Introducción
Cuando uno escucha hablar sobre hormonas sexuales masculinas, piensa en la testosterona.
Para introducirnos en el tema, hay que explicar que la testosterona es una
hormona esteroidea que se encuentra en los organismos vertebrados. Es
importante aclarar que no es una hormona exclusiva del hombre, ya que también
se encuentra presente en el plasma sanguíneo de la mujer aunque su concentración
sea 10 veces menor. En este trabajo explicaremos los efectos que producen estas
diferencias en el hombre, la morfología de los órganos que la sintetizan y su
proceso de formación. Además abordaremos temas más profundos como su mecanismo intracelular,
donde explicaremos como se une a los receptores citosólicos para formar el complejo
hormona-receptor y activarse.
También explicaremos su proceso de
regulación mediante el eje
hipotálamo-hipofiso-gonadal, donde las
Células de Leydig desempeñarán una importante función. Además veremos como la
testosterona resulta ser elemental en
otros procesos como la espermatogénesis. Por último, añadir que la
testosterona no es la única hormona sexual masculina ya que existen otros
andrógenos (hormonas sexuales masculinas) como la androsterona y la androstendiona.
Anatomía del aparato reproductor masculino.
Estructuras implicadas en la producción de testosterona y en
la espermatogénesis.
Cada túbulo está rodeado por una membrana basal que lo
separa de las células de Leydig y las peritubulares. Bajo esta membrana se
encuentran las espermatogonias (células germinales inmaduras) y las células de
Sertoli. Éstas se encuentran adyacentes y están
herméticamente unidas, formando la barrera hematotesticular. De esta
forma, podemos decir que existe una barrera que aísla inmunológicamente los
compartimentos en los que tienen lugar la espermatogénesis. Como consecuencia,
las células germinales no se encuentran en contacto con los vasos sanguíneos y
por tanto, son las células de Sertoli
las encargadas de aportar los nutrientes necesarios de los que dependen las
células germinales para su diferenciación.
Espermatogénesis
La espermatogénesis es el proceso de formación de los
espermatozoides y tiene lugar en todos los túbulos seminíferos, comenzando este
proceso sobre los 13 años y disminuyendo
en la vejez.
Este no es un proceso al azar, puesto que está muy regulado
y sigue un patrón temporal de la célula germinal, ya determinado por
transcritos genéticos. También, está regulado interactivamente, según la cual
los productos que se van formando afectan a las fases anteriores o a las
posteriores. Finalmente, la regulación hormonal se superpone a las anteriores.
Las espermatogonias son células germinales inmaduras (antes
de la pubertad se encuentran inactivas). Estas espermatogonias proliferan
y se dividen por mitosis en el interior
del testículo formando un espermatocito primario, el cual se dividirá en 2
espermatocitos secundarios. La siguiente transformación será a espermatidas,
produciéndose un reparto genético (meiosis II) que determinará el sexo del
descendiente, ya que una parte tendrá cromosomas sexuales X y otros Y. La última fase es la formación de
espermatozoides.
Tras su formación en los túbulos seminíferos, los
espermatozoides recorren el epidídimo, donde permanecen 18-24 horas y adquieren
la capacidad de motilidad.
Al final de este proceso de formación tiene lugar la
espermiación, en la cual los espermatozoides se liberan a la luz tubular y su
citoplasma queda integrado en las células de Sertoli y se almacenan en los testículos.
- Factores que estimulan la
espermatogénesis
è
Testosterona: esencial para el crecimiento y
división de las células germinales
è
Hormona luteinizante (LH): secretada por la adenohipófisis
y estimula a las células de Leydig para que produzcan testosterona.
è
Hormona foliculoestimulante (FSH): estimula las
células de Sertoli que permiten conversión de espermátidas en espermatozoides.
è
Hormona del crecimiento (GH): favorece la división
de las espermatogonias y en caso de enanos (falta de GH) la mayoría son
esteriles
Es importante puntualizar que una espermatogénesis anormal puede provocar
infertilidad.
Andrógenos
En el hombre adulto, los testículos desempeñan dos papeles
esenciales para su fertilidad y competencia sexual. Estas dos funciones son:
·
Formación de los gametos masculinos
(espermatozoides), cuyas funciones serán la fecundación y la transmisión de
genes.
·
Secreción de andrógenos testiculares,
principalmente testosterona.
Ambos productos, se sintetizan en compartimentos diferentes:
·
Espermatozoides à en los túbulos
seminíferos.
·
Andrógenos à sintetizados y
secretados en las células de Leydig.
Los andrógenos son
hormonas esteroideas con efectos masculinizantes. Su producción no está limitada
a las células de Leydig, sino que también se producen en las glándulas
suprarrenales, que secretan al menos 5 tipos de andrógenos; aunque son de menor
importancia ya que al encontrarse en pequeñas cantidades, no producen
caracteres masculinos significativos. Sin embargo, cuando se desarrolla un
tumor de las células suprarrenales productoras de andrógenos, la cantidad de
hormonas androgénicas secretadas aumenta pudiendo inducir a la aparición de
ciertos caracteres sexuales secundarios masculinos incluso en la mujer. Entre
estos encontramos:
·
Testosterona. cuya cantidad es tan
superior que se puede considerar la hormona testicular más importante, aunque
ésta se convierte en una hormona más activa, la 5α-dihidrotestosterona .
También se puede convertir en 17β-estradiol.
·
Androstenodiona. es una pro-hormona precursor de la testosterona.
·
Dihidrotestosterona. Responsable de la diferenciación fetal de los
genitales externos masculinos, de la distribución masculina del vello y del
patrón de alopecia masculino, de la actividad de las glándulas sebáceas y del
crecimiento de la próstata.
Regulación de la secreción de Testosterona
El eje hipotálamo-hipofiso-gonadal,
constituido por el hipotálamo, la hipófisis y los testículos, es el encargado
de regular las secreciones de
testosterona, entre otras hormonas.
Figura 5
|
En
cuanto a la FSH: si en los túbulos seminíferos dejan de producirse los
espermatozoides, se hará visible un
aumento de la secreción de FSH por la adenohipófisis. Sin embargo, cuando
sucede lo contrario, es decir, la espermatogénesis es demasiado rápida la
secreción de esta hormona disminuye. Tras investigaciones, se cree que esta
regulación se debe a que existe otra hormona: la inhibina, secretada por las
células de Sertoli. Efectúa un mecanismo de retroalimentación negativa sobre la
adenohipófisis (asa corta) inhibiendo la secreción de FSH y sobre el hipotálamo
(asa larga) inhibiendo la de GnRH. (Véase figura 5)
Formación y transporte de la testosterona
Como ya dijimos antes la
testosterona se forma en las Células de
Leydig, que se encuentran en el tejido conjuntivo que rodea a los túbulos
seminíferos. La testosterona es la hormona esteroidea masculina por excelencia
y tiene efectos tanto locales (paracrinos) que apoyan la espermatogénesis como
efectos endocrinos en otros órganos diana. Al ser una hormona esteroidea, la
testosterona es sintetizada a partir del colesterol. El primer paso en la
formación de testosterona es la escisión de la cadena lateral del colesterol
para formar pregnenolona. Esta acción es llevada a cabo por las enzimas mitocondriales. Posteriormente, otras
enzimas contribuyen al desarrollo de una serie de pasos biosintéticos para
transformar la pregnenolona en la definitiva testosterona.
La testosterona también puede
ser sintetizada directamente desde la acetil coenzima A.
El testículo del hombre adulto produce, aproximadamente, de 5 a 7 mg de
testosterona al día. La secreción de testosterona se ajusta a un ritmo
circadiano, con mínimos a última hora de la tarde y máximos al final de la
noche y primeras horas de la mañana. En el varón sano, el 90% de la testosterona
circulante es secretada por las células de Leydig del testículo y el 5-10%
restante por las glándulas suprarrenales; pero los esteroides adrenales
contribuyen muy poco a la función testicular.
La testosterona es una hormona lipofílica y, por tanto, no soluble en
líquidos corporales, de modo que, en sangre, el 98% se transporta unida a
proteínas, y sólo el 2% de forma libre, que es la porción biológicamente
activa.
Una proporción importante de la testosterona circulante, aproximadamente el
60%, va ligada firmemente a la globulina transportadora de hormonas sexuales
(SHBG), producida, mayoritariamente, por el hígado. La otra porción (38%) lo
hace unida laxamente a la albúmina.
La testosterona libre se difunde pasivamente sobre las células diana donde
puede ser metabolizada a otro andrógeno de mayor actividad, la
5α-dihidrotestosterona (5α-DHT) mediante la 5α-reductasa,
y a 17β-estradiol por la acción de la aromatasa . Existen dos isoenzimas de 5α-reductasa, la tipo I
(se encuentra en la piel y en el hígado) y la tipo II (se encuentra en la
próstata, glándula suprarrenal, vesícula seminal, piel genital, folículo piloso
y corteza cerebral).La testosterona que no se fija en los tejidos se
convierte en el hígado en productos inactivos que se secretan al intestino con
la bilis hepática o se transportan al riñón que los eliminará por medio de la
orina.
Mecanismo
de acción intracelular de la testosterona.
La acción de una hormona comienza cuando ésta se une a un
receptor de la membrana, formando un complejo hormona-receptor. El complejo
mencionado anteriormente se acopla a proteínas efectoras por las denominadas
proteínas G. Las proteínas efectoras suelen ser enzimas. Cuando éstas se
activan, se produce un segundo mensajero que amplifica la señal hormonal
original y dirige las acciones fisiológicas.
Entre los mecanismos principales de acción hormonal sobre
las células diana encontramos el mecanismo de la adeniliciclasa, en el que el
AMPc es el segundo mensajero; el
mecanismo de la fosfolipasa C, en el
cual IP3/Ca2+ es el segundo mensajero; y el mecanismo de la hormona esteroidea.
Para nuestro caso vamos a centrarnos en este último mecanismo, ya que es el usado
por la testosterona.
A diferencia de los mecanismos de adeniliciclasa y de
fosfolipasa C, utilizados por hormonas peptídicas, el mecanismo de las hormonas
esteroideas implica la unión a receptores
citosólicos o nucleares que iniciarán la transcripción de ADN y la
síntesis de nuevas proteínas. Otra diferencia es la velocidad con la actúan
sobre las células diana, ya que actúan más lentamente.
Se distinguen varias
etapas en el mecanismo de las hormonas esteroideas.
1. La
hormona esteroidea difunde a través de la membrana celular y se introduce en la
célula diana (etapa 1), donde se une a una proteína receptora específica (etapa 2) que se localiza en el citosol o en el
núcleo. Cada receptor tiene seis dominios. La hormona esteroidea se une en el dominio E localizado cerca
del extremo C-terminal. El dominio C
central es el responsable de la unión al
ADN. Con la hormona unida, el receptor sufre un cambio de conformación y el
complejo hormona-receptor activado se introduce en el núcleo de la célula diana.
2. El complejo hormona-receptor se dimeriza y se
une (en su dominio C) a secuencias específicas de ADN, denominadas elementos de
respuesta a esteroides localizados en la región 5’ de los genes diana (etapa 3).
3. El
complejo hormona receptor se ha
convertido ahora en un factor de
transcripción que regula la velocidad de
transcripción de dicho gen (etapa 4). El nuevo ARN mensajero se transcribe (etapa 5), abandona el núcleo
(etapa 6) y es traducido a nuevas proteínas en
los ribosomas (etapa 7) que tienen acciones
fisiológicas específicas (etapa 8). La naturaleza de las nuevas proteínas es específica de la
hormona y es responsable de las
acciones de la hormona. Por ejemplo, la
testosterona induce la síntesis de proteínas del músculo esquelético.
Efectos que produce la testosterona en el hombre
La testosterona es la responsable de las características distintivas
del cuerpo humano masculino.
Durante la vida fetal, la gonadotropina coriónica
placentaria estimula a los testículos para que produzcan testosterona durante
el desarrollo fetal y los primeros meses de vida. Sin embargo, posteriormente y
desde los 10 hasta los 13 años su producción es casi nula. Posteriormente, su secreción
aumenta con rapidez y se mantiene hasta alcanzar los 50 años, cuando disminuye
alcanzando una cantidad comprendida entre un 20% y un 50% del valor máximo a
los 50 años.
à
Efectos sobre el desarrollo de los caracteres primarios y secundarios en el adulto.
Tras la pubertad el aumento de la secreción de testosterona
hace que el pene, el escroto y los testículos aumenten unas 8 veces de tamaño
antes de los 20 años, y también permiten el desarrollo de los caracteres
sexuales secundarios que permiten distinguir al varón de la mujer:
1. Distribución
del vello corporal. Esta hormona hace crecer el pelo principalmente sobre el
pubis, a lo largo de la línea alba hasta el ombligo, en el tórax y en la cara.
2. Calvicie.
La testosterona reduce el crecimiento del pelo en la parte superior de la
cabeza.
3. Efecto
sobre la voz. La testosterona produce una hipertrofia de la mucosa laríngea y
un aumento del tamaño de la laringe.
4. Efectos
sobre la piel y el acné. La testosterona aumenta el grosor de la piel y la
dureza de los tejidos subcutáneos. También, incrementa la secreción de las
glándulas sebáceas, sobretodo en la cara, lo que puede provocar acné.
5. Efectos
sobre las proteínas y los músculos. Tras la pubertad la musculatura del hombre
es aproximadamente un 50% superior a la de la mujer. Este incremento se asocia a un aumento de las proteínas en
las partes no musculares del organismo.
6. Efectos
sobre la matriz ósea y la retención de calcio. Tras el aumento de la
testosterona circulante en la pubertad los huesos experimentan un aumento
considerable de espesor depositándose en ellos cantidades sustanciales de sales
de calcio. Así la testosterona aumenta la cantidad total de matriz ósea y
provoca la retención de calcio.
7. La
testosterona incrementa el metabolismo basal. Este fenómeno podría ser una
consecuencia indirecta del efecto de esta hormona sobre el anabolismo proteico.
8. Efectos
sobre los eritrocitos. Tiene un número de hematíes muy superior al de la mujer.
Esta diferencia podría deberse al aumento de la tasa metabólica que provoca la
testosterona.
9. Efectos
sobre el equilibrio electrolítico e hídrico. La testosterona tiene un ligero
efecto en la reabsorción de sodio en los túbulos distales renales.
Efectos
sobre el acto sexual
Como
hormona del deseo, se sabe que los andrógenos actúan sobre el sistema nervioso
central estimulando y manteniendo la motivación sexual. Pero para mantener el
deseo erótico se precisa poca dosis de testosterona, pues influyen muchos otros
factores.
Parece
que la testosterona es necesaria para el funcionamiento normal del mecanismo de
la eyaculación y el mantenimiento de las erecciones espontáneas. También se
conoce su influencia positiva sobre la respuesta eréctil, ya que estimula la
actividad de una enzima, el óxido nítrico sintetasa, que contribuye a mantener
los niveles adecuados de óxido nítrico en el músculo liso de los cuerpos
cavernosos del pene.
