E14 Sistema hormonal

Tópico

El sistema hormonal usa mensajeros químicos, las hormonas, que se secretan en glándulas endocrinas y viajan disueltas en la sangre hasta alcanzar los órganos diana sobre los que actúan. La concentración de una hormona en la sangre en un momento dado depende del equilibrio entre dos procesos: cuánta hormona secreta la glándula endocrina por unidad de tiempo, y qué tan rápido esa misma hormona se elimina de la sangre. Cuando estos dos procesos se mantienen estables durante un tiempo, la concentración de la hormona alcanza un nivel de equilibrio que depende directamente de cuánto se secreta y de qué tan rápido se elimina; y esa rapidez de eliminación, la semivida plasmática de cada hormona, varía enormemente de una hormona a otra, desde apenas unos minutos en el caso de la insulina hasta varios días en el caso de la hormona tiroidea T4, lo que determina qué tan rápido puede responder el sistema hormonal frente a un cambio en la secreción.

El eje que conecta al hipotálamo, la pituitaria y la glándula suprarrenal es el ejemplo más claro de cómo el sistema hormonal usa la retroalimentación negativa para regularse a sí mismo. Frente al estrés, el hipotálamo secreta una hormona liberadora que estimula a la pituitaria; la pituitaria, a su vez, secreta una segunda hormona que estimula a la glándula suprarrenal; y la glándula suprarrenal, finalmente, secreta cortisol hacia la sangre. El propio cortisol, una vez que su concentración en la sangre sube lo suficiente, actúa de vuelta sobre el hipotálamo y sobre la pituitaria inhibiendo la secreción de las dos hormonas que iniciaron la cadena, cerrando así el ciclo de retroalimentación negativa que evita que la secreción de cortisol crezca sin control. Este circuito de tres glándulas conectadas entre sí no se mantiene en un nivel constante, sino que oscila de forma natural cada pocas horas y, además, sigue un ritmo que se repite cada veinticuatro horas, con la secreción de cortisol alcanzando su punto más alto por la mañana y su punto más bajo durante la madrugada.

Ese mismo ritmo que se repite cada veinticuatro horas, y que gobierna no solo al cortisol sino a buena parte del sistema hormonal, tiene su origen en un reloj molecular que funciona dentro de las propias células, incluidas las células del hipotálamo. Dentro de cada célula, un gen produce un ARN mensajero, ese ARN mensajero se traduce en una proteína, y esa proteína, después de pasar por varios pasos intermedios que toman tiempo, termina formando un represor que vuelve a inhibir al mismo gen que le dio origen. Cuando el retraso acumulado a lo largo de estos pasos intermedios es suficientemente largo y la inhibición que ejerce el represor sobre el gen es suficientemente abrupta en vez de gradual, este circuito de un solo gen no se estabiliza en un nivel constante sino que empieza a oscilar por sí solo, de forma espontánea y con un período cercano a las veinticuatro horas, sin necesidad de ninguna señal externa que marque el ritmo. Este reloj molecular, repetido en prácticamente todas las células del cuerpo, es el mecanismo que sincroniza internamente al ritmo circadiano del cortisol y al de muchas otras hormonas.

Que una hormona alcance una determinada concentración en la sangre no basta por sí solo para producir un efecto biológico: ese efecto depende de cuántos receptores de esa hormona, presentes en la superficie o en el interior de las células del órgano diana, quedan efectivamente ocupados por la hormona circulante. A concentraciones bajas de la hormona, pocos receptores están ocupados y el efecto biológico es pequeño; a medida que la concentración de la hormona sube, la fracción de receptores ocupados aumenta y con ella el efecto biológico, hasta que a concentraciones suficientemente altas prácticamente todos los receptores están ocupados y el efecto biológico deja de crecer aunque la concentración de la hormona siga subiendo. En la resistencia hormonal, los receptores del órgano diana necesitan una concentración de hormona mucho más alta que la habitual para alcanzar el mismo grado de ocupación y, por lo tanto, el mismo efecto biológico, de modo que el órgano diana responde poco pese a que la hormona circule en cantidades normales o incluso elevadas; distinguir esta situación de una simple falta de hormona requiere pruebas que evalúan directamente la capacidad de respuesta del órgano diana frente a una dosis conocida de la hormona.

El eje que conecta a la pituitaria con la glándula tiroides es, dentro de todo el sistema hormonal, el que tiene la retroalimentación negativa más sensible y más precisa: la pituitaria secreta la hormona estimulante de la tiroides, que hace que la tiroides secrete a su vez la hormona tiroidea T4, y esta última hormona actúa de vuelta sobre la pituitaria inhibiendo la secreción de la hormona estimulante de la tiroides, de la misma manera en que el cortisol inhibía al eje descrito antes. La particularidad de este eje es que la relación entre cuánta hormona tiroidea T4 libre circula en la sangre y cuánta hormona estimulante de la tiroides secreta la pituitaria es extraordinariamente sensible: un cambio muy pequeño en la concentración de la hormona tiroidea T4 libre produce un cambio muy grande, y en sentido contrario, en la concentración de la hormona estimulante de la tiroides. Precisamente por esa enorme sensibilidad, medir la hormona estimulante de la tiroides en la sangre es, en la práctica clínica, la forma más precisa de detectar disfunciones de la tiroides: cuando esa hormona estimulante se mantiene dentro de su rango normal, prácticamente se puede descartar que exista una disfunción tiroidea clínicamente significativa.

En conjunto, todos estos mecanismos del sistema hormonal —la cinética que determina cuánto dura una hormona en la sangre, la retroalimentación negativa que regula ejes completos de glándulas endocrinas, el reloj molecular que sincroniza los ritmos hormonales a lo largo del día, la ocupación de receptores que traduce la concentración de una hormona en un efecto biológico, y la sensibilidad particular del eje tiroideo— son los que la práctica clínica interpreta para diagnosticar y tratar las enfermedades hormonales. Conocer la semivida de una hormona determina cada cuánto hay que administrarla como tratamiento de reemplazo; reconocer un eje de retroalimentación negativa permite ubicar en qué glándula está el problema cuando una hormona está alterada; y detectar una resistencia hormonal explica por qué un órgano diana no responde pese a niveles normales o elevados de su hormona. De este modo, el mismo sistema hormonal que usa mensajeros químicos secretados por glándulas endocrinas para comunicarse con órganos diana a través de la sangre termina siendo, a través de estos mismos mecanismos, lo que la clínica mide e interpreta para reconocer cuándo esa comunicación hormonal se ha alterado.

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