Definición de hormona
Una hormona es un compuesto biológico utilizado por los organismos multicelulares para organizar, coordinar y controlar las funciones de sus células y tejidos. Estas sustancias químicas pueden controlar todo, desde el metabolismo hasta el comportamiento, y son necesarias para que los organismos sobrevivan y se reproduzcan. Una hormona puede fabricarse a partir de muchas moléculas iniciales, pero cada hormona tiene un receptor específico para el que se fabrica. Muchas hormonas viajan por el torrente sanguíneo hasta su célula diana, que tiene un receptor específico necesario para recibir la señal.
La señal puede recibirse externamente, o primero puede ser transportada al citosol o al núcleo de la célula diana, donde se unirá a su receptor específico. Si la señal se recibe externamente, se libera una segunda sustancia química mensajera en el citosol, que pone en marcha un proceso en la célula diana. Los sistemas hormonales son muy complejos y muchos tipos de células diferentes pueden reaccionar de forma distinta a la misma hormona. A continuación se presentan algunas funciones comunes de las hormonas en plantas y animales.
Las hormonas se clasifican en una de las tres categorías. Las hormonas endocrinas viajan largas distancias a través de los tejidos vasculares hasta el tejido objetivo. Las hormonas paracrinas viajan a las células cercanas a través de los espacios intersticiales entre las células. Algunas hormonas se liberan fuera de una célula y luego afectan directamente a esa célula. Estas se conocen como hormonas autocrinas. Algunas hormonas actúan en múltiples categorías, actuando tanto en las células locales como en el torrente sanguíneo. Cada célula de un organismo está hecha específicamente con receptores para varias hormonas que determinarán su función en el cuerpo y a qué señales reaccionan.
Funciones de una hormona
Hormonas en los animales
El sistema neuroendocrino es una compleja disposición de células en los animales que pueden pasar mensajes a través de las hormonas. Desde el momento de la concepción hasta el momento de la muerte, diferentes hormonas afectarán al cuerpo y alterarán su desarrollo y curso. Estas señales químicas operan en una variedad de niveles en los animales.
Una respuesta hormonal en los animales comienza con la entrada a los sistemas sensoriales. La luz, el tacto, el olfato, el gusto y otras entradas físicas son procesadas por el sistema nervioso central. El cerebro decide qué hacer a partir de estas entradas basándose en la genética y las experiencias pasadas. En respuesta a las entradas, el cerebro envía una señal al hipotálamo, el centro de procesamiento central de las instrucciones hormonales. En el caso de las instrucciones que deben darse rápidamente, el hipotálamo se pone en contacto con la hipófisis posterior a través de conexiones nerviosas. Estos impulsos indican a la hipófisis posterior que libere rápidamente una hormona. Las arterias dentro de la glándula llevan las hormonas liberadas directamente a través de la sangre a los tejidos a los que están destinadas.
Alternamente, el hipotálamo está conectado por vasos sanguíneos cortos directamente a la glándula pituitaria anterior. La hipófisis anterior contiene un gran número de hormonas diferentes que pueden ser activadas por hormonas específicas del hipotálamo. La hormona señal liberada por la hipófisis anterior puede viajar a tejidos específicos a través de la sangre. Puede dirigirse a otras glándulas del sistema endocrino, como las glándulas suprarrenales o las gónadas. Estas glándulas recibirán la señal, provocando la cascada de una hormona diferente.
Aunque hay cientos de reacciones causadas por una cascada hormonal, sólo hay unas pocas acciones diferentes causadas por las hormonas a nivel bioquímico. Muchas hormonas se unen a una proteína de superficie, que se extiende a través de la membrana celular. La proteína cambia entonces de forma, provocando un cambio conformacional también en el interior de la célula. Este cambio puede activar un segundo mensajero, que lleva el mensaje a otro punto dentro de la célula. Otras hormonas atraviesan la membrana celular y activan un proceso en el citosol o viajan hasta la envoltura nuclear para entregar un mensaje sobre la tasa de transcripción.
Hay cientos de señales diferentes que pueden ser promulgadas por el sistema hormonal. Diferentes hormonas activan diferentes sistemas. Las hormonas esteroides, por ejemplo, activan la transcripción de los genes y regulan las enzimas creadas a partir de ellos. La vitamina D, una hormona y vitamina, regula el calcio en la sangre y en los huesos. Otras señales pueden activar enzimas ya presentes en la célula objetivo, poniendo en marcha rápidamente un proceso metabólico. Los neurotransmisores son una forma especial de hormonas, que sólo recorren distancias cortas entre las neuronas. Los animales también tienen unas hormonas especiales llamadas feromonas que liberan en el entorno para estimular comportamientos en otros animales. Estas hormonas pueden ser sexuales, territoriales o de instrucción.
Hormonas en las plantas
Al igual que en los animales, las plantas tienen muchas hormonas diferentes que controlan sus ciclos vitales y su desarrollo. Existen varios grupos de hormonas vegetales, como las auxinas, las giberelinas y el etileno, entre otras. Las hormonas vegetales se han estudiado durante mucho tiempo como medio para modificar y manipular el crecimiento de las plantas. Algunas hormonas vegetales se han desarrollado de forma artificial, para su uso en cultivos comerciales. Por ejemplo, los tomates suelen madurar mediante la liberación de la hormona vegetal etileno. Esto asegura que todos los tomates estén listos para ser recogidos al mismo tiempo. Esto permite a las máquinas comerciales procesar rápida y fácilmente campos enteros al mismo tiempo. La auxina y las hormonas relacionadas se utilizan para promover el enraizamiento y desarrollar cultivos de tejidos. Esta hormona también inhibe el crecimiento de muchas plantas adultas y puede actuar como herbicida.
Las plantas también tienen hormonas que provienen de una variedad de moléculas de partida. De hecho, una hormona de la familia de los brasinólidos se parece a las hormonas esteroides de los animales, como la testosterona. Otras, como las hormonas de la familia de las giberelinas, tienen cientos de formas diferentes y no se parecen claramente a una hormona animal conocida. Se han creado versiones sintéticas de muchas de estas hormonas en el laboratorio, por lo que sus efectos y composición podrían estudiarse más fácilmente.
A través de este proceso, se descubrió que las plantas han desarrollado muchas vías que utilizan una hormona concreta como señal entre las plantas. Las plantas que son atacadas por saltamontes pueden liberar una hormona que indica a las plantas vecinas que preparen sus defensas. Esto es muy similar a cómo los animales se comunican con las feromonas.
Enfermedades hormonales
Hay una gran variedad de enfermedades hormonales que afectan tanto a las personas como a los animales. Debido a la complejidad del sistema endocrino, los problemas pueden surgir en muchos lugares. Los problemas hormonales más comunes incluyen problemas con el hipotálamo, la hipófisis o las glándulas suprarrenales. Las irregularidades en estos órganos pueden afectar en gran medida al crecimiento, el desarrollo y el metabolismo. Otras enfermedades relacionadas con las hormonas son el hipertiroidismo, la osteoporosis y la diabetes, todas ellas causadas por una hormona u hormonas mal reguladas o aceptadas por el organismo. Una enfermedad hormonal puede ser genética, o puede ser inducida por el medio ambiente o la dieta.
Cuestionario
1. El cortisol es una hormona asociada al estrés. El cortisol se libera cuando un animal está asustado, amenazado o sufre. El cortisol afecta a muchos tejidos, pero tienen reacciones diferentes. ¿Cómo es esto posible?
A. Diferentes células procesan el cortisol en diferentes sustancias químicas
B. Las proteínas receptoras son las mismas por fuera, pero inician procesos diferentes
C. El cortisol que recibe cada célula es diferente
2. Un científico ha identificado una nueva hormona y un receptor específico. Aunque el científico no sabe mucho sobre la hormona, está claro que el receptor está presente sólo en la envoltura nuclear. ¿Qué puede deducir el científico sobre la acción de la hormona?
A. La hormona es soluble en agua
B. Señala un cambio metabólico rápido
C. La hormona señala un cambio en la transcripción del ADN
3. Estás estudiando un sistema de señalización, y debes identificar los elementos del sistema. Una sustancia química se origina en una glándula y viaja por el torrente sanguíneo. Se trata de la sustancia química A. La sustancia química B se adhiere a la membrana celular de la célula objetivo, y la sustancia química C es creada por la sustancia química B después de que la sustancia química A se adhiera a ella. La sustancia química C se desplaza por el citosol de la célula y activa una enzima. ¿Qué es la sustancia química C?
A. Hormona
B. Receptor
C. Segundo mensajero
Referencia
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M. P., Bretscher, A., . . . Matsudaira, P. (2008). Molecular Cell Biology (6th. ed.)New York: W.H. Freeman and Company.
- McMahon, M. J., Kofranek, A. M., & Rubatzky, V. E. (2011). Plant Science: Growth, Development, and Utilization of Cultivated Plants (5ª ed.). Boston: Prentince Hall.
- Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2008). Principios de bioquímica. New York: W.H. Freeman and Company.
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