilibri (homeostasi) de l'organisme.
• Fer aparèixer els caràcters sexuals secundaris.
• Altres aspectes del metabolisme de les cèl·lules, com el creixement i la secreció.

El sistema endocrí, nerviós i reproductiu junt amb els ronyons, els intestins, el fetge i el greix ajuden a mantenir i controlar:

• Els nivells d'energia del cos
• La reproducció
• El creixement i desenvolupament
• L'equilibri intern (homeostasi)
• Les reaccions a les condicions ambientals

Anatomia

Glàndules situades al sistema nerviós central i hormones que produeixen

El sistema endocrí està format per un seguit de glàndules endocrines que segreguen a la sang els productes que produeixen: les hormones. Els sistema endocrí fa funcions de control que se sumen a l'acció del sistema nerviós, però així com el control que exerceix el sistema nerviós es manifesta de manera ràpida, els efectes dels processos que controla el sistema endocrí necessiten temps per manifestar-se, de vegades anys. Tanmateix hi ha hormones com l'adrenalina que poden provocar efectes molt ràpids, com en el cas de la resposta del cos a la por o a una situació de perill. As Però en general, les glàndules endocrines regulen processos de llarga durada com el metabolisme o el creixement.

A diferència de les glàndules exocrines, les glàndules endocrines no disposen de conductes per secretar els seus productes, funcionen agafant productes de la sang i tornant a la sang els que produeixen.

• Hipotàlem: aquesta glàndula del sistema nerviós central està situada a sobre de la hipòfisi i el seu paper fonamental és el de fer d'intermediari entre el sistema nerviós i el sistema endocrí, produeix tot un seguit d'hormones, la majoria actuen sobre la hipòfisi, que provoquen que s'alliberin d'altres hormones.
• Glàndula pineal: aquesta glàndula es troba en el cervell dels vertebrats i per mitjà de la secreció de la melatonina regula els ritmes circadiaris.
• Hipòfisi: aquesta glàndula del sistema nerviós central, també anomenada glàndula pituïtària, és a la base del crani, sota l'encèfal i està estretament relacionada amb l'hipotàlem per a regular la majoria de les funcions de l'organisme per mitjà d'hormones. En els humans consta de dues parts o lòbuls, l'adenohipòfisi o lòbul anterior que secreta hormones sota el control de l'hipotàlem i la neurohipòfisi o lòbul posterior que només emmagatzema hormones. En alguns vertebrats hi ha un tercer lòbul central que secreta l'hormona estimuladora dels melanòcits.
• Glàndules dependents de la hipòfisi
  • Glàndula tiroide: aquesta glàndula és al coll, sota el cartílag tiroide, i controla la rapidesa amb què crema l'energia, mitjançant la producció de les hormones tiroïdals (triiodotironina, tiroxina, calcitonina) i regulant la sensibilitat del cos a altres hormones.
  • Ovaris: a més de produir òvuls, els ovaris també produeixen hormones femenines, als fol·licles de Graaf es produeixen estrogens, com l'estradiol o l'estrona, que són els responsables dels caràcters sexuals secundaris femenins; i al cos luti es produeix progestagens com la progesterona, involucrada en el cicle menstrual, l'embaràs i l'embriogènesi, o la inhibina, amb un paper fonamental a la menstruació.
  • Testicles: a més de produir espermatozous, els testicles també produeixen androgens, hormones sexuals masculines, principalment produeixen testosterona a les cèl·lules de Leydig, que entre altres coses és la responsable dels caràcters sexuals secundaris masculins i de l'espermatogènesi sota el control de l'hormona luteïnitzant que produeix l'adenohipòfisi.
• Glàndules independents de la hipòfisi
  • Glàndula paratiroide: aquesta glàndula endocrina, que en els mamífers acostuma a tenir quatre elements que se situen sobre la part posterior de la glàndula tiroides, produeix l'hormona paratiroïdal que actua com a reguladora de la concentració de calci a la sang i al líquid intersticial. També actua sobre els receptors acoblats a la proteïna G i sobre el monofosfat d'adenosina cíclic per estimular l'alliberament de calci dels osos i la reabsorció de calci als túbuls renals. A més actua sobre la vitamina D que incrementa l'absorció de calci als intestins.
  • Pàncrees: a més del seu paper en la digestió dels aliments, el pàncrees també fa funcions de glàndula endocrina secretant algunes hormones produïdes als illots de Langerhans, entre aquestes hi ha la insulina i el glucagó, que controlen els nivells de glucosa activant o inhibint diferents processos metabòlics. Un dèficit en la producció d'insulina comporta l'aparició de la malaltia de la diabetis.
• Glàndules suprarenals: en aquestes unes glàndules endocrines, que en els mamífers tenen forma de triangle i es troben sobre els ronyons, es diferencien dues parts, el còrtex i la medul·la suprarenal. El còrtex és la part exterior que produeix hormones esteroides essencials per a la vida com els corticoides (els glucocorticoide controlen el metabolisme dels hidrats de carboni, els greixos i les proteïnes, un exemple és el cortisol; els mineralocorticoides com l'aldosterona tenen un paper en el manteniment de l'equilibri de l'aigua i dels nivells de sals minerals). El còrtex també produeix hormones que intervenen en el control dels caràcters sexuals secundaris de manera complementària a les produïdes per les gònades. La medul·la suprarenal es troba embolcallada pel còrtex i produeix principalment adrenalina, que desencadena la resposta del cos a situacions de perill o por, i també noradrenalina.
• Tim: aquesta glàndula endocrina, present en els vertebrats i que en els humans és al mediastí, darrere de l'estèrnum, la seva mida és màxima en els lactants i es va reduint amb l'edat fins a arribar a quasi desaparèixer en els adults. La seva funció relacionada amb el sistema immunitari no va començar a ser coneguda fins a mitjans del segle XX i està relacionada amb la secreció de timosina.

• Estómac: aquest òrgan de l'aparell digestiu també sintetitza hormones que són alliberades a la sang, ho fan les cèl·lules endocrines situades a la capa de la mucosa. Les cèl·lules G, que es troben sobretot a la regió del càrdies, produeixen gastrina, l'hormona que estimula la secreció d'àcid clorhídric (Hcl) i les cèl·lules ECL histamina que estimula la producció d'àcids gàstrics. Les cèl·lules P/D1 de la mucosa produeixen grelina u hormona de la gana que estimula l'apetit; les cèl·lules EC produeixen serotonina i les cèl·lules D somatostatina.

• Duodè: El duodè regula la velocitat de buidatge de l'estómac per mitjà de la secreció d'hormones. Les cèl·lules de l'epiteli duodenal alliberen secretina i colecistoquinina a la sang en resposta a estímuls d'àcids i greixos quan el pílor s'obre i allibera el quim gàstric al duodè per a la seva digestió. Això provoca que la vesícula biliar alliberi la bilis produïda pel fetge i que el pàncrees alliberi bicarbonat i enzims digestius com tripsina, lipasa i amilasa en el duodè.
• Fetge: El fetge també produeix hormones com el factor de creixement tipus insulina 1 (IGF-1), una hormona polipèptida que té un paper important en el creixement infantil i que continua tenint efectes anabòlics en els adults, o la trombopoietina (TPO), una hormona glicoproteica que regula la producció de plaquetes a la medul·la òssia.
• Cor: El cor produeix el pèptid natriurètic atrial, una hormona polipeptídica que manté l'equilibri homeostàtic de l'aigua, sodi, potassi i greixos alliberant-se en resposta a una pressió sanguínia alta; el miocardi també es produeix el pèptid natriurètic cerebral que té l'efecte contrari.

Hormones

Article principal: Hormona

Les hormones són substàncies segregades per cèl·lules especialitzades, localitzades en glàndules de secreció interna o glàndules endocrines, o també per cèl·lules epitelials i intersticials amb la finalitat d'afectar la funció d'altres cèl·lules. Hi ha hormones animals i hormones vegetals, com l'auxina, àcid abscisses, citoquinina, giberelina i l'etilè.

Són transportades per via sanguínia o per l'espai intersticial, biodisponibles o associades a certes proteïnes, que estenen la seva vida mitjana al protegir de la degradació, i fan el seu efecte en determinats òrgans o teixits diana (o blanc) a distància d'on es van sintetitzar, sobre la mateixa cèl·lula que la sintetitza (acció autocrina) o sobre cèl·lules contigües (acció paracrina) intervenint en la comunicació cel·lular. Existeixen hormones naturals i hormones sintètiques. Unes i altres s'utilitzen com a medicaments en certs trastorns, en general, encara que no únicament, quan és necessari compensar la seva falta o augmentar els seus nivells si són menors del normal.

Les hormones pertanyen al grup dels missatgers químics, que inclou també als neurotransmissors. A vegades és difícil classificar un missatger químic com hormona o neurotransmissor. Tots els organismes multicel·lulars produeixen hormones, incloent les plantes (fitohormones). Les hormones més estudiades en animals (i humans) són les produïdes per les glàndules endocrines, però també són produïdes per gairebé tots els òrgans humans i animals.

Una determinada hormona només actua sobre un tipus específic de cèl·lules, que són aquelles que a la seva membrana plasmàtica tenen els receptors adequats per a aquella hormona. En unir-se l'hormona als receptors de la membrana de la cèl·lula es provoca una reacció al citoplasma que habitualment consisteix en el desencadenament del procés de producció d'alguna substància destinada a activar alguna funció.

L'especialitat mèdica que s'encarrega de l'estudi de les malalties relacionades amb les hormones és l'endocrinologia.

Tipus d'hormones

Segons la seva naturalesa química, es reconeixen dos grans tipus d'hormones:

• Hormones peptídiques. Són derivats d'aminoàcids (com les hormones tiroïdals), o bé oligopeptids (com la vasopressina) o polipèptids (com l'hormona del creixement). En general, aquest tipus d'hormones no poden travessar la membrana plasmàtica de la cèl·lula diana, per la qual cosa els receptors per aquestes hormones es troben en la superfície cel·lular. Les hormones tiroïdals són una excepció, ja que s'uneixen a receptors específics que es troben en el nucli cel·lular.

• Hormones lipídiques. Són esteroides (com la testosterona) o eicosanoides (com les prostaglandines). Donat el seu caràcter lipòfiles, travessen sense problemes la bicapa lipídica de les membranes cel·lulars i els seus receptors específics es troben a l'interior de la cèl·lula diana.

Mecanismes d'acció hormonal

Les hormones tenen la característica d'actuar sobre les cèl·lules diana, que han de disposar d'una sèrie de receptors específics.

1. Actuen sobre el metabolisme.
2. S'alliberen a l'espai extra cel·lular.
3. Viatgen a través de la sang.
4. Afecten teixits que es poden trobar lluny del punt d'origen de l'hormona.
5. El seu efecte és directament proporcional a la seva concentració.
6. Independentment de la seva concentració, requereixen adequada funcionalitat del receptor, per exercir el seu efecte.
7. Regulen el funcionament del cos.

Els principals efectes es poden concretar en:

• Estimulant: promou activitat en un teixit. Ex: la prolactina o la guesina.
• Inhibitori: disminueix activitat en un teixit. Ex: somatostatina.
• Antagonista: quan un parell d'hormones tenen efectes oposats entre si. Ex: insulina i glucagó.
• Sinergistes: quan dues hormones en conjunt tenen un efecte més potent que quan es troben separades. Ex: hGH i T3/T4
• Tròpic: aquesta és una hormona que altera el metabolisme d'un altre teixit endocrí. Ex: les gonadotropines, que serveixen de missatgers químics.

Hi ha dos tipus de receptors cel·lulars:

• Receptors de membrana. Els utilitzen les hormones peptídiques. Les hormones peptídiques (primer missatger) es fixa a un receptor proteic que hi ha a la membrana de la cèl·lula, i estimula l'activitat d'una altra proteïna (unitat catalítica), que fa passar l'ATP (intracel·lular) a AMP (segon missatger), que juntament amb el calci intracel·lular, activa l'enzim proteïnaquinasa (responsable de produir la fosforilació de les proteïnes de la cèl·lula, que produeix una acció biològica determinada). Aquesta és la teoria o hipòtesi del segon missatger o de Sutherland.
• Receptors intracel·lulars. Els utilitzen les hormones esteroidees. L'hormona travessa la membrana de la cèl·lula diana per difusió. Un cop dins del citoplasma, penetra fins i tot en el nucli de la cèl·lula, on es fixa l'ADN i fa que se sintetitzi ARNm, que indueix a la síntesi de noves proteïnes, que es traduiran en una resposta fisiològica.

Principals hormones

Les glàndules endocrines produeixen i secreten diversos tipus químics d'hormones:

1. Esteroidees: solubles en lípids, es difonen fàcilment cap a dins de la cèl·lula diana. S'uneix a un receptor dins de la cèl·lula i viatja cap a algun gen de l'ADN nuclear al que estimula la seva transcripció. En el plasma, el 95% d'aquestes hormones viatgen acoblades a transportadors proteics plasmàtics.
2. No esteroide: derivades d'aminoàcids. S'adhereixen a un receptor a la membrana, a la part externa de la cèl·lula. El receptor té en la seva part interna de la cèl·lula un lloc actiu que inicia una cascada de reaccions que indueixen canvis en la cèl·lula. L'hormona actua com un primer missatger i els bioquímics produïts, que indueixen els canvis en la cèl·lula, són els segons missatgers.
3. Amines: aminoàcids modificats. Ex: adrenalina, noradrenalina.
4. Pèptids: cadenes curtes d'aminoàcids, per ex: OT, ADH. Són hidrosolubles amb la capacitat de circular lliurement en el plasma sanguini (per la qual cosa són ràpidament degradades: vida mitjana <15 min). Interaccionen amb receptors de membrana activant d'aquesta manera segons missatgers intracel·lulars.
5. Proteiques: proteïnes complexes. Ex: GH, PcH
6. Glucoproteïnes: ex: FSH, LH

Algunes glàndules endocrines i les seves hormones

Glàndula endocrina	Hormona	Teixit diana	Accions principals
Hipotàlem (producció) Lòbul posterior de la hipòfisi (emmagatzematge i alliberament)	Oxitocina	Úter	Estimula les contraccions
		Glàndules mamàries	Estimula l'expulsió de llet cap els conductes
	Hormona antidiürètica (vasopressina)	ronyons (conductes col·lectors)	Estimula la reabsorció d'aigua; conserva aigua
Hipotàlem (producció) Lòbul anterior de la hipòfisi	Hormona del creixement (GH)	General	Estimula el creixement en promoure la síntesi de proteïnes
	Prolactina	Glàndules mamàries	Estimula la producció de llet
	Hormona estimulant de la tiroide (TSH)	Tiroide	Estimula la secreció d'hormones tiroïdals; estimula l'augment de la mida de la glàndula tiroide.
	Hormona adrenocorticotròpica (ACTH)	Escorça suprarenal	Estimula la secreció d'hormones corticosuprarenals
	Hormones gonadotròpiques (fol·liculoestimulant, FSH; luteinizant, LH)	gònades	Estimula el funcionament i creixement gonadals
Tiroide	Tiroxina (T4) i triiodotironina (T3)	General	Estimulen el metabolisme; essencial per al creixement i desenvolupament normals
	Calcitonina	Os	Redueix la concentració sanguínia de calci inhibint la degradació ósea per osteoclasts
Glàndules paratiroides	Hormona paratiroïdal	Os, ronyons, tub digestiu	Incrementa la concentració sanguínia de calci estimulant la degradació òssia; estimula la reabsorció de calci pels ronyons; activa la vitamina D
Illots de Langerhans del pàncrees	Insulina	General	Redueix la concentració sanguínia de glucosa facilitant la captació i la utilització d'aquesta per les cèl·lules; estimula la glucogènesi; estimula l'emmagatzematge de greix i la síntesi de proteïna.
	Glucagó	Fetge, teixit adipós	Augmenta la concentració sanguínia de glucosa estimulant la glucogenòlisi i la gluconeogènesi; mobilitza el greix.
Medul·la suprarenal	Adrenalina i noradrenalina	Múscul, miocardi, vasos sanguinis, fetge, teixit adipós	Ajuda a l'organisme a afrontar l'estrès; incrementa la freqüència cardíaca, la pressió arterial, la taxa metabòlica; desvia el rec sanguini; mobilitza greix; eleva la concentració sanguínia de sucre.
Escorça suprarenal	Mineralocorticoides (aldosterona)	Túbuls renals	Manté l'equilibri de sodi i fosfat.
	Glucocorticoides (cortisol)	General	Ajuda l'organisme a adapatar-se a l'estrès a llarg termini; eleva la concentració sanguínia de glucosa; mobilitza greix.
Glàndula pineal	Melatonina	Gònades, cèl·lules pigmentàries, altres teixits	Influeix en els processos reproductius en cricets i altres animals; pigmentació en alguns vertebrats; pot controlar bioritmes en alguns animals; pot ajudar a controlar l'inici de la pubertat en l'ésser humà.
Ovari	Estrogens (estradiol)	General; úter	Desenvolupament i manteniment de caràcters sexuals femenins, estimula el creixement del revestiment uterí.
	Progesterona	Úter; mama	Estimula el desenvolupament del revestiment uterí.
Testicles	Testosterona	General; estructures reproductives	Desenvolupament i manteniment de caràcters sexuals masculins; promou l'espermatogènesi; creixement en l'adolescència
	Inhibina	Lòbul anterior de la hipòfisi	Inhibeix l'alliberament de FSH

Malalties endocrines

Anys potencials de vida perduts a causa dels trastorns endocrins per 100.000 habitants el 2002.

  sense dades

  menys de 80

  80-160

  160-240

  240-320

  320-400

  400-480

  480-560

  560-640

  640-720

  720-800

  800-1000

  més de 1000

Article principal: Malaltia endocrina

La disciplina de la medicina que estudia i tracta les malalties del sistema endocrí és l'endocrinologia. Les malalties endocrines són habituals, en són exemples comuns la diabetis mellitus, el goll o l'obesitat causada per trastorns hormonals. Les malalties endocrines es poden caracteritzar per un desordre de l'alliberament d'hormones (com en el cas de l'adenoma d'hipòfisi conegut com a síndrome de Cushing que provoca una producció desproporcionada de corticotropina), una resposta inadequada a la comunicació (com en el cas de l'hipotiroïdisme), la manca d'una glàndula, o el creixement descontrolat d'una glàndula (com en el cas del goll que és el creixement la glàndula tiroide.

En termes generals, els trastorns endocrins es poden subdividir en tres grups:

1. Hiposecreció de les glàndules endocrines (que condueix al dèficit d'hormona)
2. Hipersecreció de les glàndules endocrines (que condueix a un excés d'hormona)
3. Tumors (benignes o malignes) de les glàndules endocrines

El funcionament per sota del normal de les glàndules endocrines pot ocórrer com a resultat de la pèrdua de reserves, d'hiposecreció, d'agènesi, d'atròfia o de danys destructius. El funcionament per sobre del normal pot ocórrer com a resultat de la hipersecreció, de canvis per hiperplàsia o per neoplàsia o a causa de la hiperestimulació.

Els trastorns endocrins són sovint molt complexos, i inclouen un quadre mixt d'hiposecreció i d'hipersecreció a causa dels mecanismes de retroalimentació que es produeixen en el sistema endocrí. Per exemple, la majoria de les formes d'hipertiroïdisme estan associades amb un excés de l'hormona tiroïdal i un baix nivell d'hormona estimulant de latiroide.

Vegeu també

• Interferent endocrí

Referències

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Sistema endocrí