Sistema endocrí

Sistema endocrí

Part de	sistema biològic
Identificadors
MeSH	D004703
FMA	9668  : multiaxial – jeràrquic
Recursos externs
EB Online	science/endocrine-system i science/human-endocrine-system
Terminologia anatòmica

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.^[1]

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'hipotàlem, per a controlar com es produeixen i utilitzen.

Les hormones secretades per les glàndules endocrines regulen el creixement, el desenvolupament i les funcions de molts teixits, i coordinen els processos metabòlics de l'organisme. L'endocrinologia és la ciència que estudia les glàndules endocrines, les substàncies hormonals que produeixen aquestes glàndules, els seus efectes fisiològics, així com les malalties i trastorns deguts a alteracions de la seva funció.

El sistema endocrí està constituït per una sèrie de glàndules freturoses de ductes. Un conjunt de glàndules que s'envien senyals químics mútuament són coneguts com un eix; un exemple és l'eix hipotalàmic-hipofisiari-suprarenal. Les glàndules més representatives del sistema endocrí són la hipòfisi, la glàndula tiroide i la suprarenal. Les glàndules endocrines en general comparteixen característiques comunes com la manca de conductes, alta irrigació sanguínia i la presència de vacúols intracel·lulars que emmagatzemen les hormones. Això contrasta amb les glàndules exocrines com les salivals i les del tracte gastrointestinal que tenen escassa irrigació i posseeixen un conducte o alliberen les substàncies a una cavitat.

A part de les glàndules endocrines especialitzades per aquesta funció, existeixen altres òrgans com el ronyó, fetge, cor i les gònades, que fan una funció endocrina secundària. Per exemple el ronyó segrega hormones endocrines com l'eritropoetina i la renina.

La paraula endocrí deriva de les paraules gregues ἐνδο- endo "dins" i krinein κρίνειν "separar, distingir".

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

El sistema endocrí humà consta de diversos sistemes que funcionen mitjançant bucles de retroalimentació. Diversos sistemes de retroalimentació importants estan mediats a través de l'hipotàlem i la hipòfisi.^[2]

• TRH – TSH – T3/T4
• GnRH – LH/FSH – hormones sexuals
• CRH – ACTH – cortisol
• Renina-angiotensina-aldosterona
• Leptina vs grelina

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.^[3] 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.

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.

Aquesta glàndula es troba en el cervell dels vertebrats i per mitjà de la secreció de la melatonina regula els ritmes circadiàris. ^[4]

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 éssers 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.^[5]

L'oxitocina i vasopressina són sintetitzades en l'hipotàlem, en la neurohipòfisis solament són emmagatzemades per a la seva secreció.

És una glàndula dependent de la hipòfisi. Aquesta glàndula és al coll, sota el cartílag tiroide, i controla la rapidesa amb què crema l'energia, mitjançant la producció de les hormones tiroidals (triiodotironina, tiroxina, calcitonina)^[6] i regulant la sensibilitat del cos a altres hormones.

És una glàndula independent de la hipòfisi. 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 paratiroidal 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.^[7]

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;^[8] les cèl·lules EC produeixen serotonina i les cèl·lules D somatostatina.

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 hidrogencarbonat i enzims digestius com tripsina, lipasa i amilasa en el duodè.^[11]

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.

És una glàndula independent de la hipòfisi. 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.

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.

És una glàndula dependent de la hipòfisi. 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.

És una glàndula dependent de la hipòfisi. 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.

El cor produeix el pèptid natriurètic atrial,^[18] una hormona polipeptídica que manté l'equilibri homeostàtic de l'aigua, sodi, potassi i greixos alliberant-se en resposta a una pressió sanguínia alta;^[18] el miocardi també es produeix el pèptid natriurètic cerebral que té l'efecte contrari.

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^[20] i està relacionada amb la secreció de timosina.

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.

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

• Hormones peptídiques. Són derivats d'aminoàcids (com les hormones tiroidals), 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 tiroidals 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.

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.

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

La disciplina de la medicina que estudia i tracta les malalties del sistema endocrí és l'endocrinologia. Les malalties endocrines són habituals,^[22] en són exemples comuns la diabetis mellitus, el goll o l'obesitat causada per trastorns hormonals. Les malalties endocrines es poden caracteritzar per un trastorn 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 tiroidal i un baix nivell d'hormona estimulant de latiroide.

Els trastorns originats en el sistema endocrí poden deure's a una hiper (excessiva) o hipo (insuficient) secreció d'hormones degut a les següents causes:

• Insuficiència suprarenal: la glàndula suprarenal allibera molt poca quantitat d'hormona cortisol i aldosterona. Els símptomes inclouen malestar, fatiga, deshidratació i alteracions en la pell.
• Malaltia de Cushing: l'excessiva producció d'hormona pituïtària provoca hiperactivitat en la glàndula suprarenal.
• Gigantisme (acromegàlia): si la hipòfisi produeix massa hormona del creixement, els ossos i les diferents parts del cos poden créixer de forma desmesurada. Si els nivells de l'hormona del creixement són massa baixos, un nen pot deixar de créixer.
• Hipertiroïdisme: la glàndula tiroide produeix massa hormona tiroidal i això provoca pèrdua de pes, ritme cardíac accelerat, sudoració i nerviosisme.
• Hipotiroïdisme: la glàndula tiroide no produeix suficient hormona tiroidal i això ocasiona fatiga, restrenyiment, pell seca i depressió.
• Hipopituïtarisme: la glàndula pituïtària allibera poques hormones. Les dones amb aquesta afecció poden deixar de tenir la menstruació.
• Neoplàsia endocrina múltiple I i II (MEN I i MEN II): són malalties genètiques poc comunes que poden causar tumors en les glàndules paratiroide, suprarenals i tiroides.
• Síndrome d'ovari poliquístic (SOP): la sobreproducció d'andrògens interfereix amb el desenvolupament dels òvuls i pot causar infertilitat.
• Pubertat precoç: es produeix quan les glàndules alliberen hormones sexuals massa ràpid.
• Diabetis: és un conjunt de trastorns metabòlics que afecta a diferents òrgans i teixits, dura tota la vida i es caracteritza per un augment dels nivells de glucosa en la sang: hiperglucèmia. La causen diversos trastorns, sent el principal la baixa producció de l'hormona insulina, secretada pel pàncrees.

Un sistema neuroendocrí s'ha observat en tots els animals amb un sistema nerviós i tots els vertebrats tenen un eix hipotàlem-hipofisari.^[23] Tots els vertebrats tenen una tiroide, que en el cas dels amfibis també és crucial per a la transformació de les larves a la seva forma adulta.^[24][25] Tots els vertebrats tenen teixit de la glàndula suprarenal, amb mamífers com els únics que ho tenen organitzat en capes.^[26] Tots els vertebrats tenen alguna forma d'eix renina-angiotensina, i tots els tetràpodes tenen aldosterona com a mineralocorticoide primàri.^[27][28]

• Endocrinologia
• Interferent endocrí
• Malaltia endocrina
• Glàndula exocrina
• Sistema nerviós

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

• Sistema endocrí al Thesaurus del Nuovo soggettario del BNCF el març de 2013 (italià)