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Sistema Endócrino∗

Cnx Bio Español

Based on Endocrine System† by

OpenStax College

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Abstract

Al �nal de esta sección serás capaz de:

• Enumerar los diferentes tipos de hormonas y explicar su papel en el mantenimiento de la home-ostasis.

• Explicar cómo funcionan las hormonas.• Explicar cómo se regula la producción de hormonas.• Describir el papel de las glándulas en el sistema endócrino.• Explicar cómo funcionan en conjunto las glándulas para mantener la homeostasis.

El sistema endócrino produce las hormonas que regulan los diferentes procesos que mantienen la home-ostasis en el organismo; este sistema se coordina con el sistema nervioso para controlar las funciones de otrossistemas orgánicos. Las células del sistema endócrino producen señales moleculares llamadas hormonas, es-tas células pueden formar glándulas endócrinas, tejidos, o estar localizadas en órganos o tejidos que llevana cabo una función hormonal adicional. Las hormonas circulan por todo el cuerpo y estimulan respuestasen aquellas células que poseen receptores capaces de acoplarse con éstas; los cambios que se producen enlas células receptoras afectan el funcionamiento de los sistemas orgánicos a los cuales pertenecen. Muchashormonas son secretadas como respuesta a señales del sistema nervioso, por lo que los dos sistemas trabajanen concordancia para producir cambios en el organismo.

1 Hormonas

Para mantener la homeostasis en el organismo se requiere de la coordinación de diferentes sistemas y órganos,lo que se logra por medio de la liberación de sustancias químicas llamadas hormonas, que permiten lacomunicación entre células vecinas y entre células y tejidos distantes entre sí. Las hormonas se liberan alos �uidos del cuerpo, generalmente la sangre, que las transporta hasta las células requeridas, en las que segenera una respuesta. Las células que secretan hormonas constituyen el sistema endócrino y con frecuenciase localizan en órganos especí�cos, llamados glándulas endócrinas. Algunos ejemplos de éstas son elpáncreas que produce insulina y glucagón, hormonas que regulan los niveles de azúcar en la sangre; lasglándulas adrenales que secretan hormonas como la epinefrina y norepinefrina y que regulan las respuestasal estrés; la tiroides que sintetiza las hormonas que regulan las tasas metabólicas.

∗Version 1.1: Apr 14, 2015 9:50 am -0500†http://cnx.org/content/m45537/1.2/‡http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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A diferencia de las glándulas endócrinas, las glándulas exocrinas secretan químicos por medio de ductosque los conducen hacia fuera de la glándula, no hacia el torrente sanguíneo; las glándulas sudoríparas son unejemplo y son las encargadas de producir el sudor y transportarlo a la super�cie de la piel. El páncreas tienefunciones tanto endócrinas como exocrinas, pues además de liberar hormonas a la sangre, también producejugos digestivos, que se transportan hacia el intestino delgado.

: Endocrinólogo

Un endocrinólogo es un médico que se especializa en el tratamiento de desórdenes endócrinos, yun cirujano endócrino realiza los tratamientos quirúrgicos necesarios para remediar enfermedadesendócrinas y de las glándulas. Los endocrinólogos tratan desórdenes del páncreas (diabetes melli-tus), de la glándula pituitaria (gigantismo, acromegalia, enanismo), de la glándula tiroides (bocio yla enfermedad de Graves), y de las glándulas adrenales (la enfermedad de Cushing y de Addison).

Para poder diagnosticar cualquier desorden endócrino en un paciente, se requiere de una seriede pruebas extensivas de laboratorio; muchos trastornos se diagnostican utilizando pruebas queestimulan o suprimen el funcionamiento del órgano endócrino. Para determinar el efecto del estímuloo supresión sobre un órgano endócrino, y por consiguiente sobre la producción de hormonas, serequiere tomar muestras de sangre del paciente. En el diagnóstico de la diabetes mellitus es necesarioque el paciente ayune de 12 a 24 horas; posteriormente, se les da una solución azucarada que estimulala producción de insulina, por el páncreas, para disminuir la cantidad de azúcar en la sangre. Doshoras después de que se consumió la solución azucarada, se toma una muestra de sangre del paciente;si el páncreas funciona apropiadamente, la concentración de glucosa en la sangre estará dentro delrango normal. La prueba A1C mide el nivel promedio de glucosa en la sangre y se puede realizarcon un análisis de sangre, esta prueba se realiza durante dos o tres meses y es un indicador de lahabilidad del cuerpo para regular los niveles de glucosa en la sangre por un largo periodo de tiempo.

Una vez que se ha diagnosticado una enfermedad como la diabetes, los endocrinólogos prescriben uncambio en el estilo de vida y medicamentos para tratar la enfermedad. Algunos casos de diabetesmellitus se pueden manejar con ejercicio, pérdida de peso y una dieta saludable; en otros casos, serequiere de medicamentos que estimulen la producción de insulina. Si la enfermedad no se puedecontrolar por estos medios, el endocrinólogo puede prescribir inyecciones de insulina.

Además de la práctica clínica, los endocrinólogos pueden involucrarse en la investigación; actual-mente se están llevando a cabo pruebas con trasplantes de células de los islotes de Langerhans, depáncreas sanos a pacientes diabéticos. El éxito de estas investigaciones permitirá a los pacientesdiabéticos prescindir de las inyecciones de insulina.

2 ¾Cómo Funcionan las Hormonas?

Las hormonas producen cambios en las células diana acoplándose a la super�cie de una célula especí�ca o ahormonas intracelulares receptoras; éstas son moléculas que se encuentran embebidas en la membranacelular o �otando en el citoplasma y que poseen un sitio de unión que se acopla al sitio de unión de lahormona. De esta forma, aunque las hormonas circulen por el cuerpo y entren en contacto con muchos tiposdiferentes de células, únicamente afectan a aquellas que poseen los receptores necesarios. Los receptoresespecí�cos para una hormona determinada se pueden encontrar en muchas células diferentes o pueden estarlimitados a un pequeño número de células especializadas. Por ejemplo, las hormonas de la tiroides actúan endiferentes tipos de tejidos, estimulando la actividad metabólica en todo el cuerpo. Por otro lado, las célulaspueden tener muchos receptores para una sola hormona, pero con frecuencia poseen receptores para diferentestipos de hormonas; el número de receptores que responden a una hormona determina la sensibilidad a ésta,así como la respuesta celular; el número de receptores disponibles para responder a una hormona puedecambiar con el tiempo, dando como resultado un aumento o disminución en la respuesta. En la regulaciónal alza, el número de receptores se incrementa en respuesta a un aumento en el nivel de hormonas, volviendo

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más sensibles a las células y promoviendo una mayor actividad. En la regulación a la baja, el número dereceptores disminuye en respuesta a un incremento en el nivel de hormonas, reduciendo la actividad.

3 Glándulas Endócrinas

Las glándulas endócrinas son: pituitaria, tiroides, paratiroides, adrenales, gónadas, pineal y páncreas; éstassecretan hormonas al �uido intersticial, desde donde se difunden a la sangre y son transportadas a diferentesórganos y tejidos en el cuerpo.

La glándula pituitaria, también llamada hipó�sis, se localiza en la base del cerebro y está unidaal hipotálamo Figure 1a. El lóbulo posterior almacena y libera oxitocina y antidiuréticos, hormonas quese producen por el hipotálamo. La respuesta del lóbulo anterior a las hormonas es la producción, porel hipotálamo, de sus propias hormonas, muchas de las cuales regulan a otras glándulas productoras dehormonas.

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Figure 1: (a) La glándula pituitaria está localizada en la base del cerebro, justo arriba del troncocerebral; (b) las glándulas paratiroideas están localizadas en la parte posterior de la glándula tiroides;(c) las glándulas adrenales están arriba de los riñones; (d) el páncreas se encuentra entre el estómago yel intestino delgado (crédito: modi�cado del trabajo de NCI, NIH)

La pituitaria anterior produce seis hormonas: del crecimiento, prolactina, estimulante de la tiroides,adrenocorticotrópica, folículo estimulante y luteinizante. La hormona del crecimiento estimula la actividadcelular, así como la síntesis de proteínas que promueven el crecimiento; la prolactina estimula la producciónde leche por las glándulas mamarias. Otras hormonas producidas por la glándula pituitaria anterior regulanla producción de hormonas por otros tejidos endócrinos Table 1. La glándula pituitaria posterior es muydiferente de la glándula pituitaria anterior, forma parte del cerebro y se extiende hacia abajo desde el

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hipotálamo; contiene principalmente �bras nerviosas que se propagan desde el hipotálamo hasta la pituitariaposterior.

La glándula tiroides está localizada en el cuello, justo debajo de la laringe y frente a la tráqueaFigure 1b, tiene forma de mariposa, con dos lóbulos conectados. Las células del folículo tiroideo sintetizandos hormonas: la tiroxina, que se conoce también como T4 porque contiene cuatro átomos de iodo, y latriyodotironina, también llamada T3, porque posee tres átomos de yodo. La tiroides libera las hormonasT3 y T4 en respuesta a la hormona estimulante de la tiroides producida por la pituitaria anterior; ambashormonas tienen un efecto que estimula la actividad metabólica en el cuerpo e incrementa el uso de energía.La tiroides produce una tercera hormona, la calcitonina, que se libera en respuesta a un incremento en laconcentración de calcio en la sangre y cuya función es disminuir dicho incremento.

La mayoría de las personas poseen cuatro glándulas paratiroides; sin embargo, el número puede variarde dos a seis. Estas glándulas están localizadas en la super�cie posterior de la glándula tiroides Figure 1b.

La glándula paratiroides produce la hormona paratiroidea, la cual incrementa la concentración de calcioen la sangre, cuando los niveles de calcio disminuyen por debajo de lo normal.

Las glándulas adrenales están localizadas en la parte superior de cada riñón Figure 1c; éstas constande una corteza adrenal externa y una médula adrenal interna, regiones que secretan diferentes hormonas.

La corteza adrenal produce mineralocorticoides, glucocorticoides y andrógenos; la aldosterona es el min-eralocorticoide principal y regula las concentraciones de iones en la orina, sudor y saliva. La liberación dealdosterona, por la corteza adrenal, es la respuesta a la disminución en la concentración sanguínea de ionesde sodio, el volumen de sangre o la presión sanguínea, o al incremento en los niveles de potasio. Los glu-cocorticoides mantienen un nivel apropiado de glucosa en la sangre entre los alimentos, también controlanla respuesta al estrés, aumentando la síntesis de glucosa a partir de las grasas y proteínas e interactúan conla epinefrina para producir vasoconstricción. Los andrógenos son hormonas sexuales que se producen enpequeñas cantidades por la corteza adrenal, normalmente no afectan las características sexuales y puedencomplementar las hormonas sexuales liberadas por las gónadas. La médula adrenal contiene dos tipos decélulas secretoras: un tipo produce epinefrina (adrenalina) y el otro produce norepinefrina (noradrenalina).Tanto la epinefrina como la norepinefrina producen, de forma inmediata, cambios de corto plazo como re-spuesta al estrés, e inducen la respuesta llamada "lucha o huida". Otras respuestas a estas hormonas sonel incremento en los ritmos cardiaco y respiratorio, la contracción del músculo cardiaco y los cambios en losniveles de glucosa en la sangre. También aceleran la descomposición de glucosa en el músculo esquelético yel almacén de grasas en el tejido adiposo; redirigen el �ujo sanguíneo hacia el músculo esquelético y lo alejande la piel, y viceversa. La liberación de epinefrina y norepinefrina es producto del estímulo de los impulsosneuronales, del sistema nervioso simpático, que se originan desde el hipotálamo.

El páncreas es un órgano de forma alargada que se localiza entre el estómago y la porción proximaldel intestino delgado Figure 1d; éste contiene células exocrinas, que secretan enzimas digestivas, y célulasendócrinas, que liberan hormonas.

Las células endócrinas del páncreas forman agregados llamados islotes pancreáticos o islotes de Langer-hans. Entre los diferentes tipos de células en los islotes se encuentran las células alfa, que producen glucagón,y las células beta, que sintetizan insulina; estas hormonas regulan los niveles de glucosa en la sangre. Lascélulas alfa liberan glucagón, cuando disminuyen los niveles de glucosa, y las células beta liberan insulina,cuando se incrementan. El glucagón produce la liberación de glucosa, mientras que la insulina promueve quelas células del organismo la consuman.

Las gónadas, testículos en los machos y ovarios en las hembras, producen hormonas esteroides. Lostestículos producen andrógenos, entre los cuales la testosterona es el más importante, estimulan el desarrollode las características sexuales secundarias y la producción de esperma. Los ovarios producen estrógenos yprogesterona, estas hormonas estimulan la aparición de las características sexuales secundarias, regulan laproducción de óvulos, controlan el embarazo y preparan al cuerpo para el parto.

Hay diferentes órganos cuya función principal no es endócrina, pero que poseen funciones endócrinas; entreestos se encuentran corazón, riñones, intestinos, timo y tejido adiposo. El corazón posee células endócrinasen las paredes del atrio, éstas liberan una hormona en respuesta al incremento del volumen de la sangre, loque ocasiona la reducción del volumen de sangre y de la presión sanguínea, así como del contenido de Na+.

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El tracto gastrointestinal produce diferentes hormonas que ayudan en la digestión. Las células endócrinasestán localizadas en la mucosa del tracto a lo largo del estómago y del intestino delgado. Estas célulasdesencadenan la liberación de jugos gástricos, los cuales ayudan a degradar y digerir el alimento en el tractodigestivo.

Los riñones también tienen funciones endócrinas, ya que dos de las hormonas que producen regulan laconcentración de iones y el volumen o la presión sanguínea. Estos órganos liberan eritropoyetina (EPO),en respuesta a una baja concentración de oxígeno, desencadenando la formación de glóbulos rojos en lamédula ósea. Los atletas utilizan la EPO para mejorar su desempeño; sin embargo, su uso conlleva ciertosriesgos, pues espesa la sangre e incrementa el esfuerzo del corazón; también aumenta el riesgo de formaciónde coágulos y por lo tanto ataques al corazón o algún accidente cardiovascular.

El timo se localiza detrás del esternón, éste produce hormonas conocidas como timosinas, que contribuyenal desarrollo de la respuesta inmunitaria en infantes. El tejido adiposo o graso produce la hormona leptina enrespuesta a la ingesta de alimento, esta hormona crea una sensación de saciedad después de comer y reducela necesidad de seguir ingiriendo alimento.

Glándulas Endócrinas y su Hormonas Asociadas

Glándula Endócrina Hormonas Asociadas Efecto

Pituitaria (anterior)

hormona de crecimiento promueve el crecimiento de lostejidos del cuerpo

prolactina promueve la producción de leche

hormona estimulante de latiroides

estimula la liberación de hor-monas por la tiroides

hormona adrenocorticotropa estimula la liberación de hor-monas por la corteza suprarrenal

hormona folículo estimulante estimula la producción de game-tos

hormona luteinizante estimula la producción de an-drógenos por las gónadas en losmachos; estimula la ovulación yproducción de estrógenos y pro-gesterona en las hembras

Pituitaria (posterior)hormona antidiurética estimula la reabsorción de agua

por los riñones

oxitocina estimula las contracciones uteri-nas durante el nacimiento

Tiroidestiroxina, triyodotironina estimulan el metabolismo

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calcitonina reduce los niveles de Ca2+ en lasangre

Paratiroides hormona paratiroidea incrementa los niveles de Ca2+ enla sangre

Corteza Suprarrenalaldosterona incrementa los niveles de Na+

cortisol, corticosterona, cortisona incrementa los niveles de glucosaen la sangre

Médula Suprarrenal epinefrina, noreprine�na estimula la respuesta de lucha ohuida

Páncreasinsulina reduce los niveles de glucosa en la

sangre

glucagón aumenta los niveles de glucosa enla sangre

Table 1

4 Regulación de la Producción de Hormonas

La producción y liberación de hormonas son controladas por retroalimentación negativa, como se describióen la sección sobre la homeostasis, de esta forma la concentración de hormonas en la sangre se mantienedentro de un intervalo pequeño. Por ejemplo, la pituitaria anterior manda señales a la tiroides para que liberehormonas tiroideas. Un incremento en la sangre del nivel de estas hormonas sirve como retroalimentaciónpara el hipotálamo y la pituitaria anterior para inhibir la señal a la glándula tiroides Figure 2.

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Figure 2: La pituitaria anterior estimula a la glándula tiroides para que ésta libere las hormonas tiroideasT3 y T4. Un incremento en los niveles de estas hormonas en la sangre resulta en una retroalimentaciónpara el hipotálamo y la pituitaria anterior, para inhibir las señales enviadas a la glándula tiroides.(crédito: modi�cado del trabajo de Mikael Hägggstrom)

El bocio es una enfermedad causada por una de�ciencia en yodo, lo que inhibe la producción delas hormonas T3 y T4 por parte de la glándula tiroides. Para compensar, el organismo producecantidades mayores de THS. ¾Cuál de los siguientes síntomas esperarías que produjera el bocio?

a.Hipotiroidismo y por consiguiente ganancia de peso, sensibilidad al frío y reducción de laactividad mental.

b.Hipertiroidismo y por consiguiente pérdida de peso, sudoración excesiva e incremento en elritmo cardiaco.

c.Hipertiroidismo y por consiguiente ganancia de peso, sensibilidad al frío y reducción en laactividad mental.

d.Hipotiroidismo y por consiguiente pérdida de peso, sudoración excesiva e incremento en elritmo cardiaco.

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5 Section Summary

Las hormonas producen cambios uniéndose a los receptores de las células diana. El número de receptores deuna célula diana puede incrementar o disminuir en respuesta a la actividad hormonal.

Los niveles hormonales se controlan por medio de retroalimentación negativa, en donde los niveles altosde una hormona inhiben su liberación.

La glándula pituitaria se localiza en la base del cerebro. La pituitaria anterior recibe las señales delhipotálamo y produce seis hormonas. La pituitaria posterior es una extensión del cerebro y libera lashormonas (oxitocina y antidiuréticas) producidas por el hipotálamo. La glándula tiroides se localiza en elcuello y está compuesta por dos lóbulos; produce tiroxina y triyodotironina, además de calcitonina. Lasglándulas paratiroides se localizan en la super�cie posterior de la glándula tiroides y producen la hormonaparatiroidea.

Las glándulas adrenales están localizadas sobre los riñones y constan de la corteza adrenal y la médulaadrenal. La primera produce corticosteroides, glucocorticoides y mineralocorticoides. La segunda, es la parteinterna de la glándula adrenal y produce epinefrina y norepinefrina.

El páncreas descansa en el abdomen, entre el estómago y el intestino delgado. Los islotes de Langerhans,en el páncreas, están constituidos por agregados de células endócrinas; estos islotes contienen células alfa,encargadas de liberar glucagón, y células beta, que secretan insulina. Algunos órganos poseen actividadendócrina como función secundaria, pero tienen una función principal. El corazón produce la hormona pép-tido natriurética atrial (ANP), cuya función es reducir el volumen de la sangre, la presión y la concentraciónde Na+. El tracto gastrointestinal produce diferentes hormonas que ayudan a la digestión: los riñonesproducen eritropoyetina; el timo produce hormonas que ayudan en el desarrollo del sistema inmunológico;las gónadas producen hormonas esteroides, incluyendo la testosterona en los machos, y el estrógeno y pro-gesterona en las hembras. El tejido adiposos produce leptina, que promueve las señales de saciedad en elcerebro.

6 PREGUNTAS DE CONEXIÓN ARTÍSTICA

Exercise 1 (Solution on p. 11.)

Figure 2 El bocio es una enfermedad ocasionada por la de�ciencia de yodo e incapacita a laglándula tiroides para que forme T3 y T4. Como resultado, el organismo trata de compensar dichade�ciencia produciendo una cantidad mayor de HST. ¾Cuál de los siguientes síntomas esperaríasque se produjera con el bocio?

a. Hipotiroidismo, lo que resulta en una ganancia de peso, sensibilidad al frío y actividad mentalreducida.

b. Hipertiroidismo, lo que resulta en una pérdida de peso, sudoración excesiva e incremento delritmo cardiaco.

c. Hipertiroidismo, lo que resulta en una ganancia de peso, sensibilidad al frío y actividad mentalreducida.

d. Hipotiroidismo, lo que resulta en una pérdida de peso, sudoración excesiva e incremento enel ritmo cardiaco.

7 PREGUNTAS DE REVISIÓN

Exercise 2 (Solution on p. 11.)

¾Qué función desarrollan la mayoría de las hormonas que se producen por la pituitaria anterior?

a. Regulan el crecimiento.b. Regulan el ciclo del sueño.

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c. Regulan la producción de otras hormonas.d. Regulan el volumen de sangre y la presión sanguínea.

Exercise 3 (Solution on p. 11.)

¾Cuál es la función de la hormona eritropoyetina?

a. Estimula la producción de glóbulos rojos.b. Estimula el crecimiento de los músculos.c. Produce la respuesta inmediata al peligro.d. Provoca la producción de testosterona.

Exercise 4 (Solution on p. 11.)

¾Qué glándulas endócrinas están asociadas con los riñones?

a. tiroidesb. pituitariasc. adrenalesd. gónadas

8 PREGUNTAS DE PENSAMIENTO CRÍTICO

Exercise 5 (Solution on p. 11.)

¾Cuáles son las semejanzas y diferencias entre las glándulas exocrinas y endócrinas?

Exercise 6 (Solution on p. 11.)

Describe cómo los receptores hormonales afectan el grado de respuesta de los tejidos a las hormonas.

Exercise 7 (Solution on p. 11.)

Muchos sistemas hormonales regulan las funciones del cuerpo por medio de acciones opuestas a lahormona. Describe cómo es que éstas regulan los niveles de glucosa en la sangre.

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Solutions to Exercises in this Module

to Exercise (p. 9)Figure 2 Ato Exercise (p. 9)Cto Exercise (p. 10)Ato Exercise (p. 10)Cto Exercise (p. 10)Las células de glándulas exocrinas y endócrinas producen un compuesto que será secretado por la glándula.Una glándula exocrina tiene un conducto y secreta su producto al exterior de la glándula, no al torrentesanguíneo. Una glándula endócrina secreta sus productos al torrente sanguíneo y no utiliza un conducto.to Exercise (p. 10)El número de receptores que responden a una hormona pueden cambiar, incrementando o disminuyendo lasensibilidad celular. Se puede incrementar el número de receptores en respuesta al incremento en los niveleshormonales (regulación al alza), haciendo más sensibles las células a las hormonas y permitiendo una mayoractividad celular. El número de receptores también se puede reducir en respuesta a un incremento en losniveles hormonales (regulación a la baja) provocando una disminución en la actividad celular.to Exercise (p. 10)Los niveles de glucosa en la sangre están regulados por hormonas (insulina, glucagón) producidas por elpáncreas. Cuando los niveles de glucosa en la sangre se incrementan, el páncreas libera insulina, la cualestimula el consumo de glucosa por las células. Cuando los niveles de glucosa disminuyen, el páncreas liberaglucagón, el cual estimula la liberación de glucosa, almacenada en el hígado, al torrente sanguíneo.

Glossary

De�nition 1: glándula adrenalglándula endócrina asociada con los riñones

De�nition 2: glándula endócrinaglándula que secreta hormonas en el �uido intersticial que la rodea, el cual se difunde a la sangrey es acarreado a diferentes órganos y tejidos dentro del cuerpo

De�nition 3: glándula exocrinaglándula que secreta químicos a través de ductos que llegan a la super�cies de la piel, cavidadescorporales o cavidades orgánicas

De�nition 4: glándula paratiroidesglándula localizada en la super�cie de la tiroides que produce la hormona paratiroidea

De�nition 5: glándula pituitariaglándula endócrina localizada en la región anterior y posterior de la base del cerebro; también seconoce como hipó�sis

De�nition 6: glándula tiroidesglándula endócrina localizada en el cuello, que produce las hormonas tiroidea y tirosina

De�nition 7: hormonasustancia química liberada por las células en un área del cuerpo que afecta a células localizadas enotra parte del cuerpo

De�nition 8: timoglándula localizada atrás del esternón, que produce la hormona timosina, la cual contribuye aldesarrollo del sistema inmunológico

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De�nition 9: páncreasórgano localizado entre el estómago y el intestino delgado que contiene células endócrinas y ex-ocrinas, y que secreta jugos digestivos

De�nition 10: receptor intracelular de hormonasreceptor hormonal localizado en el citoplasma o en el núcleo de la célula

De�nition 11: regulación a la alzaincremento en el número de receptores hormonales como respuesta al incremento en los niveles dehormonas

De�nition 12: regulación por disminución o regulación a la bajadisminución en el número de receptores hormonales en respuesta a un incremento en los niveles deuna hormona

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