sistema endocrino

Organización del sistema endocrino

El modelo de organización del sistema endocrino humano es complejo. Una buena parte de las glándulas de secreción interna, órganos que secretan sustancias útiles para el organismo (hormonas), se hallan sometidas directamente a control nervioso, constituyendo el denominado “eje hipotálamo hipofisario”.

El hipotálamo está constituido por núcleos de neuronas con función específica; está ubicado en el diencéfalo (pertenece al SNC, y se ubica en el encéfalo). Todo cambio sufrido por alguna variable biológica que atente contra el mantenimiento de la homeostasis, ya sea el ejercicio o cualquier otra causa (presencia de ácido láctico, hipoglucemia, cambios de Ph, etc.) llega al hipotálamo o comando central por vías aferentes nerviosas y químicas (por sangre). Este se encarga de interpretar las señales, luego de lo cual generara información hacia la glándula pituitaria o hipófisis, para que ella se encargue de inducir inmediatas respuestas adaptativas.

La actividad coordinadora hipotalámica sobre la glándula hipófisis se ejerce por medio de la liberación a la sangre de “factores de liberación” (hormonas hipotalámicas), con efecto estimulante o inhibidor. Estos factores son específicos para cada una de las seis hormonas producidas y liberadas en la adenohipófisis y gobiernan la secreción adenohipofisaria por medio de mecanismos de “feed-back” o retroalimentación. Su actividad coordinadora también tiene alcance sobre la neurohipófisis.

Una glándula es un órgano que secreta sustancias útiles para el organismo (hormonas). Un órgano blanco (puede ser un tejido o una glándula) es aquel al que llegan las hormonas debido a que posee sus receptores, ej: el ovario, el riñón, etc.

GLÁNDULAS CLÁSICAS

Þ Hipófisis o pituitaria

Þ Tiroides

Þ Gónadas (ovario en mujeres, testículos en el hombre)

Þ Suprarrenales o adrenales (corteza y medula suprarrenal)

La hipófisis o glándula pituitaria se encuentra en la “silla turca” que es una cavidad del hueso esfenoides del cráneo. En un corte sagital de la misma se pueden diferenciar dos lóbulos: uno anterior (adenohipófisis) y uno posterior (neurohipófisis) que deriva directamente de una bolsa de tejido nervioso y es una extensión del hipotálamo.

Los productos hormonales de la hipófisis tienen efectos muy generalizados sobre el organismo y sobre otras glándulas en el sistema endocrino. En efecto, la hipófisis produce hormonas tróficas o trofinas con capacidad para estimular el funcionamiento de otras glándulas de secreción interna. Dicha secreción, como dijimos, es controlada por medio de factores reguladores provenientes del hipotálamo.

Hormonas:

Clasificación:

Según sus características químicas podemos distinguir dos grupos de moléculas con acción hormonal: hormonas esteroides y hormonas no esteroides. Las esteroides tienen una estructura similar a la del colesterol, y la mayoría derivan del mismo. Por esa razón son liposolubles y se difunden con rapidez a través de las membranas celulares.

Las hormonas no esteroides no son liposolubles, por lo que no pueden cruzar fácilmente las membranas celulares.

Receptores:

La especificidad de las hormonas y su capacidad para reconocer su célula “objetivo”, son posibles gracias a la presencia de receptores en las células efectoras. Los receptores son proteínas que tienen la propiedad de reconocer a una hormona a pesar de sus bajas concentraciones, unirse a ella y transmitir una señal intracelular que producirá la respuesta biológica que presenta el efecto de la hormona. La interacción entre la hormona y su receptor específico se ha comparado con la disposición de una cerradura (receptor) y una llave (hormona), en la que solamente la llave correcta puede desbloquear una acción determinada dentro de las células. La combinación de una hormona destinada a su receptor correspondiente recibe la denominación de complejo hormona-receptor. La “respuesta” biológica de la célula depende:

§ del número de receptores.

§ de la concentración de la hormona.

§ de la afinidad hormona – receptor.

Los receptores para las hormonas no esteroides están localizados en la membrana celular, mientras que los de las hormonas esteroides se hallan en el citoplasma celular.

Una vez dentro de la célula, una hormona esteroide se enlaza con sus receptores específicos. El complejo hormona receptor ejerce sus efectos mediante la interacción con el ADN del núcleo de la célula blanco, es decir, mediante la inducción o represión de un gen.

Puesto que las hormonas no esteroides no pueden cruzar la membrana celular, sus receptores específicos se encuentran fuera de la célula, sobre la membrana. Este enlace (hormona-receptor) dispara una serie de reacciones enzimáticas elaborando de esta manera unas nuevas moléculas intercelulares llamadas “segundos mensajeros”, que a su vez actúan estimulando o inhibiendo determinadas reacciones químicas en el citoplasma, produciendo de esta manera el efecto final de la hormona. Algunas de estos efectos pueden ser:

· activación de enzimas celulares

· cambios en la permeabilidad de las membranas

· facilitar la síntesis de proteínas

· cambios en el metabolismo celular

· estimulación de secreciones celulares.

El sistema endocrino en el ejercicio:

Los mecanismos descriptos de comunicación intercelular tienen importancia para la producción de las manifestaciones vitales asociadas con el movimiento implícito en el ejercicio físico. Así como la transmisión nerviosa es primordial para la transmisión y conducción del impulso motor, los fenómenos endocrinos son responsables:

a) De la interrelación que existe entre el trabajo muscular y el de los tejidos proveedores de nutrientes (adiposo y hepático)

b) De la repercusión que el ejercicio provoca sobre gran cantidad de órganos, aparatos y sistemas: mantenimiento de fluidos y electrolitos durante el ejercicio y regulación del metabolismo proteico.

Por esto a continuación estudiaremos estas funciones, observando como cada uno de los ejes endocrinos con sus respectivas hormonas llevan adelante las funciones necesarias a tales fines.

Pocos procesos que se encuentren bajo control hormonal están regulados por una sola hormona, y pocas hormonas desempeñan un solo papel. Las acciones entre las hormonas pueden ser aditivas, cooperativas, preparativas, y antagónicas u opuestas. Por tanto, los juegos hormonales han de considerarse en su conjunto y no de modo individual o aislado.

Efectos hormonales sobre el metabolismo y la energía

El metabolismo de los hidratos de carbono y de las grasas es responsable del mantenimiento de los niveles de ATP musculares durante la realización de ejercicios. Varias hormonas trabajan para asegurar la disponibilidad de glucosa y de ácidos grasos libres para el metabolismo energético muscular.

· Regulación del metabolismo de los hidratos de carbono durante el ejercicio

En el caso particular del metabolismo de los hidratos de carbono, el principal combustible circulante es la glucosa. La principal estructura proveedora es el hígado; y las estructuras productoras de hormonas en relación con las fluctuaciones sanguíneas del combustible son varias glándulas endocrinas, cada una de las cuales participan de manera diferente en el sistema. Las principales glándulas endocrinas implicadas en estos mecanismos pueden clasificarse en dos grupos.

Por un lado el páncreas endocrino productor de insulina, hormona hipoglucemiante (disminuye la glucosa en sangre), y por otro las glándulas productoras de las hormonas llamadas “anti-insulínicas”, de efecto hiperglucemiante (incrementan la glucosa en sangre), estas últimas son:

Hormona hiperglucemiante

Glándula productora

Glucagon

Páncreas

Adrenalina y noradrenalina

Medula suprarrenal

Somatotrofina (STH)

Adenohipófisis

Cortisol y cortisona

Corteza suprarrenal

Tryodotironina y tiroxina (T3 y T4)

Tiroides

Mecanismo de regulación:

La concentración de glucosa en sangre durante el ejercicio depende del equilibrio entre el consumo de glucosa por los músculos y su liberación por el hígado. En reposo la liberación de glucosa hepática es facilitada por el glucagon, que estimula la descomposición del glucógeno y la formación de glucosa a partir de aminoácidos. Durante el ejercicio, la secreción de glucagon aumenta. La actividad muscular también incrementa el ritmo de liberación de catecolaminas (adrenalina y noradrenalina) por parte de la medula suprarrenal, y estas hormonas trabajan con el glucagon para aumentar todavía mas la glucogenólisis del hígado. Hay pruebas que indican que los niveles de secreción de cortisol por parte de la corteza suprarrenal también aumentan en el ejercicio. El cortisol aumenta el catabolismo de las proteínas, liberando aminoácidos para su uso dentro del hígado para la gluconeogénesis (formación de glucosa a partir de aminoácidos). Por lo tanto estas cuatro hormonas pueden incrementar la cantidad de glucosa en sangre estimulando los procesos de glucogenólisis y gluconeogénesis. Además, la hormona del crecimiento, la STH, incrementa la movilización de ácidos grasos libres y reduce el consumo celular de glucosa, por lo que las células usan menos glucosa (queda mas en circulación) y las hormonas tiroideas, T3 y T4, estimulan el catabolismo de la glucosa y de las grasas.

La cantidad de glucosa liberada por el hígado depende de la intensidad y duración del ejercicio. Cuanto mayor es la intensidad del ejercicio, mayor es la liberación de catecolaminas. Por lo tanto el ritmo de la glucogenólisis aumenta significativamente. Este proceso tiene lugar no solo en el hígado, sino también en los músculos.

Consumo muscular de glucosa:

La mera circulación de cantidades suficientes de glucosa en sangre no asegura que las células musculares vayan a tener suficiente glucosa para satisfacer sus demandas de energía. La glucosa no solamente debe ser enviada a estas células, sino que ha de ser capturada por ellas. El trabajo recae en la insulina. Una vez que la glucosa es enviada a los músculos, la insulina facilita su transporte hacia el interior de las fibras.

La sensibilidad celular a la insulina puede ser tan importante como la cantidad de hormona en circulación. El ejercicio puede estimular la unión de la insulina con receptores de las fibras musculares. La acción muscular incrementa la afinidad de los receptores insulínicos, reduciendo con ello la necesidad de niveles mas elevados de insulina en sangre para el transporte de glucosa a través de las membranas de las fibras musculares. Esto es importante, ya que durante el ejercicio tenemos cuatro hormonas intentando liberar glucosa desde sus depósitos (glucagon, somatotrofina, adrenalina y noradrenalina) y creando nueva glucosa. Unos niveles altos de insulina se oponen a su acción, impidiendo este necesario incremento en el suministro de glucosa en el plasma, necesario durante el ejercicio..

· Regulación del metabolismo de las grasas durante el ejercicio.

Aunque las grasas contribuyen en menor proporción que los hidratos de carbono a las necesidades energéticas de los músculos durante el ejercicio, la movilización y la oxidación de los ácidos grasos libres son criticas para el rendimiento en los ejercicios de resistencia. Durante tales actividades, las reservas de hidratos de carbono tienden a agotarse si se siguen utilizando a la misma tasa, y nuestro cuerpo para evitar eso, debe depender con mayor intensidad de la oxidación de las grasas para la producción de energía. Cuando las reservas de hidratos de carbono son bajas, el sistema endocrino puede acelerar la lipólisis, asegurando así que se puedan satisfacer las necesidades musculares de energía. La lipólisis se estimula también por la elevación de los niveles de adrenalina y noradrenalina.

Recordemos que los ácidos grasos libres se almacenan como triglicéridos en las células grasas (adipositos). Los triglicéridos deben descomponerse para librar los ácidos grasos libres, que entonces son transportados a las fibras musculares. El ritmo de consumo de AGL por los músculos activos guarda una fuerte relación con la concentración de estos en el plasma.

Los triglicéridos son reducidos a AGL y glicerol por una enzima especial llamada lipasa, que es activada por al menos cuatro hormonas:

Hormona

Glándula secretora

Cortisol

Corteza suprarrenal

Adrenalina y noadrenalina

Medula suprarrenal

Hormona del crecimiento (STH)

Adenohipófisis

El aumento en sangre de hormona “anti-insulínicas” activa la función de las lipasas. Por el contrario, la presencia de insulina inhibe la acción estas ultimas, con lo cual la lipólisis se vera impedida.

Además de la función del cortisol en la gluconeogénesis, esta hormona acelera también la movilización y el uso de AGL durante el ejercicio. Los niveles de cortisol en sangre alcanzan su nivel mas elevado al cabo de 30 – 45 min de ejercicio, decreciendo luego a valores casi normales.

Pero la concentración de AGL en sangre continúan elevándose durante la actividad, lo cual quiere decir que la lipasa debe continuar siendo activada por otras hormonas. Las hormonas que continúan este proceso son las catecolaminas y la STH. Los niveles en sangre de estas hormonas continúan elevándose durante la actividad, incrementando progresivamente la liberación de AGL y la oxidación de las grasas. Las hormonas tiroideas, T3 y T4, tienen efectos similares.

Por lo tanto, el sistema endocrino juega un papel critico en la regulación de la producción de ATP durante el ejercicio y puede ser el responsable del control del equilibrio entre el metabolismo de los hidratos de carbono y el de las grasas.

Efectos hormonales sobre las repercusiones sistémicas del ejercicio:

· Sobre el equilibrio de los fluidos y electrolitos durante el ejercicio.

El equilibrio de los fluidos es critico para que haya una función cardiovascular y termorreguladora optima. Al inicio del ejercicio, el agua es desplazada desde el plasma a los espacios intersticiales e intracelulares. Este desplazamiento del agua esta relacionado con la masa muscular que es activa y con la intensidad del esfuerzo. Los productos metabólicos de desecho, comienzan a acumularse en y alrededor de las fibras musculares, incrementando la presión osmótica allí. El agua es llevada a esas áreas. Asimismo, la mayor actividad muscular incrementa la tensión arterial; debido a este incremento se retira agua de la sangre. Además, durante el ejercicio aumenta la sudoración. El efecto combinado de estas acciones es que nuestros músculos comienzan a ganar agua a expensas del volumen del plasma. Por ejemplo, correr aproximadamente a un 75% del VO2 max. Produce una reducción en el volumen del plasma de entre el 5 y el 10 %. El volumen reducido del plasma disminuye nuestra tensión arterial y la intensidad del flujo de la sangre a los músculos y la piel. Ambas cosas pueden dificultar seriamente el rendimiento deportivo.

El sistema endocrino desempeña un papel importante en el control de los niveles de fluido y en la corrección de los desequilibrios. Esto se logra junto con la regulación del equilibrio de los electrolitos, especialmente el sodio. Las dos hormonas más importantes que intervienen en esta regulación son la aldosterona y la hormona antidiurética (ADH), siendo los riñones sus objetivos principales.

Mecanismo en funcionamiento.

La actividad muscular y la sudoración ocasionan disminución del plasma sanguíneo, favoreciendo esto la concentración de electrolitos en la sangre. Eso se llama hemoconcentración, e incrementa la osmolaridad del plasma. Este es el principal estimulo fisiológico para la liberación de ADH. La osmolaridad incrementada es percibida por osmorreceptores ubicados en el hipotálamo. Como respuesta, el hipotálamo manda impulsos nerviosos a la glándula

neurohipófisis, estimulando la liberación de ADH. Esta entra en la sangre, viaja hasta los riñones y favorece la retención del agua en un esfuerzo por diluir la concentración de electrolitos en sangre, devolviéndole sus niveles normales.

Por otra parte, encontramos la aldosterona, segregada por la corteza suprarrenal. Esta actúa principalmente facilitando la reabsorción renal de sodio, provocando de este modo que el cuerpo lo retenga. Cuando el sodio es retenido también lo es el agua, así que la aldosterona combate la deshidratación. La retención del sodio conlleva una mayor excreción de potasio (bomba de sodio y potasio), por lo cual la aldosterona juega también un importante papel en el equilibrio del potasio.

La secreción de aldosterona se ve estimulada por muchos factores, incluidos la menor cantidad de sodio en sangre, el menor volumen de sangre, la menor tensión arterial y la mayor concentración de potasio en sangre.

· Sobre el anabolismo proteico

Generalmente el entrenamiento de la cualidad física resistencia, cuando este es muy intenso y constituye la única clase de estimulo, posee un efecto catabólico en el organismo, sobre todo de proteínas. Es por eso que debe existir, de acuerdo a los principios del entrenamiento, otros estímulos que compensen los efectos producidos por aquellos. De allí la importancia de la combinación de las cualidades físicas en el proceso de acondicionamiento físico. El entrenamiento de la fuerza reduce los efectos negativos del entrenamiento de la resistencia, ya que promueve el balance proteico en nuestro organismo.

El sistema endocrino participa activamente en este balance: gracias a que este tipo de estímulos (entrenamientos de fuerza) se favorece la secreción de diferentes hormonas que directa o indirectamente, permiten llevar a cabo reacciones anabólicas reconstructivas de las diferentes estructuras que conforman nuestras células.

La testosterona (hormona segregada por los testículos en el hombre y por los ovarios en la mujer) posee un efecto anabólico sobre las proteínas musculares, contribuyendo con la hipertrofia muscular. Además, la testosterona junto con otras hormonas es responsable del aumento de STH (hormona de crecimiento), responsable directa del aumento de masa muscular y por ende de la fuerza. Los niveles elevados de testosterona, además de estimular la síntesis proteica actuando sobre el ADN y el ARN celular, aumentan la síntesis de glucógeno muscular y los depósitos de fosfocreatina, favoreciendo el aumento de fuerza muscular.

La STH es la hormona responsable del crecimiento y desarrollo de diversos tejidos del cuerpo, principalmente del músculo y cartílagos. Incrementa el ingreso de aminoácidos a las células por activación de los sistemas de transporte, al tiempo que estimula la síntesis proteica.

De esta manera interviene en la reparación de proteínas contráctiles y tejido en general, necesarias después del ejercicio, así como en la preparación del tejido muscular para una próxima y adecuada acción. Como veíamos anteriormente, promueve el consumo de glucosa y lípidos durante el ejercicio; por ello se considera que el ahorro de proteínas es el principal motor que esta hormona pone en marcha para lograr el aumento de la síntesis proteica y de la inducción del crecimiento.

La mayoría de los estudios parecen indicar que la STH (somatotrofina) actúa principalmente como potenciadora de otras hormonas llamadas igf1 e igf2 (insulin-like growth factors), cuyas acciones principales son:

1. Aumentar la síntesis proteica.

2. Aumentar la captación de proteínas (aminoácidos) por parte del músculo.

3. Reducir la utilización de proteínas.

4. Estimular el crecimiento de los cartílagos.

Como se puede observar, todos estos efectos son compatibles con la hipertrofia que acompaña al entrenamiento de fuerza.

Los efectos de la insulina sobre el recambio proteico consisten en su acción promotora de síntesis en la mayoría de los tejidos junto a la STH y testosterona. Sus acciones fisiológicas consisten en incrementar la captación de aminoácidos por parte del músculo, la síntesis de proteínas a nivel ribosómico, reduciendo el catabolismo proteico. En el hígado, incrementa la síntesis proteica y la lipídica. El efecto general consiste en el incremento del crecimiento celular.

Por ultimo, podemos comentar que la T3 – T4 modulan e impulsan las adaptaciones mencionadas, gracias a sus efectos sistémicos.

Hormonas

Glándula de secreción

STH u hormona del crecimiento

Adenohipófisis

Testosterona

Ovarios – Testículos

Insulina

Páncreas

T3 – T4

Tiroides

Mecanismo de funcionamiento.

Durante el ejercicio, se incrementa la secreción de STH y de hormonas tiroideas (T3/T4). Estas ultimas estimulan a las gónadas (glándulas sexuales –ovarios y testículos-) para que liberen a la sangre mayor cantidad de testosterona. Al mismo tiempo la testosterona constituye el estimulo para que continúen elevados los niveles de STH. De esta manera se coordinan las diferentes acciones hormonales comentadas en los párrafos anteriores.

Luego del ejercicio, la STH continua elevada en sangre facilitando el ingreso de nutrientes a las células. Su acción puede ser ayudada por la secreción de insulina, inducida esta por la ingesta de algún alimento dulce.

Durante el descanso nocturno, se eleva la STH en sangre alcanzando así su mayor poder anabólico necesario para una eficiente recuperación y supercompensación. De aquí se desprende la importancia que posee el descanso en el proceso de acondicionamiento físico.

Bibliografía:

Fisiología de la actividad física y el deporte de Gonzalez Gallego – Ed. Interamericana.

Actualizaciones Biosystem en ciencias del deporte. Hormonas y Ejercicio . Dr. Jose Luis Ferretti

Fisiología del esfuerzo y del deporte. Costill – Wilmore. Ed Paidotribo.

Fundamentos del entrenamiento de la fuerza – Juan Jose Gonzalez Badillo y Esteban Gorostiaga Ayestaran INDE

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