El sistema endocrino

45 min · DBA 4

Lo que vas a aprender

Diferenciar una glándula endocrina de una exocrina y explicar qué es una hormona.
Relacionar las glándulas endocrinas principales con sus hormonas y sus funciones.
Comparar el mensaje hormonal con el nervioso en velocidad, camino y duración.
Usar modelos para explicar cómo una hormona se elimina poco a poco y cómo dos hormonas opuestas mantienen un equilibrio.

Para qué

¿Para qué sirve esto?

En la adolescencia el cuerpo cambia mucho: se da un estirón, cambia la voz, aparece vello nuevo. Esos cambios no los ordena un nervio que llega a cada parte del cuerpo, y tampoco ocurren en un segundo: duran años. ¿Quién da esas órdenes?

La respuesta es un sistema que trabaja en silencio y con mensajes químicos: el sistema endocrino. Sus mensajeros, las hormonas, viajan por la sangre y coordinan el crecimiento, la digestión, la presión de la sangre y la reproducción. Junto con el sistema nervioso, es el gran coordinador de la homeostasis.

Antes de empezar recuerda el modelo del termostato y la retroalimentación negativa, y cómo se calcula una potencia como $\left(\tfrac{1}{2}\right)^3$.

Explicación

Glándulas con y sin conductos

Una glándula es un órgano o un grupo de células que produce una sustancia y la suelta. Hay dos clases:

Las glándulas exocrinas vierten lo que producen por un conducto, hacia afuera del cuerpo o hacia una cavidad. Las glándulas del sudor, las salivales y las lagrimales son exocrinas.
Las glándulas endocrinas no tienen conductos: vierten sus productos, las hormonas, directamente a la sangre. Forman el sistema endocrino.

Algunas glándulas hacen las dos cosas. El páncreas, por ejemplo, manda un jugo digestivo al intestino por un conducto, y además suelta hormonas a la sangre.

Las hormonas: mensajes que viajan por la sangre

Una hormona es un mensajero químico. La glándula la suelta a la sangre, y la sangre la lleva a todo el cuerpo. Pero no todas las células le hacen caso: solo responden las células diana, que tienen receptores para esa hormona. Funciona como una llave que solo abre ciertas cerraduras.

Compara este mensaje con el del sistema nervioso:

	Sistema nervioso	Sistema endocrino
Mensaje	Impulso eléctrico	Hormona (sustancia química)
Camino	Por las neuronas, hasta un lugar preciso	Por la sangre, a todo el cuerpo
Velocidad	Muy rápido	Más lento
Duración del efecto	Corta: se acaba cuando paran los impulsos	Más larga: dura mientras la hormona sigue en la sangre

Los dos sistemas trabajan juntos. El punto de unión es el hipotálamo, la región del encéfalo que ya conociste como centro de control de la temperatura: recibe información de las neuronas y da órdenes a la hipófisis, una glándula pequeña que cuelga debajo del encéfalo y que a su vez controla a muchas otras glándulas.

Las glándulas principales

Hipófisis: controla a otras glándulas; produce la hormona del crecimiento y libera una hormona que hace que los riñones devuelvan agua a la sangre.
Tiroides, en el cuello: sus hormonas regulan el ritmo al que las células usan la energía.
Glándulas suprarrenales, encima de los riñones: producen la adrenalina, la hormona de la respuesta de lucha o huida, y otra hormona que hace que los riñones retengan sal.
Páncreas: produce la insulina y el glucagón, que regulan la cantidad de azúcar en la sangre.
Ovarios y testículos: producen las hormonas sexuales, como los estrógenos y la testosterona, y además los gametos.

Una hormona no se queda para siempre en la sangre: el hígado y los riñones la van retirando poco a poco. Por eso su efecto dura un tiempo y después se apaga, si la glándula no suelta más. El primer ejemplo lo muestra con un modelo.

Modelo con números inventados: una hormona empieza con 80 unidades en la sangre y, cada 10 minutos, queda la mitad. Las unidades son del modelo, no medidas del cuerpo.

Ejemplo resuelto

Una hormona que se va retirando

Una glándula suelta de una vez una hormona en la sangre y después no suelta más. ¿Cómo cambia la cantidad de hormona con el tiempo, y en qué se diferencia eso de un impulso nervioso?

Ver la solución paso a paso

La hormona viaja por la sangre hasta los órganos donde actúa. Mientras haya hormona en la sangre, su efecto sigue.
El hígado y los riñones la van retirando poco a poco. En la gráfica del modelo, la curva baja rápido al comienzo y cada vez más despacio, sin caer de golpe.
Por eso el efecto de una hormona dura un rato y se va apagando lentamente.
Un impulso nervioso, en cambio, es rapidísimo y se apaga apenas deja de llegar: su efecto es inmediato y corto.

Respuesta: La hormona se va retirando poco a poco y su efecto se apaga lentamente; el mensaje nervioso es rápido y corto.

Dos hormonas que se equilibran

Después del almuerzo, el azúcar que se absorbe de los alimentos pasa a la sangre y su cantidad sube. El páncreas lo detecta y suelta insulina: esta hormona hace que las células tomen azúcar de la sangre y que el hígado lo guarde. El azúcar de la sangre baja hacia su valor fijado y el páncreas deja de soltar insulina.

Si pasan muchas horas sin comer, o después de mucho ejercicio, el azúcar baja. Entonces el páncreas suelta glucagón, que hace que el hígado devuelva azúcar a la sangre. Insulina y glucagón son hormonas antagonistas: tienen efectos opuestos, y entre las dos mantienen el azúcar cerca de su valor fijado. Es retroalimentación negativa, como el aire frío y la calefacción del termostato.

Ejemplo resuelto

El juego del páncreas

En un juego del salón, un vaso con fichas representa el azúcar de la sangre, y una raya en el vaso marca su valor fijado. Al «comer» se echan fichas y al «hacer ejercicio» se sacan. Un estudiante hace de insulina y otro de glucagón. ¿Qué debe hacer cada uno, y cuándo debe parar?

Ver la solución paso a paso

Después de «comer», las fichas pasan de la raya: el azúcar subió. Le toca a la insulina, que retira fichas, como cuando las células toman azúcar y el hígado lo guarda.
Después del «ejercicio», las fichas quedan por debajo de la raya: el azúcar bajó. Le toca al glucagón, que agrega fichas, como cuando el hígado devuelve azúcar a la sangre.
Cada uno para cuando el nivel vuelve a la raya. Si la insulina siguiera retirando fichas, el nivel bajaría demasiado y tendría que actuar el glucagón.
La respuesta va en contra del cambio y se detiene al corregirlo: es retroalimentación negativa.

Respuesta: La insulina retira fichas cuando el nivel sube y el glucagón las agrega cuando baja; los dos paran al llegar a la raya del valor fijado.

Las hormonas en otras funciones

En la digestión. Cuando la comida llega al estómago, el propio estómago suelta una hormona que hace que produzca más jugo gástrico. Cuando el alimento, ya ácido, pasa al intestino, el intestino suelta otras hormonas que le avisan al páncreas que mande su jugo digestivo. Así cada parte del tubo digestivo trabaja en el momento justo.

En la presión de la sangre. La presión depende, entre otras cosas, de cuánto líquido llevan los vasos sanguíneos. Cuando falta agua, el hipotálamo lo detecta y la hipófisis suelta la hormona que hace que los riñones la devuelvan: ahí se ve el punto de unión de los dos sistemas. Cuando hace falta subir la presión, hormonas de la hipófisis y de las suprarrenales hacen que los riñones devuelvan a la sangre más agua y más sal, y se produce menos orina; con más líquido en los vasos, la presión sube. Cuando sobra líquido, esas hormonas bajan y los riñones botan más agua. Aquí trabajan juntos los sistemas endocrino, excretor y circulatorio.

En la reproducción sexual. Al llegar la pubertad, el hipotálamo ordena a la hipófisis soltar hormonas que viajan por la sangre hasta los ovarios o los testículos. Estos empiezan a producir estrógenos o testosterona, que producen los cambios del cuerpo en la adolescencia y la maduración de los gametos. Por eso esos cambios son lentos y duran años: son obra de hormonas, no de impulsos nerviosos.

Cierre

En resumen

Las glándulas exocrinas vierten lo que producen por un conducto; las endocrinas vierten hormonas directamente a la sangre.
Una hormona es un mensajero químico que llega a todo el cuerpo por la sangre, pero solo actúa en las células diana, que tienen receptores para ella.
El mensaje hormonal es más lento que el nervioso y su efecto dura más; el hipotálamo y la hipófisis unen los dos sistemas.
La insulina y el glucagón del páncreas son hormonas antagonistas que mantienen el azúcar de la sangre cerca de su valor fijado por retroalimentación negativa.
Las hormonas coordinan la digestión, la presión de la sangre (junto con los riñones) y la reproducción sexual, con los cambios de la pubertad.

Vocabulario

Hormona: Sustancia química que produce una glándula endocrina y que viaja por la sangre hasta las células sobre las que actúa.
Glándula endocrina: Glándula sin conductos que vierte sus hormonas directamente a la sangre, como la tiroides o la hipófisis.
Glándula exocrina: Glándula que vierte lo que produce por un conducto hacia afuera del cuerpo o hacia una cavidad, como las glándulas del sudor o las salivales.
Célula diana: Célula que tiene receptores para una hormona y por eso responde cuando la hormona llega.
Hormonas antagonistas: Pareja de hormonas con efectos opuestos sobre una misma variable, como la insulina y el glucagón.

Guía para el docente

Tiempos

Inicio · 5 min — Pregunte qué cambios del cuerpo ocurren en la adolescencia y si creen que los ordena un nervio. Anote las ideas sin corregir.
Explicación · 20 min — Explique glándulas exocrinas y endocrinas, la tabla que compara los dos sistemas y la lista de glándulas. Resuelva el modelo de la hormona que se retira con la gráfica, y haga el juego del páncreas con un vaso y fichas o granos frente al grupo.
Práctica · 15 min — Preguntas y retos en parejas. Si hay tiempo, haga la carrera de mensajes con todo el grupo y tome los dos tiempos.
Cierre · 5 min — Vuelva a la pregunta del inicio y pida que cada estudiante escriba por qué los cambios de la pubertad son obra de hormonas.

Preguntas para el salón

Si la hormona llega a todo el cuerpo por la sangre, ¿por qué no actúa en todas las células?
¿Por qué hacen falta dos hormonas para regular el azúcar y no basta con una?
¿Qué ventaja tiene que el efecto de una hormona dure más que el de un impulso nervioso? ¿Y qué desventaja?

Errores típicos

Creer que las hormonas viajan por los nervios. Vuelva a la tabla comparativa y pida que señalen el camino de cada mensaje en un dibujo del cuerpo.
Pensar que toda glándula es endocrina. Pregunte por dónde sale el sudor y por dónde sale la insulina: con conducto o directo a la sangre.
Creer que una hormona desaparece de golpe. Use la gráfica del modelo: la cantidad se reduce a la mitad en cada periodo y nunca cae de una vez a cero.

Tarea sugerida

Hacer un cuadro con cinco glándulas endocrinas, dónde están, qué hormona producen y en qué función participan, y escribir un ejemplo de cómo trabajan juntos el sistema endocrino y el excretor.