BM35 Control, Regulación y Homeostasis

BIOLOGÍA MENCIÓN
BM-35
C ONTROL , R EGULACIÓN Y H OMEOSTASIS
H O R M O N A S
1.
ACCIÓN DE LAS HORMONAS HIPOFISIARIAS
1.1.
HIPÓFISIS POSTERIOR O NEUROHIPÓFISIS
La hormona antidiurética (ADH) actúa sobre los riñones, incrementando la retención de agua y
disminuyendo el volumen de orina. Forma parte del mecanismo elaborado que ayuda a regular la
osmolaridad de la sangre. Este mecanismo ilustra la importancia de la retroalimentación negativa
para mantener la homeostasis y el papel central del hipotálamo como miembro del sistema
endocrino y del sistema nervioso.
La diabetes insípida es el resultado de un déficit de la hormona antidiurética o vasopresina, que es
la encargada de limitar la producción excesiva de orina. Lo singular de esta hormona es que el
hipotálamo la produce y luego es almacenada hasta ser liberada en el flujo sanguíneo por la
hipófisis posterior. Los principales síntomas de esta enfermedad son; sed excesiva (polidipsia) y
una producción exagerada de orina muy diluida (poliuria).
La oxitocina induce a las células diana de los músculos uterinos para que se contraigan durante
el parto. Como se describió previamente. También determina que las glándulas mamarias
secreten leche durante la lactancia. La señalización por oxitocina en ambos casos exhibe
retroalimentación positiva.
1.2.
HORMONAS DE LA HIPÓFISIS ANTERIOR
La hipófisis anterior produce muchas hormonas diferentes. Cuatro actúan estrictamente como
hormonas tróficas, estimulando la síntesis y liberación de hormonas de la glándula tiroides, las
suprarrenales y las gónadas. Además, la adenohipófisis secreta la hormona del crecimiento y la
prolactina.
1.2.1. HORMONAS TRÓFICAS
Tres de las hormonas exclusivamente tróficas que secreta la hipófisis anterior están íntimamente
relacionadas en su estructura química. La hormona folículo estimulante (FSH), la hormona
luteinizante (LH) y la tirotrofina (TSH) son glucoproteínas similares, moléculas proteicas con
hidratos de carbono unidos a ellas. La FSH y la LH son llamadas además, gonadotrofinas porque
estimulan las actividades de las gónadas masculinas y femeninas, los testículos y los ovarios. La
TSH promueve el desarrollo normal de la glándula tiroides y la producción de hormonas tiroideas.
La adrenocorticotrofina (ACTH), la cuarta hormona trófica de la hipófisis anterior, no se le
relaciona desde el punto de vista estructural con las otras. Es una hormona peptídica derivada por
el corte de una proteína precursora de gran tamaño. La ACTH estimula la producción y secreción
de hormonas esteroide desde la corteza suprarrenal.
Las cuatro hormonas tróficas de la hipófisis anterior participan en vías neuroendocrinas complejas.
En cada una de ellas, señales dirigidas al encéfalo estimulan la liberación de una neurohormona
hipotalámica que a su vez estimula la liberación de una hormona trófica de la hipófisis anterior. La
hormona trófica de la hipófisis anterior actúa, entonces, sobre su tejido endocrino efector,
estimulando la secreción de una hormona adicional que ejerce efectos sistémicos, metabólicos o
sobre el desarrollo. Más adelante en la guía de hormonas y sexualidad, analizaremos el modo en
que la FSH y la LH regulan funciones de reproducción. Como verá, los circuitos de
retroalimentación negativa son fundamentales en la regulación de estas vías complejas.
2
1.2.2. HORMONAS NO TRÓFICAS
La Prolactina, su característica más notable de la prolactina (PRL) es la gran diversidad de
efectos que produce en diferentes especies de vertebrados. Por ejemplo, la prolactina estimula el
crecimiento de las glándulas mamarias y la síntesis de leche en los mamíferos, y regula el
metabolismo de las grasas.
La hormona del crecimiento (GH), su acción principal consiste en enviar señales al hígado para
que libere efectores de crecimiento similares a la insulina (IGF), que se mueven por el
torrente sanguíneo y estimulan directamente el crecimiento óseo y cartilaginoso. En ausencia de
GH, el esqueleto de un animal inmaduro deja de crecer. Al inyectar la hormona a un animal que
carece, por manipulación experimental, de su propia hormona, se reanuda el crecimiento. La GH
también ejerce diversos efectos metabólicos que tienden a elevar la glucemia, oponiéndose así a
los efectos de la insulina.
La producción anormal de GH en los seres humanos puede dar como resultado varios trastornos,
de acuerdo con el momento en que aparece el problema y si se debe a hipersecreción (exceso) o
hiposecreción (escasez). La hipersecreción de GH durante la infancia produce, en ocasiones,
gigantismo, en el cual, la persona crece hasta una estatura inusualmente elevada –hasta 2,4
metros- aunque las proporciones corporales siguen siendo relativamente normales. La producción
excesiva de GH en la adultez, enfermedad conocida como acromegalia, estimula el crecimiento
óseo en algunos tejidos que aún responden a la hormona como los del rostro, las manos y los
pies.
La hiposecreción de GH en la niñez retrasa el crecimiento de los huesos largos y, a veces, genera
enanismo hipofisiario. Los individuos con esta enfermedad, por lo general, alcanzan una altura
máxima de sólo 1,2 metros, aunque las proporciones corporales siguen siendo relativamente
normales. Si se diagnostica antes de la pubertad, el enanismo hipofisiario puede tratarse
satisfactoriamente con GH humana.
Figura 1. Efectos de una hipersecreción de
hormona del crecimiento en la adultez:
Acromegalia.
Figura 2. Efectos de la hiposecreción e hipersecreción
de la hormona del crecimiento durante la infancia:
gigantismo y enanismo.
3
Figura 3. Efectos de la hormona de crecimiento humano (GH) y los factores de crecimiento insulino-símiles
(IGF). Las líneas a trazos indican inhibición.
4
2.
HORMONAS NO HIPOFISIARIAS
Las hormonas no hipofisiarias ayudan a regular el metabolismo, la homeostasis, el desarrollo y la
conducta. A continuación, estudiaremos las principales funciones de varias hormonas no
hipofisiarias y las glándulas endocrinas que las producen. Las hormonas tróficas de la hipófisis
anterior controlan la secreción de algunas de estas hormonas, pero no de todas.
2.1.
GLÁNDULA TIROIDES
En los seres humanos y en otros mamíferos, la glándula tiroides se compone de dos lóbulos
localizados en la cara ventral de la tráquea (Figura 4).
La glándula tiroides produce dos hormonas muy similares derivadas del aminoácido tirosina:
triyodotironina (T3), que contiene tres átomos de yodo, y tetrayodotironina, o tiroxina (T4),
que contienen cuatro átomos de yodo. En los mamíferos, la tiroides secreta principalmente T 4,
pero las células diana convierten la mayor parte de ella a T 3 eliminando un átomo de yodo. Si bien
ambas hormonas se unen a la misma proteína receptora localizada en el núcleo celular, el
receptor tiene mayor afinidad por T 3 que por T4. Así, la que genera las respuestas en las células
diana es principalmente la T3. La regulación de la secreción de T3 y T4 se realiza por
retroalimentación negativa (Figura 5).
Figura 4. Ubicación de la glándula tiroides.
5
Figura 5. Regulación por retroalimentación de la secreción de T 3 y T4 desde la glándula tiroides. El
hipotálamo secreta la hormona liberadora de TSH (TRH), que estimula a la hipófisis anterior para secretar
tirotropina (TSH). La TSH estimula, entonces, a la tiroides para sintetizar y liberar las hormonas tiroideas T 3
y T4. Estas hormonas ejercen una retroalimentación negativa sobre el hipotálamo y la hipófisis anterior, al
inhibir la liberación de TRH y TSH.
6
T I R O I D E S
Hormonas
Efectos
Trastornos de la Homeostasis
Metabolismo: la principal función de la T4, es la
regulación del metabolismo basal; aumentando la
síntesis proteica e incrementando el tamaño y
número de las mitocondrias. Además estimula el
consumo de oxígeno y la producción de calor (el
frío ambiental estimula la producción, mientras
que el calor la disminuye).
Tiroxina
Crecimiento y desarrollo: tiene especial
importancia durante el desarrollo fetal y el
periodo postnatal, puesto que promueve el
crecimiento corporal y el normal desarrollo del
tejido nervioso, consecuencia de la capacidad de
las hormonas tiroideas de promover la síntesis
proteica.
Potenciar el efecto de hormona liberadora de GH
y síntesis de somatomedinas, potenciar el efecto
de las somatomedinas en
el hueso. También
regula la proliferación y diferenciación neuronal,
la mielogénesis y formación de sinapsis.
SNC: Se requiere durante la infancia para el
normal desarrollo intelectual, la memoria y la
personalidad.
Calcitonina
Disminuye la concentración de calcio en los
líquidos corporales (hipocalcemiante), actuando
sobre células óseas especializadas llamadas
osteoblastos, de modo que hay un mayor
depósito de sales de calcio en los huesos. La
secreción de calcitonina aumenta cuando el calcio
en la sangre se eleva sobre lo normal, y esto
induce la extracción de calcio de la sangre y su
almacenamiento en los huesos.
Hipofunción: En la niñez: cretinismo congénito
(el crecimiento esquelético y el desarrollo mental se
detienen, dando por resultado un enano de escasa
inteligencia). Se trata exitosamente con hormonas
tiroideas.
En el adulto: mixedema (se caracteriza por una
tumefacción o hinchazón de la piel, especialmente
en manos y cara, metabolismo lento, temperatura
corporal más baja que la normal, tendencia a
engordar y a permanecer inactivo y dificultad para
pensar con rapidez y eficacia). Una hipofunción
también causa bocio simple, que se manifiesta
como abultamiento del cuello, que se produce por
un aumento del tamaño de la tiroides, debido a
deficiencia de yodo en la dieta.
Hiperfunción:
en
el
adulto
produce
un
metabolismo acelerado, por lo que el individuo es
delgado, sufre palpitaciones fuertes, transpira con
facilidad, tiene su temperatura corporal superior a
la normal y es nervioso e irritable. La causa más
común de hipertiroidismo es la enfermedad de
Graves una afección autoinmunitaria. En algunos
casos se produce una prominencia de los globos
oculares
conocida
como
exoftalmia.
Esta
enfermedad se llama bocio exoftálmico.
El depósito insuficiente de calcio en los huesos
durante la niñez causa raquitismo y está ligado a la
deficiencia de absorción de calcio en el intestino y a
déficit de vitamina D.
Exoftalmia (exceso de hormonas tiroideas,
como en la enfermedad de Graves)
Bocio (agrandamiento de la
glándula tiroides)
7
Acciones de las hormonas tiroideas:
Aumentan el índice metabólico basal.
Estimulan la síntesis de NA+/K+ ATPasa.
Aumentan la temperatura corporal.
Estimulan la síntesis de proteínas.
Aumentan el uso de glucosa y ácidos grasos para la producción de ATP.
Estimulan la lipólisis.
Aumentan algunas acciones de las catecolaminas.
Regulan el desarrollo y el crecimiento del tejido nervioso y de los huesos.
2.2.
GLÁNDULAS PARATIROIDES
Incluidas y rodeadas parcialmente por la cara posterior de los lóbulos laterales de la glándula
tiroides hay varias masas pequeñas y redondeadas llamadas glándulas paratiroides (para = al
lado). Cada una tiene una masa de alrededor de 40 mg. (0,04 g). En general hay una glándula
paratiroides superior y una inferior adosadas a cada lóbulo tiroideo lateral, para un total de
cuatro.
Desde el punto de vista microscópico, las glándulas paratiroides contienen dos clases de células
epiteliales. Las células más numerosas, llamadas las células principales producen hormona
paratiroidea (PTH), también llamada parathormona. Se desconoce el papel del otro tipo de
células, las oxífilas.
Figura 6. Vista posterior. Se observa a las cuatro glándulas paratiroides montadas sobre la tiroides.
8
Figura 7. Regulación del calcio plasmático.
9
PARATIROIDES
HORMONAS
EFECTOS
Parathormona
Tiene una participación vital en el metabolismo del
calcio y fósforo (hipercalcemiante). Regula el
calcio en los líquidos corporales, aumentando el
número y el tamaño de algunas células óseas,
llamadas osteoclastos: éstas proliferan en los
huesos y disuelven gran cantidad de la matriz
ósea. Simultáneamente, el calcio es descargado en
los líquidos extracelulares del cuerpo. El calcio en
el hueso está unido al fosfato como fosfato de
calcio (Ca3(PO4)2), y el fosfato es liberado junto
con el calcio. La parathormona compensa la
liberación del fosfato en la sangre estimulando la
excreción del fosfato por los riñones. Al mismo
tiempo, inhibe la eliminación de calcio por los
riñones, y en esta forma se eleva la calcemia. La
secreción de parathormona es modificada por
factores del medio interno.
Cuando el calcio en la sangre es bajo, debido a la
insuficiencia de esta sustancia en la dieta o la falta
de Calciferol (o vitamina D, que controla la
absorción del calcio de los alimentos en el
intestino),
las
paratiroides
aumentan
su
producción de parathormona, y el calcio de los
líquidos extracelulares aumenta (originado en la
reabsorción del hueso). Ordinariamente, conservar
una concentración adecuada de calcio en los
líquidos corporales implica poca reabsorción ósea.
Dado que los huesos contienen mayor cantidad
que los líquidos corporales, la estructura del hueso
no se deteriora. El hueso constituye un depósito
de calcio, y la parathormona y calcitonina regulan
el calcio en el cuerpo con gran precisión. La figura
8 resume la regulación de la calcemia.
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TRASTORNOS DE LA
HOMEOSTASIS
Hipoparatiroidismo:
Debilidad
muscular,
problemas neurológicos,
formación
de
huesos
densos,
tetania
por
hipocalcemia.
Hiperparatiroidismo:
Problemas
neurológicos,
mentales y musculares
por
hipercalcemia;
huesos
débiles
y
quebradizos
(osteítis
fibrosa quística).
2.3.
GLÁNDULA SUPRARRENAL
Está constituida por dos zonas; la corteza y la médula suprarrenal (Figura 8).
Figura 8. Glándula Suprarrenal.
2.3.1. ESTIMULACIÓN HIPOFISIARIA: HORMONA ADENOCORTICOTROFINA
(ACTH)

Corteza suprarrenal
Está compuesta de tres zonas celulares y produce tres tipos
esteroidales:
de hormonas
1. Mineralocorticoides (Zona Glomerulosa)
2. Glucocorticoides. (Zona Fasciculosa)
3. Andrógenos corticales. (Zona Reticular)

Médula suprarrenal
La médula suprarrenal no concuerda con la definición de una glándula porque no es
epitelio glandular, sino tejido nervioso. Es un ganglio simpático de gran tamaño,
cuyas terminaciones nerviosas secretan adrenalina (epinefrina) y noradrenalina
(norepinefrina) hacia la circulación sanguínea.
A diferencia de las hormonas de la corteza suprarrenal, las hormonas medulares no son esenciales
para la vida, dado que sólo intensifican las respuestas simpáticas en otras partes del cuerpo.
En situaciones de estrés y durante el ejercicio, los impulsos del hipotálamo estimulan a las
neuronas simpáticas preganglionares, que a su vez estimulan a las neuronas simpáticas
preganglionares, que a su vez estimulan a las células cromafines a secretar adrenalina y
noradrenalina. Estas dos hormonas aumentan en gran medida la respuesta de lucha o huida.
Incrementando la frecuencia cardiaca y la fuerza de contracción, la adrenalina y la noradrenalina
aumentan el gasto cardiaco, el cual aumenta la presión arterial. También aumentan la irrigación
del corazón, el hígado, los músculos esqueléticos y el tejido adiposo, dilatan las vías aéreas y
aumentan los niveles sanguíneos de glucosa y de ácidos grasos.
11
CORTEZA SUPRARRENAL
Hormonas
Efectos
MINERALOCORTICO
IDES
(ALDOSTERONA)
La función principal de estas hormonas, de las cuales la
aldosterona es la más importante, consiste en promover
la reabsorción, por parte del riñón, de los iones de
sodio, cloruro y de agua, facilitando al mismo tiempo la
eliminación de potasio. Los iones en cuestión no solamente
son importantes por sí mismos, sino que su presencia en la
sangre mantiene alta la presión osmótica, lo que asegura
un volumen y una presión sanguínea normales. No hay
control del eje hipotálamo-hipófisis.
GLUCOCORTICOIDES
(CORTISOL)
Los niveles de glucocorticoides son regulados por la
hormona hipofisiaria adrenocorticotrófica (ACTH), que tiene
una regulación hipotalámica mediado por una parte por el
factor liberador de ACTH y por otra parte, los niveles de
ACTH presentan un ritmo circadiano, siendo más elevada su
concentración al amanecer, para ir disminuyendo sus
niveles gradualmente, llegando a un nivel más bajo al
atardecer.
En el ser humano, los miembros más importantes de este
grupo son el cortisol y la corticosterona, las que
promueven la conversión de la grasa y las proteínas en
metabolitos intermedios, los cuales finalmente se
convierten en glucosa (gluconeogénesis). De este modo,
hacen que el nivel del azúcar en la sangre se eleve
(hiperglicemiante). Uno de los principales órganos
“reactivos” con respecto a la acción de estas hormonas es
el hígado. Si se suministra cortisol a un animal cuyas
glándulas suprarrenales hayan sido extirpadas, se induce
en el hígado la síntesis de una variedad de enzimas
específicas que participan en el metabolismo de las
proteínas y de los carbohidratos (Figura 9).
Los glucocorticoides se utilizan en clínica para reducir la
inflamación en reacciones alérgicas, infecciones, artritis y
determinados tipos de cáncer. Estas hormonas inhiben la
producción de prostaglandinas (que son mediadores de la
inflamación) .También atenúan la inflamación al reducir la
permeabilidad de las membranas capilares, y así aminoran
la hinchazón. Además disminuyen los efectos de la
histamina por lo que se emplea para tratar síntomas
alérgicos.
HORMONAS
ANDROGÉNICAS
La corteza adrenal produce tanto en el hombre como en la
mujer androsterona, que es una hormona de actividad
sexual masculina. Colabora en el varón en determinar la
contextura masculina. Es frecuente que esta hormona no
tenga acción en la mujer hasta después de la menopausia,
pues antes su efecto es antagonizado por los estrógenos
ováricos, aunque hay fundada evidencia de que eleva la
libido (deseo sexual).
ADRENALINA Y
NORADRENALINA
Estas hormonas aumentan la frecuencia cardiaca, elevan la
presión sanguínea, estimulan la respiración y dilatan las
vías respiratorias. Además aumentan la concentración de
glucosa en la sangre. La médula suprarrenal se activa por
los nervios esplénicos y actúa como mediadora de la
actividad simpática. Esto implica que la médula suprarrenal
actúa concertadamente con el sistema nervioso simpático,
logrando con ello que la respuesta sea general y no
localizada como ocurre con la función nerviosa.
MÉDULA SUPRARRENAL
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Trastornos de la
Homeostasis
Hipoaldosteronismo: Poliuria,
hipovolemia, hiperkalemia.
Hipersecreción: Aumento del
peso corporal por retención de
agua, hipokalemia.
La hiposecreción de corticoides
junto con aldosterona causa la
enfermedad de Addison,
cuyos síntomas son: incapacidad
para tolerar estrés, movilización
de reservas de energía con
glicemia normal descenso de la
presión sanguínea, pérdida del
apetito, debilidad muscular y
apatía general y también
hipovolemia.
La hipersecreción de
corticoides, y en forma
secundaria de aldosterona (la
hipersecreción de ACTH en
grandes niveles también induce
liberación de
Mineralocorticoides), causa
enfermedad de Cushing. Que
se caracteriza por una
movilización excesiva de
reservas lipídicas, destrucción
de proteínas y deterioro en el
metabolismo de la glucosa.
La hiperfunción en niños de
sexo masculino determina una
madurez precoz en el desarrollo
muscular, distribución del vello y
la voz característica del adulto.
En
las
mujeres
ocasiona
masculinización, creciendo la
barba, voz ronca, e involución
del ovario, útero y vagina.
La hiposecreción en niños
causa infantilismo.
Feocromocitoma: Velocidad
metabólica y temperatura
corporal elevada, aumento de la
frecuencia cardiaca;
hiperglicemia. Semejante a
excesiva actividad simpática
Figura 9. Regulación y acción de los glucocorticoides. Los estímulos nerviosos inducen al hipotálamo a
liberar CRH, el que actúa a nivel de la adenohipófisis y ésta libera en respuesta ACTH, que estimula a la
corteza adrenal para producir glucocorticoides. Depresión de respuestas inmunitarias, en receptores de
trasplantes, se prescriben para retardar el rechazo por el sistema inmunitario. En el hígado bajo la
estimulación de las glucocorticoides, las células hepáticas pueden convertir ciertos aminoácidos o el ácido
láctico en glucosa, tal conversión se denomina gluconeogénesis. En el músculo aumentan la tasa de
degradación de proteínas y aumentan la liberación de aminoácidos al torrente sanguíneo. Los
glucocorticoides estimulan la lipólisis, degradación de triglicéridos y liberación del tejido adiposo hacia la
sangre.
13
Figura 10. Regulación por retroalimentación negativa de la secreción de corticoides.
14
2.4.
PÁNCREAS
El páncreas es una glándula mixta (anficrina): produce enzimas digestivas y hormonas (Figura
6). En 1869, el anatomista alemán Paul Langerhans, observó que el páncreas contenía grupos
de células claramente separadas del tejido glandular circundante. Estos grupos constituían el 2%
de la masa total del páncreas y aparecían como diminutas islas celulares o, como Langerhans las
llamó, islotes. Los islotes de Langerhans son glándulas endocrinas que producen insulina,
glucagón y somatostatina.
Tabla 1. Hormonas Pancreáticas.
Hormonas
Insulina
Islotes
pancreáticos
(células beta )
Glucagón
Islotes
pancreáticos
(células alfa )
Somatostatina
Islotes
pancreáticos
(células delta  )
Efectos
Facilita el transporte activo de la glucosa al interior de las células a través de
la membrana celular, en especial a las células musculares y adiposas. En
presencia de insulina, el exceso de glucosa es captado por las células
musculares y almacenado como glucógeno. Por su parte, las células adiposas
almacenan el exceso de glucosa como sustancias grasas. Además, la insulina
promueve en el hígado la captación de glucosa y su almacenamiento como
glucógeno. En conjunto, todos estos efectos provocan una disminución de
los niveles de glucosa en la sangre, por lo que la insulina es una hormona
hipoglicemiante.
Estimula la movilización de glucosa, ácidos grasos y aminoácidos, desde los
sitios de almacenamiento hacia la sangre. Como aumenta los niveles
sanguíneos de glucosa, es una hormona hiperglicemiante. Los efectos del
glucagón son opuestos a los ejercidos por la insulina; de esta manera se
contribuye a regular los niveles de glucosa en la sangre (Glicemia). También
influyen en la glicemia las hormonas hiperglicemiantes: hormona del
crecimiento, adrenalina y cortisol.
Inhibe la secreción de la hormona del crecimiento y es hipoglicemiante.
Puede tener efectos sistémicos generales, pero su función principal parece
ser la regulación de la secreción de otras hormonas pancreáticas
Figura 11. Páncreas y los islotes de Langerhans.
15
Figura 12. Mantenimiento de la homeostasis de la glucosa por la insulina y el glucagón. Los efectos
antagónicos de la insulina y del glucagón ayudan a mantener la glicemia cerca de su concentración estable
promueve la liberación de insulina desde el páncreas y conduce a la eliminación del exceso de glucosa en
sangre y a su almacenamiento en forma de glucógeno. Una caída de la glucosa por debajo del punto de
concentración normal estimula al páncreas a secretar glucagón, que actúa sobre el hígado para elevar la
glicemia.
16
3.
DIABETES MELLITUS
La diabetes mellitus es un síndrome donde se altera el metabolismo de los hidratos de carbono,
grasas y proteínas, bien por falta de secreción de insulina o por disminución de la sensibilidad
tisular a esta hormona. Se conocen dos grandes tipos de diabetes mellitus:
1.
La diabetes de tipo I, también denominada diabetes mellitus insulinodependiente
(DMDID), se debe a una falta de secreción de insulina.
2.
La diabetes de tipo II, también denominada diabetes mellitus no insulinodependiente
(DMNID), obedece a una menor sensibilidad de los tejidos efectores a las acciones
metabólicas de la insulina. Esta menor sensibilidad a la insulina suele conocerse como
resistencia a la insulina.
El metabolismo de todos los principios inmediatos se altera en ambos tipos de diabetes mellitus.
El efecto esencial de la falta de insulina o resistencia a la insulina sobre el metabolismo de la
glucosa consiste en que la mayoría de las células, con excepción de las del encéfalo, no absorben
ni utilizan de modo eficiente la glucosa. El resultado es un aumento de la glicemia, un descenso
progresivo de la utilización celular de la glucosa y un aumento de la utilización de las grasas y de
las proteínas.
Debido a que la insulina es incapaz de promover el transporte de la glucosa hacia las células del
cuerpo, el nivel de glucosa sanguínea es alto y la glucosa se pierde en la orina (glucosuria). Los
signos patognómicos de la diabetes mellitus son las tres “polis”: poliuria, excesiva producción
de orina debido a la incapacidad de los riñones de reabsorber agua; polidipsia, sed excesiva; y
polifagia, hambre excesivo.
3.1.
DIABETES DE TIPO I. AUSENCIA DE PRODUCCIÓN DE INSULINA
POR LAS CÉLULAS BETA DEL PÁNCREAS
La lesión de las células beta del páncreas o las enfermedades que alteran la producción de
insulina pueden ocasionar una diabetes de tipo I. Las infecciones víricas y los trastornos
autoinmunitarios pueden contribuir a destruir las células beta de muchos enfermos con diabetes
de tipo I, pero la herencia también desempeña una función primordial que establece la
vulnerabilidad de estas células a su destrucción. En algunos casos, puede existir una tendencia
hereditaria a la degeneración de las células beta sin ninguna infección vírica ni enfermedad
autoinmunitaria.
La diabetes de tipo I suele empezar a los 14 años de edad y, por esta razón, también se
denomina muchas veces diabetes mellitus juvenil. La diabetes de tipo I puede empezar de manera
muy brusca, en tan solo unos días o semanas, con tres secuelas esenciales: 1) hiperglicemia,
2) aumento de la utilización de las grasas con fines energéticos y de la síntesis de
colesterol en el hígado y 3) reducción de las proteínas orgánicas.
También se llama diabetes mellitus insulino-dependiente (IDDM) porque se requieren inyecciones
de insulina para evitar la muerte. La aparición de la IDDM es más común en persona menores de
20 años, a pesar de que persiste por toda la vida.
* Patognómicos: Síntomas específicos que caracterizan o definen una determinada enfermedad.
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3.1.1. LA CONCENTRACIÓN SANGUÍNEA DE GLUCOSA
La falta de insulina reduce la eficacia en la utilización periférica de la glucosa y aumenta la
producción de ésta, con lo que los valores plasmáticos suben hasta 300 a 1200 mg/100 mL. El
incremento de la glucosa plasmática ejerce numerosos afectos por todo el organismo.

El aumento de la glicemia produce una pérdida de glucosa por la orina
(glucosuria)
La elevación de la glicemia hace que se filtre más glucosa al túbulo renal de la que
puede reabsorberse; el exceso de glucosa se elimina con la orina.

El aumento de la glicemia provoca deshidratación
Las cifras muy elevadas de glicemia (a veces, hasta 8 a 10 veces mayores que las de
un enfermo con diabetes grave no tratada) pueden ocasionar una deshidratación
celular grave. Esto sucede solo en parte porque el incremento de la presión osmótica
del líquido extracelular provoca la salida de agua fuera de la célula.
Además del efecto deshidratador celular directo del exceso de glucosa, la pérdida de
glucosa en la orina induce una diuresis osmótica. Esto significa que el efecto osmótico
de la glucosa en el túbulo renal reduce mucho la reabsorción tubular de líquidos. El
resultado neto es la pérdida masiva de líquidos con la orina, la deshidratación
consiguiente del compartimiento extracelular. Ello explica la poliurea y la
polidipsia.

La hiperglicemia crónica provoca lesiones tisulares
Si la glicemia no se controla bien durante períodos prolongados, los vasos sanguíneos
de muchos tejidos del organismo empiezan a alterarse y experimentan cambios
estructurales que determinan un aporte insuficiente de sangre a los tejidos en la
diabetes mellitus. A su vez, todo ello incrementa el riesgo de infarto de miocardio,
ictus, enfermedad renal terminal, retinopatía y ceguera, así como isquemia y
gangrena de las extremidades.
Los mecanismos exactos que inducen las lesiones tisulares de la diabetes no se
conocen del todo, pero probablemente obedecen a numerosos efectos que la
hiperglicemia y otras anomalías metabólicas ejercen sobre las proteínas de las células
endoteliales y del músculo liso vascular, así como de otros tejidos. Además, los
enfermos con diabetes sufren a menudo hipertensión, secundaria a la lesión renal, y
aterosclerosis, secundaria al metabolismo anómalo de los lípidos, que multiplican el
daño tisular causado por la hiperglicemia.
También hay daño en el sistema nervioso periférico. Estas alteraciones determinan
trastornos reflejos cardiovasculares, alteraciones del control vesical, disminución de
la sensibilidad en los miembros y otros síntomas de daño de los nervios periféricos.

La diabetes reduce las proteínas del organismo
La falta del uso de glucosa con fines energéticos determina una mayor utilización y
un menor almacenamiento de las proteínas y de la grasa. Por lo tanto, una persona
con una diabetes mellitus grave, no tratada, sufre un adelgazamiento rápido y
astenia (falta de energía), aunque consuma grandes cantidades de alimento
(polifagia).
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
Aumento de la utilización de grasas: acidosis
La diabetes mellitus aumenta la utilización de grasas y produce acidosis metabólica.
El cambio del metabolismo de los hidratos de carbono por el de los lípidos en la
diabetes aumenta la liberación de cetoácidos.
Olor del aliento a acetona. Las pequeñas cantidades de ácido acetoacético en la
sangre, que aumentan mucho en la diabetes grave, se transforman en acetona,
compuesto volátil, que se vaporiza en el aire espirado. Por ello, se puede efectuar
muchas veces el diagnóstico de diabetes tipo I.
La utilización excesiva de grasa por el hígado durante mucho tiempo determina que
la sangre circulante se sature de colesterol y que las paredes arteriales lo depositen.
Por eso, aparece una arteriosclerosis grave y otras lesiones vasculares, como se
señaló con anterioridad.
3.2.
DIABETES DE TIPO II. RESISTENCIA A LOS EFECTOS METABÓLICOS
DE LA INSULINA
La diabetes tipo II está producida por una sensibilidad muy mermada de los tejidos efectores a las
acciones metabólicas de la insulina, estado conocido como resistencia a la insulina. Este síndrome,
al igual que la diabetes de tipo I, se acompaña de numerosas alteraciones metabólicas, pero los
cetoácidos no suelen elevarse.
La diabetes de tipo II es mucho más común que la de tipo I, y supone del 80 al 90% de todos los
casos de diabetes. En general, empieza a partir de loss 40 años, a menudo en la década de los 50
a los 60, y se instaura de manera gradual. Por eso, a este síndrome se le conoce como diabetes
del adulto.
3.2.1 LA INSULINA PLASMÁTICA ESTÁ AUMENTADA EN LA DIABETES DE
TIPO II
A diferencia de la de tipo I, la diabetes de tipo II se asocia con un incremento de la insulina
plasmática (en la tabla 2 se comparan algunos rasgos clínicos de uno y otro tipo de diabetes).
Esto se debe a una respuesta compensadora de las células beta del páncreas por el descenso en
la utilización y depósito de los hidratos de carbono y el incremento consiguiente de la glicemia. No
obstante, incluso estas cantidades mayores de insulina no bastan para mantener normal la
regulación de la glucosa por la falta de sensibilidad tan considerable de los tejidos periféricos a la
insulina. El resultado es una hiperglicemia discreta tras la ingestión de hidratos de carbono en las
primeras fases de la enfermedad. En las últimas etapas de la diabetes de tipo II, las células beta
del páncreas se “agotan” y no son capaces de producir la insulina suficiente para evitar una
hiperglicemia más intensa, sobre todo tras ingerir una comida rica en hidratos de carbono.

La mayoría de los enfermos con diabetes de tipo II son obesos
La resistencia a la insulina en la diabetes de tipo II es secundaria, casi siempre, a la
obesidad. Sin embargo, los mecanismos que vinculan la obesidad con la resistencia a
la insulina se conocen mal. En algunos estudios, se sugiere que el número de
receptores, sobre todo del músculo esquelético, hígado y tejido adiposo, de los
sujetos obesos es menor que el de los sujetos delgados.
19
Tabla 2. Características clínicas de los pacientes con diabetes mellitus de tipoi I y de tipo II
DATO
Edad de comienzo
Masa corporal
Insulina plasmática
Glucagón plasmático
Glucosa plasmática
Sensibilidad a la
insulina
Tratamiento
TIPO I
Generalmente <20 años
Reducida (atrofiada) o
normal
Reducida o ausente
Elevado, se puede
suprimir
Aumento
TIPO II
Generalmente >40 años
Normal
Reducción
Insulina
Adelgazamiento, tiazolindionas,
metformina, sulfonilureas, insulina
3.2.2. PRUEBA DE
GLUCOSA)
TOLERANCIA
A
Obesidad
Normal o elevada
Elevado, resistente a la supresión
Aumento
LA
GLUCOSA
(SOBRECARGA
DE
Como se observa en la parte inferior de la curva de la figura…., conocida como “curva de glucosa”,
cuando una persona sana ingiere 1 gramo de glucosa por kilogramo de peso corporal en ayunas,
la glicemia se eleva desde aproximadamente 90 mg/mL hasta 120 a 140 mg/100 mL y luego
retorna a la normalidad en unas 2 horas.
La glucosa sanguínea en ayunas de una persona diabética suele encontrarse por encima de 110
mg/100 mL y muchas veces por encima de 140 mg/100 mL. Además, la sobre carga de glucosa
suele resultar anormal. Cuando estas personas ingieren glucosa, la glucosa aumenta mucho más
en la sangre, como lo revela la curva superior, y tarda en regresar a los valores de control unas 4
a 6 horas; más aún, ni siquiera desciende por debajo del valor de control. Esta bajada lenta de la
curva y la ausencia de descenso por debajo de las cifras de control demuestra que 1) no tiene
lugar el incremento normal en la secreción de insulina tras la ingestión de glucosa, o que 2) la
sensibilidad a la insulina está reducida. El diagnóstico de diabetes mellitus se suele establecer
basándose en estas curvas; la diabetes de tipo I se puede diferenciar de la de tipo II midiendo la
insulina plasmática; ésta se reduce o no llega a detectarse en la diabetes de tipo I y aumenta en
la de tipo II.
Figura 13. Curva de tolerancia a la glucosa en una persona sana y en otra con diabetes.
20
DIABETES TIPO I
La siguientes tabla presenta posibles vías de destrucción de las células beta que
desencadenan la diabetes mellitus Tipo I.
Genes relacionados con el
HLA y otros locus genéticos
Respuesta inmunitaria
contra las células beta
normales
o
Reacción inmunitaria
contra las células betas
alteradas
Interacción vírica
similitud molecular
o
lesión de las células beta
Destrucción de las células beta
Diabetes Tipo I
21
DIABETES TIPO II
¿Cómo se produce la diabetes Tipo II?
Defectos genéticos
múltiples
Obesidad
Trastorno de la
secreción de insulina
Utilización inadecuada
de la glucosa
Hiperglicemia
Agotamiento de las
células beta
Diabetes Tipo II
22
ACTIVIDAD
1.
Revise el siguiente modelo.
HIPOTÁLAMO
secreta
HORMONA F
estimula
GLÁNDULA X
secreta
HORMONA M
estimula
GLÁNDULA L
secreta
+
HORMONA R
Si la hormona M es la ACTH

¿Cuál es la hormona F? ……………………………………………………………………………………………………………….

¿Cuál es la glándula X?…………………………………………………………………………………………………………………

¿Cuál es la glándula L?.....……………………………………………………………………………………………………………

¿Cuál es la hormona R?....……………………………………………………………………………………………………………

¿Cómo se denomina este proceso?.................................................................................
2.
¿Cuáles son las acciones del cortisol?

……………………………………………………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………………………………………….
23
3.
4.
Las siguientes enfermedades son producto de una hipersecreción o hiposecreción hormonal,
señale lo que corresponda en la línea de puntos frente a cada anomalía:

mixedema……………………………………………………………………………………………………………………………….

acromegalia……………………………………………………………………………………………………………………………

diabetes insípida…………………………………………………………………………………………………………………….

bocio exoftálmico……………………………………………………………………………………………………………………

gigantismo………………………………………………………………………………………………………………………………

enanismo………………………………………………………………………………………………………………………………..

enfermedad Cushing………………………………………………………………………………………………………………
¿Por qué la hormona calcitonina es antagónica con la hormona paratiroidea?
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
5.
¿Cuál es la función del glucagón y la insulina en la homeostasis de la glucosa plasmática?
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
6.
Respecto a la diabetes mellitus, conteste:

¿Por qué en la diabetes se distingue como la enfermedad de las tres P (poliurea,
polifagia y polidipsia?
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

¿Por qué se produce la glucosuria?
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

¿Por qué un diabético que no se trata por períodos prolongados está expuesto a
enfermedad renal terminal, retinopatía y ceguera; y también a isquemia y gangrena en
las extremidades?
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
24

¿Por qué el diabético está expuesto a padecer arteriosclerosis y otras lesiones
vasculares?
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

¿Qué significa resistencia a la insulina?
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………

¿Por qué la insulina plasmática está aumentada en la diabetes tipo II?
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Preguntas de selección múltiple
1.
Es correcto afirmar que la glándula tiroides secreta
I)
II)
III)
A)
B)
C)
D)
E)
2.
tiroxina.
calcitonina.
triyodotironina.
Solo I.
Solo II.
Solo III.
Solo I y III.
I, II y III.
En la diabetes tipo I a diferencia de la del tipo II tiene una
I)
II)
III)
insulina plasmática reducida.
normal sensibilidad a la insulina.
glucosa plasmática en aumento.
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
D)
E)
solo
solo
solo
solo
I, II
I.
II.
III.
I y II.
y III.
25
3.
El siguiente gráfico muestra los efectos de la extirpación del páncreas, a un ratón de
laboratorio:
5
Glicemia (g/L)
4
3
Extracción total
del páncreas
2
1
0
0
5
10
Tiempo (h)
15
A partir de este experimento, se infiere correctamente que
I)
II)
III)
A)
B)
C)
D)
E)
4.
se manifestará una diabetes de tipo I.
el nivel normal de glicemia es 3 gramos de glucosa por litro de sangre.
el páncreas es un órgano encargado de aumentar los niveles de glucosa en la
sangre.
Solo I.
Solo II.
Solo III.
Solo I y III.
I, II y III.
Un examen de laboratorio entrega los siguientes resultados para una persona adulta:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Glicemia superior a 200 mg/dL.
Plasma con exceso de aminoácidos.
Orina con altos niveles de productos nitrogenados.
Aumento de la diuresis y deshidratación.
Aumento de la producción de cuerpos cetónicos.
Pérdida de masa corporal.
De acuerdo a lo anterior, esta persona también debería presentar un déficit en la
concentración sanguínea de
A)
B)
C)
D)
E)
cortisol.
insulina.
glucagón.
adrenalina.
tiroxina.
26
El siguiente gráfico muestra los resultados de un examen realizado en ayunas a dos
individuos (P y A) luego de administrarles una misma dosis de glucosa vía oral:
Glucosa en plasma (mg/100 mL)
5.
300
P
250
200
150
100
Q
50
1
2
Tiempo (Horas)
De acuerdo a estos resultados, es correcto afirmar que
I)
II)
III)
A)
B)
C)
D)
E)
6.
el individuo Q incorpora a las células normalmente la glucosa que se encuentra
en la sangre.
el individuo P es diabético, porque no incorpora la glucosa a la sangre a las
células.
si un individuo presenta 100 mg/dL de glucosa plasmática debe ser considerado
paciente diabético.
Solo I.
Solo II.
Solo III.
Solo I y II.
I, II y III.
El crecimiento puede resultar deficiente y/o retardado cuando disminuye(n) la(s)
I)
II)
III)
A)
B)
C)
D)
E)
tiroxina.
somatomedina.
hormona del crecimiento.
Solo I.
Solo II.
Solo III.
Solo I y III.
I, II y III.
27
7.
La(s) función(es) de la calcitonina es (son)
I)
II)
III)
A)
B)
C)
D)
E)
8.
Solo I.
Solo II.
Solo I y III.
Solo II y III.
I, II y III.
Encuentre la correspondencia entre enfermedad endocrina y hormona responsable:
A)
B)
C)
D)
E)
9.
disminuir la calcemia.
mantener constante la temperatura.
incorporar calcio al hueso (función osteoblástica).
1M, 2N, 3L, 4O
1O, 2L, 3M, 4N
1L, 2O, 3N, 4M
1O, 2N, 3M, 4L
1O, 2N, 3L, 4M
1.
2.
3.
4.
Diabetes insípida
Hiperglicemia
Cretinismo
Enfermedad de Addison
L.
M.
N.
O.
Insulina
Tiroxina
Glucocorticoides
Antidiurética
Encuentre la correspondencia entre la columna indicada por números y la columna indicada
con letras:
1.
2.
3.
4.
5.
Adrenocorticotrófica
Retroalimentación negativa
Aldosterona
Antidiurética
Homeostasis
A)
B)
C)
D)
E)
P. Mecanismo de control producto final.
Q. Responsable de la reabsorción de sodio en el túbulo renal.
R. Su falta genera poliuria.
S. Estimula la corteza suprarrenal a que produzca cortisol.
T. Mantener variables relativamente estables.
1P – 2Q – 3R – 4S – 5T
1S – 2P – 3Q – 4R – 5T
1T – 2S – 3R – 4Q – 5P
1P – 2S – 3T – 4R – 5S
1R – 2P – 3T – 4S – 5R
10. Seleccione la hormona que NO es producida por la adenohipófisis
A)
B)
C)
D)
E)
GH.
ADH.
FSH.
TSH.
ACTH.
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