Hormonas del calcio y la glucosa: calcitonina, vitamina D, insulina

Hormonas que regulan el calcio y la glucosa

Calcitonina: hormona producida por las células parafoliculares de la tiroides (células C) que, junto con la PTH, ejerce un control dual sobre el calcio sanguíneo. Se segrega de forma continua en condiciones de normocalcemia. Su producción se estimula por hipercalcemia o por hipermagnesemia y se inhibe por hipocalcemia. La secreción se incrementa en respuesta al aumento del contenido de calcio en la ingesta, por estímulo directo de hormonas gastrointestinales estimuladas por los alimentos en el estómago. La calcitonina inhibe la secreción de gastrina. La calcitonina ejerce sus funciones principalmente a nivel del hueso y del riñón, y en menor grado en el intestino. Su función principal es inhibir la resorción osteoclástica del hueso, a través de la depresión de la actividad osteoclástica y la prevención de la formación de osteoclastos. También inhibe la osteólisis osteocítica y el paso de calcio del hueso al plasma. La PTH es el principal factor relacionado con la regulación inmediata del calcio sanguíneo en condiciones normales; la calcitonina se comporta como una hormona de emergencia para evitar el desarrollo de hipercalcemias durante la absorción rápida de calcio y proteger al organismo contra una excesiva pérdida de calcio y fósforo en el embarazo y la lactancia.

Colecalciferol (vitamina D)

Es la tercera hormona implicada en la regulación del metabolismo del calcio. Actúa provocando la retención de iones minerales suficientes para garantizar la funcionalidad de la matriz ósea. Es necesaria para el crecimiento y la mineralización del cartílago, y para la resorción osteoclástica y osteocítica del hueso y la movilización del calcio óseo. Se requiere una pequeña cantidad de hormona D para que la PTH ejerza su acción sobre el hueso. El principal efector de la hormona D es la mucosa intestinal: en la parte proximal aumenta el transporte transcelular activo del calcio y, en la parte distal, el transporte de fósforo.

Hiperparatiroidismo

Desórdenes de la homeostasis del calcio. Alteración metabólica por lesiones patológicas que producen un exceso en la secreción de PTH: aumento de la resorción ósea y disminución de la densidad radiográfica del ósco. Al aumentar la calcemia, se reduce la actividad del sistema nervioso central y periférico, aparece debilidad muscular, estreñimiento, dolor abdominal, falta de apetito y precipitación metastásica de fosfato de calcio.

• Hiperparatiroidismo primario: exceso de PTH por lesión funcional de las glándulas paratiroides.
• Hiperparatiroidismo renal secundario: fallo renal crónico con secreción aumentada de PTH.
• Hiperparatiroidismo nutricional secundario: desequilibrios nutricionales.

Pseudohiperparatiroidismo

Se secreta un polipéptido similar a la hormona paratiroidea como consecuencia de tumores malignos.

Hipoparatiroidismo

Secreción subnormal de PTH por alteración patológica de la glándula o por incapacidad de las células receptoras para integrarse con la hormona paratiroidea. Aumenta la excitabilidad neuromuscular: el sistema nervioso central se vuelve más excitable por el aumento de la permeabilidad de la membrana neuronal a los iones sodio. Se inician cadenas de impulsos nerviosos que pasan a los músculos esqueléticos periféricos y desencadenan contracciones musculares tetánicas. Los niveles de calcio sanguíneo se sitúan por debajo de 5 mg y los de fosfato permanecen elevados porque aumenta la reabsorción tubular por falta de PTH.

Timo

Situado en el mediastino anterior, con conexión con el pericardio y los grandes vasos. Es mayor en el feto e involuciona tras la pubertad. La corteza es tejido linfoide y la médula contiene linfocitos y células apiñadas (corpúsculos de Hassall), principales sintetizadoras de hormonas tímicas: timosina y timina. El timo neonatal es esencial para la activación y maduración de las defensas orgánicas; la hormona tímica reacciona con las células linfoides del timo u otros tejidos linfáticos para producir células capaces de reaccionar contra el antígeno. La timectomía total en el recién nacido produce alteraciones del crecimiento, reducción de linfocitos, falta de respuesta inmunológica y muerte. Puede corregirse mediante implantes y extractos de la glándula. La GH provoca actividad y crecimiento del timo. La ACTH en exceso produce atrofia del timo y de los órganos linfoides. La glándula timo influye en el crecimiento, fortalece las contracciones musculares, el flujo linfático por el cuerpo, el control y la regulación del flujo de energía, el enlace entre mente y cuerpo, e inhibe la actividad de testículos y ovarios; además, desarrolla las gónadas.

Páncreas

Situado en el duodeno, con dos porciones: 1. Exocrina: formada por acinos que secretan jugos digestivos que vierten al duodeno. 2. Endocrina: islotes de Langerhans con células α (segregan glucagón, 20 %), β (segregan insulina, 75 %) y δ (somatostatina, 5 %). La insulina se forma a partir de la proinsulina, un polipéptido generado en los ribosomas.

Efectos de la insulina

1. En el metabolismo de los carbohidratos en el hígado:

• Aumento de la síntesis de glucógeno hepático: A) inhibe la fosforilasa (que causa el desdoblamiento hepático del glucógeno en glucosa); B) aumenta la captación de glucosa de la sangre por las células hepáticas al incrementar la actividad de la glucocinasa, que provoca la fosforilación inicial de la glucosa; una vez fosforilada no puede difundir de nuevo a través de la membrana celular y queda retenida en la célula; C) aumenta la actividad de las enzimas que promueven la síntesis de glucógeno (fosfofructocinasa y glucógeno sintetasa).
• Liberación de glucógeno hepático entre comidas: cuando la glucemia empieza a descender, la hipoglucemia hace que el páncreas disminuya la secreción de insulina. Se anulan los efectos anteriores, se libera glucagón y se activa la enzima fosforilasa, con lo que el fosfato se desdobla de la glucosa y esta se difunde a la sangre.
• Promueve la conversión de glucosa en ácidos grasos, que son transportados posteriormente al tejido adiposo y depositados como grasas.
• Inhibe la gluconeogénesis por disminución de la cantidad y actividad de las enzimas hepáticas necesarias.

2. En el metabolismo de la glucosa en el músculo: en reposo, el músculo es impermeable a la glucosa, excepto cuando está estimulado por la insulina. En dos ocasiones los músculos usan glucosa en gran cantidad para obtener energía:

• En ejercicio intenso no se necesita mucha insulina, porque el ejercicio hace permeable la fibra a la glucosa por las contracciones.
• Durante las horas posteriores a la comida: si no se ejercita el músculo, la glucosa se almacena como glucógeno; después puede utilizarse para obtener energía muscular en anaerobiosis por descomposición glucolítica en ácido láctico. Este glucógeno no puede convertirse en glucosa de nuevo, porque en las células musculares no hay glucosa fosfatasa.

La insulina facilita el transporte de glucosa por difusión facilitada a través de la membrana de la célula muscular: en la membrana, la difusión se facilita mediante una proteína transportadora a la que la insulina se une y estimula el transporte.

3. Efecto de la insulina en el metabolismo de las grasas en el hígado: la insulina aumenta el sistema de transporte de glucosa a la célula hepática; después se inhibe la síntesis de glucógeno y el exceso de glucosa pasa a piruvato, que se convierte en acetil-CoA y después en ácidos grasos. Los ácidos grasos se transportan por la sangre a las células adiposas, donde se almacenan. En el hígado se emplean los ácidos grasos para formar triglicéridos que salen a la sangre como lipoproteínas, y la insulina activa la lipoproteína lipasa del tejido adiposo, que desdobla los triglicéridos en ácidos grasos para que los absorban las células adiposas.

4. En la célula adiposa: la insulina actúa igual que en la célula hepática para la síntesis de ácidos grasos, aunque la cantidad de glucosa que entra es muy pequeña. La insulina inhibe la acción de la lipasa sensible a hormonas, la enzima que causa la hidrólisis de los triglicéridos en la célula adiposa. Parte de la glucosa que penetra en la célula adiposa, en el desdoblamiento glucolítico, forma α-glicerofosfato, que suministra glicerol para unirse a los ácidos grasos y formar triglicéridos, y así se depositan las grasas en la célula adiposa.

5. Efecto de la insulina sobre el metabolismo de las proteínas: durante las horas siguientes a las comidas se almacenan proteínas. La insulina provoca el transporte activo de aminoácidos (valina, leucina, isoleucina…) al interior de la célula, aumenta la traducción del ARNm en los ribosomas, inhibe el catabolismo de las proteínas y deprime la gluconeogénesis hepática.

Control de la secreción de insulina

Está regulada por la concentración de glucosa en la sangre que llega a los islotes. Estimulan la secreción los aminoácidos (alanina), las hormonas gastrointestinales (gastrina, secretina) y otras hormonas que aumentan directamente la secreción (glucagón, GH, cortisol). Los sustitutos hipoglucemiantes de la insulina (tolbutamida, clorpropamida) producen hipoglucemia si las células beta están funcionales, pero no si están destruidas, ya que actúan estimulando la liberación de insulina.

Glucagón

Hormona polipeptídica sintetizada en las células α. Tiene una función opuesta a la insulina: estimula la producción de glucosa en el hígado. Su mecanismo de acción consiste en aumentar la actividad de la cinasa desfosforilasa hepática, que activa la fosforilasa y favorece la glucogenólisis, con elevación de la glucemia. Se produce una reacción en cascada, porque una molécula de glucagón unida a su receptor específico puede producir hasta 3 millones de moléculas de glucosa. La liberación del glucagón se desencadena por la hipoglucemia y se transporta al hígado por la circulación portal. Para la regulación del metabolismo glucolítico es necesario un equilibrio entre la producción de glucagón e insulina.