Introducción al sistema endocrino

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Introducción al sistema endocrino
La capacidad de las células para comunicarse entre ellas representa una característica esencial en la biología humana. Como se comenta en el capítulo 3, 
la comunicación intercelular muestra niveles variables 
de complejidad y distancia. La transmisión de señales 
endocrinas implica: a) la secreción regulada de una mo-
lécula transmisora de señales extracelulares, denomina-
da hormona, al líquido extracelular; b) la difusión de la 
hormona hacia los vasos y su circulación por todo el or-
ganismo, y c) la difusión de la hormona fuera del com-
partimento vascular hacia el espacio extracelular, con 
unión a un receptor específico dentro de las células del 
órgano diana. Dado que las hormonas se dispersan por 
todo el organismo, una hormona suele regular la activi-
dad de varios órganos diana. Por su parte, las células 
suelen expresar receptores para múltiples hormonas.
El sistema endocrino es una colección de glándulas 
cuya función es regular múltiples órganos dentro del or-
ganismo para: a) satisfacer las necesidades de creci-
miento y reproducción del organismo, y b) responder a 
las fluctuaciones del ambiente interno, incluidos diver-
sos tipos de estrés. El sistema endocrino incluye las si-
guientes glándulas principales (fig. 37-1):
Páncreas endocrino.
Glándulas paratiroides.
Glándula pituitaria (hipófisis, que se asocia con los nú-
cleos hipotalámicos).
Tiroides.
Glándulas suprarrenales.
Gónadas (testículos y ovarios).
Estas glándulas endocrinas sintetizan y secretan hor-
monas bioactivas y, con excepción de las gónadas, que 
realizan funciones tanto endocrinas como gametogéni-
cas, se dedican en exclusiva a la producción hormonal 
(tabla 37-1). Un órgano transitorio, la placenta, también 
realiza una importante función endocrina.
Además de las glándulas endocrinas exclusivas, existen 
células endocrinas en el seno de otros órganos, cuya fun-
ción principal no es endocrina (v. tabla 37-1). Entre ellas 
destacan las células del corazón productoras de péptido 
natriurético atrial, las células hepáticas productoras del 
factor del crecimiento parecido a la insulina I (IGF-I), las 
células renales productoras de eritropoyetina, y numero-
sos tipos celulares en el tubo digestivo que producen hor-
monas digestivas. Existen también colecciones de cuerpos 
celulares (denominados también núcleos) dentro del hipo-
tálamo, que secretan péptidos conocidos como neurohor-
monas hacia los capilares relacionados con la hipófisis.
Un tercer brazo del sistema endocrino está representa-
do por numerosos tipos celulares que expresan enzimas 
intracelulares, ectoenzimas o enzimas secretadas, que mo-
difican precursores inactivos u hormonas menos activas 
para dar lugar a hormonas muy activas (v. tabla 37-1). Un 
ejemplo puede ser la formación de angiotensina-II a partir 
del polipéptido inactivo angiotensinógeno mediante dos 
pasos progresivos de degradación proteolítica (v. capítu- 
lo 42). Otro ejemplo es la activación de la vitamina D me-
diante dos reacciones consecutivas de hidroxilación en el 
hígado y el riñón, para producir la hormona de gran activi-
dad biológica 1,25-dihidroxivitamina D (vitamina D).
CONFIGURACIÓN DE LOS CIRCUITOS 
DE RETROALIMENTACIÓN DENTRO 
DEL SISTEMA ENDOCRINO
El modo predominante de circuito de retroalimentación 
cerrado en las glándulas endocrinas se denomina retroa-
limentación negativa. En un circuito de este tipo, una 
«hormona A» actúa sobre uno o más órganos diana para 
inducir un cambio (aumento o disminución) de las con-
centraciones circulantes de un componente B, y este cam-
bio en el componente B es responsable de la inhibición de 
la secreción de la hormona A. Los circuitos de retroali-
mentación negativa aportan estabilidad, porque se encar-
gan de mantener un parámetro fisiológico dentro de los 
límites normales (p. ej., la glucemia). Existen unos pocos 
ejemplos de retroalimentación positiva dentro de la re-
gulación endocrina. Un circuito de retroalimentación po-
sitiva, en el cual la hormona X aumenta las concentracio-
nes del componente Y, y este componente estimula a su 
vez la secreción de la hormona X, resultan inestables. Bajo 
el control de un circuito de retroalimentación positiva «se 
tiene que dar algo». Por ejemplo, un circuito de retroali-
mentación positiva controla los procesos que culminan 
en la rotura del folículo en la pared ovárica o la expulsión 
del feto desde el útero.
Existen dos configuraciones básicas de los circuitos de 
retroalimentación negativa dentro del sistema endocrino: 
un circuito dirigido por la respuesta fisiológica (que se 
denomina «retroalimentación regulada por la respuesta») y 
otro regulado por el eje endocrino (fig. 37-2). Los circuitos 
dirigidos por respuesta se encuentran en las glándulas en-
docrinas que controlan la glucemia (islotes pancreáticos), 
las concentraciones de calcio y fósforo sérico (glándulas 
paratiroides, riñones), la osmolaridad y el volumen de la 
sangre (hipotálamo/neurohipófisis) y las concentraciones 
de Na+, K+ e H+ en la sangre (zona glomerular de la corteza 
suprarrenal y células auriculares). En la configuración regu-
lada por la respuesta, la secreción de una hormona es esti-
mulada o inhibida por un cambio en el nivel de un paráme-
tro extracelular específico (p. ej., el aumento de la glucemia 
estimula la secreción de insulina). Las alteraciones de las 
concentraciones hormonales condicionan cambios en la 
fisiología de los órganos diana (p. ej., reducción de la gluco-
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Glándulas 
suprarrenales
Tiroides
Glándulas
 paratiroides
Hipófisis
Hipotálamo 
Ovarios
Testículos
Páncreas
Glándula endocrina
Hipófisis
Hormona liberadora
Glándula endocrina periférica
Hormona
Hormona
Retroalimentación 
negativa
Retroalimentación 
negativa
Componente circulante 
(p. ej., glucemia) Hormona trópica
Efectos fisiológicos
Efectos fisiológicos
Neuronas neuroendocrinas hipotalámicas
Órgano(s) diana
Órganos diana
RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA 
REGULADA POR EL EJE ENDOCRINO
RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA 
REGULADA POR LA RESPUESTA FISIOLÓGICA
● Figura 37-1. Glándulas del sistema endocrino.
● Figura 37-2. Circuitos 
de retroalimentación negativa 
regulados por la respuesta fisio-
lógica y por el eje endocrino.
neogénesis hepática, aumento de la captación de glucosa 
en el músculo), que regulan de forma directa este paráme-
tro (p. ej., la glucemia) en cuestión. El cambio del pará-
metro (p. ej., reducción de la glucemia) inhibe a su vez la 
secreción de la hormona (es decir, la secreción de insulina 
disminuye cuando la glucemia baja).
Gran parte del sistema endocrino se organiza en ejes en-
docrinos, que están constituidos cada uno por el hipotála-
mo, la hipófisis y las glándulas endocrinas periféricas (v. fig. 
37-2). Por tanto, el circuito de retroalimentación dirigido 
por un eje endocrino tiene una configuración en tres esca-
lones. El primero está constituido por las neuronas neu-
roendocrinas hipotalámicas que segregan las hormonas 
liberadoras. Estas hormonas liberadoras estimulan (o, en 
unos pocos casos, inhiben) la producción y la secreción de 
las hormonas trópicas en la hipófisis (segundo escalón). 
Las hormonas trópicas estimulan la producción y secre-
ción de las hormonas de las glándulas endocrinas periféri-
cas (tercer escalón). Las hormonas producidas en la perife-
ria, por ejemplo, hormonas tiroideas, cortisol, esteroides 
sexuales e IGF-I, clásicamente ejercen acciones pleiotrópi-
cas (es decir, múltiples efectos fenotípicos) sobre numero-
sos tipos celulares. Sin embargo, en los circuitos dirigidos 
por un eje endocrino, el circuito de retroalimentación pri-
mario implica la inhibición mediante retroalimentación de 
las hormonas trópicas hipofisarias y las hormonas libera-
doras hipotalámicas por la hormona producida en la perife-ria. A diferencia de lo que sucede en la retroalimentación 
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 Capítulo 37 Introducción al sistema endocrino 655
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● Tabla 37-1.
Hormonas y sus lugares de producción 
en los adultos no gestantes
Glándula Hormona
Hormonas sintetizadas y secretadas por glándulas endocrinas 
exclusivas
Hipófisis
Hormona del crecimiento (GH)
Prolactina
Hormona adrenocorticotropa (ACTH)
Hormona estimuladora del tiroides (TSH)
Hormona estimuladora de los folículos (FSH)
Hormona luteinizante (LH)
Tiroides
Tetrayodotironina (T4; tiroxina)
Triyodotironina (T3)
Calcitonina
Glándulas paratiroides Hormona paratiroidea (PTH)
Islotes de Langerhans 
(páncreas endocrino)
Insulina
Glucagón
Somatostatina
Glándula suprarrenal
Adrenalina
Noradrenalina
Cortisol
Aldosterona
Sulfato de dehidroepiandrosterona (DHEAS)
Ovarios
Estradiol-17b
Progesterona
Inhibina
Testículos
Testosterona
Hormona antimülleriana (AMH)
Inhibina
Hormonas sintetizadas en órganos cuya función principal no es 
endocrina
Encéfalo (hipotálamo)
Hormona antidiurética (ADH; vasopresina)
Oxitocina
Hormona liberadora de corticotropina (CRH)
Hormona liberadora de tirotropina (TRH)
Hormona liberadora de gonadotropina (GnRH)
Hormona liberadora de la hormona del 
crecimiento (GHRH)
Somatostatina
Dopamina
Encéfalo (glándula pineal) Melatonina
Corazón Péptido natriurético atrial (ANP)
Riñón Eritropoyetina
Tejido adiposo LeptinaAdiponectina
Estómago
Gastrina
Somatostatina
Grelina
Intestinos
Secretina
Colecistocinina
Péptido parecido al glucagón 1 (GLP-1)
Péptido parecido al glucagón 2 (GLP-2)
Péptido insulinotrópico dependiente de 
glucosa (GIP; péptido inhibidor de gastrina)
Motilina
Hígado Factor de crecimiento parecido a la insulina de tipo I (IGF-I)
Hormonas producidas en gran parte mediante conversión 
periférica
Pulmones Angiotensina-II
Riñón 1,25-dihidroxivitamina D (vitamina D)
Tejido adiposo, glándulas 
mamarias, otros órganos Estradiol-17b
Hígado, glándulas 
sebáceas, otros órganos Testosterona
Piel genital, próstata, 
otros órganos 5-dihidrotestosterona (DHT)
Muchos órganos T3
dirigida por la respuesta, las respuestas fisiológicas frente 
a las hormonas periféricas sólo desempeñan un papel me-
nor en la regulación de la retroalimentación dentro de los 
circuitos regulados por ejes endocrinos.
Un aspecto importante de los ejes endocrinos es su ca-
pacidad para reducir o incrementar las señales neurona-
les para modular la liberación de las hormonas liberado-
ras hipotalámicas y controlar, de este modo, la actividad 
del eje. Un estímulo neuronal fundamental para las neuro-
nas que segregan las hormonas liberadoras se origina en 
otra región del hipotálamo denominada núcleo supra-
quiasmático (NSQ). Las neuronas del NSQ generan un rit-
mo diario, conocido como ritmo circadiano, sobre la se-
creción de las hormonas liberadoras hipotalámicas y los 
ejes endocrinos que éstas controlan (fig. 37-3). Las neuro-
nas del NSQ representan el reloj circadiano intrínseco, 
algo que se pone de manifiesto en que muestran una acti-
vidad eléctrica máxima espontánea justo en el mismo mo-
mento cada 24-25 horas. El ciclo de 24-25 horas se puede 
«ajustar» al ciclo ambiental normal de luz-oscuridad oca-
sionado por la rotación de la tierra, de forma que parece 
existir un control ambiental de la periodicidad de este re-
loj (fig. 37-4). Los aportes neurales se generan en células 
retinianas sensibles a la luz especializadas, que son distin-
tas de los conos y los bastones, y en señales al NSQ que 
llegan por la vía retinohipotalámica. Sin embargo, cuando 
se producen unas condiciones de luz u oscuridad cons-
tantes, el reloj del NSQ se «libera del control» y se aleja li-
geramente del ciclo de 24 horas cada día.
La glándula pineal forma un vínculo neuroendocrino 
entre el NSQ y distintos procesos fisiológicos que necesi-
tan un control circadiano. Esta diminuta glándula, próxi-
ma al hipotálamo, sintetiza la hormona melatonina a 
partir del neurotransmisor serotonina, cuyo precursor 
es el triptófano. La enzima limitadora de la velocidad de 
síntesis de la melatonina es la N-acetiltransferasa. La 
cantidad y la actividad de esta enzima en la glándula pi-
neal varían de forma notable con un patrón cíclico, lo 
que explica el ciclo de la secreción de melatonina y de 
sus concentraciones plasmáticas. La síntesis de melato-
nina se inhibe con la luz y se estimula de forma muy im-
portante con la oscuridad (v. fig, 37-4). Por tanto, la me-
latonina puede transmitir la información sobre la llegada 
de la oscuridad, y las funciones corporales se regulan de 
forma correspondiente. La melatonina emite informa-
ción hacia el NSQ durante la madrugada y el crepúsculo, 
que puede contribuir también al ajuste al ciclo de 24-25 
horas del reloj del NSQ. La melatonina realiza otras mu-
chas acciones, incluida la inducción del sueño. 
Otro estímulo aferente importante para las neuronas 
hipotalámicas y la hipófisis es el estrés, que puede ser es-
trés sistémico (hemorragia, inflamación) o estrés genera-
do por un proceso (temor, ansiedad). Los principales ge-
neradores médicos o quirúrgicos de estrés toman el 
control por encima del reloj circadiano y dan lugar a un 
patrón de liberación hormonal y metabolismo persistente 
y exagerado, que moviliza los combustibles endógenos, 
como la glucosa y los ácidos grasos libres, y aumenta su 
aporte a los órganos fundamentales. Por el contrario, se 
suprimen los procesos de crecimiento y reproducción. 
Además, las citocinas liberadas durante las respuestas in-
flamatorias, inmunitarias o de ambos tipos regulan de for-
ma directa la liberación de las hormonas liberadoras hi-
potalámicas y de las hormonas hipofisarias.
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A Temperatura corporal
B Presión arterial sistólica
C Hormona del crecimiento plasmática
D ACTH plasmática
E Melatonina plasmática
Luz
Núcleo geniculado 
lateral
Ciclo 
sueño-vigilia
Ritmos 
coordinados
Tracto 
retinohipotalámico
Núcleo supraquiasmático
RELOJ 
CIRCADIANO
Ojos
Glándula 
pineal
Melatonina
Endocrinos Metabólicos Conductuales
Hipotálamo
Noche
Día
● Figura 37-3. Un marcapasos circadiano dirige numerosas 
funciones endocrinas y corporales, cada una con su propio perfil 
diario. El incremento nocturno de melatonina plasmática puede 
mediar otros ritmos circadianos. (Datos de Schwartz WJ Adv In-
tern Med 38:81, 1994.)
● Figura 37-4. Origen de los ritmos circadianos en la secre-
ción de las glándulas endocrinas, los procesos metabólicos y la 
conducta. (Modificado de Turek FW. Recent prog Horm Res 49: 
43, 1994.)
NATURALEZA QUÍMICA 
DE LAS HORMONAS
Las hormonas se clasifican, desde un punto de vista bio-
químico, como proteínas/péptidos, catecolaminas, yo-
dotironinas u hormonas esteroideas. La naturaleza quí-
mica de una hormona determina: a) cómo se sintetiza, 
almacena y libera; b) cómo se transporta en la sangre; 
c) su semivida biológica y modo de eliminación, y d) su 
mecanismo de acción celular.
Proteínas/péptidos
Las hormonas proteicas/peptídicas pueden agruparse en 
moléculas relacionadas a nivel estructural, que se codifican 
en unas familias de genes. Las hormonas proteicas/peptídi-
cas consiguen su especificidad a partir de la secuencia de 
aminoácidos principal, y también por modificaciones tras 
la translación, sobre todo mediante glucosilación.
Dado que las hormonas proteicas/peptídicas están 
destinadas a su secreción fuera de la célula, se sintetizan 
y procesan de forma distinta que las proteínas que están 
destinadas a permanecer dentro de ella o que se añaden 
a la membrana de forma continua (fig. 37-5). Estas hor-
monas se sintetizanen el polirribosoma como prepro-
hormonas o prehormonas más largas. Los péptidos na-
cientes muestran en su extremo amino terminal un grupo 
de 15-30 aminoácidos denominado péptido señal. Este 
péptido señal interacciona con una partícula de ribonu-
cleoproteína, que es la responsable última de dirigir la 
cadena de péptidos en crecimiento a través de un poro 
de la membrana del retículo endoplásmico localizado en 
la superficie interna (de las cisternas) de su membrana. 
La eliminación de este péptido señal gracias a una pepti-
dasa de la señal genera una hormona o prohormona 
que, posteriormente, se transporta desde las cisternas 
del retículo endoplásmico al aparato de Golgi, donde se 
empaqueta en una vesícula de secreción rodeada de 
membrana, que posteriormente se libera hacia el cito-
plasma. La molécula de hidratos de carbono de las glu-
coproteínas se incorpora en el aparato de Golgi.
La mayoría de las hormonas se producen como prohor-
monas. Las prohormonas contienen la secuencia de pépti-
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3´5´
No 
codificante
Exón
Señal Hormona Copéptidos
Exón
ExónExón Exón
Exón± Intrón ± Intrón
Transcripción
Escisión de los intrones
Separación y unión
Cobertura
Señal
Núcleo
Ribosomas
Retículo 
endoplásmico
Aparato 
de Golgi
Gránulos
Hormona Copéptidos
Traducción
Degradación de la señal
Procesamiento
Procesamiento
Empaquetado
NH2-señal-hormona-copéptidos
Hormona-copéptidos Prohormona
Hormona
Preprohormona
ARN mensajero
Hormona + copéptidos
± Intrón Poli-A ADN (gen)
● Figura 37-5. Representación esquemática de la síntesis de hormonas peptídicas. En el núcleo, 
el transcrito primario del gen, una molécula previa del ARN mensajero (ARNm), sufre la escisión de 
los intrones, con separación y unión de los exones, colocación de una cubierta en el extremo 5’ y 
adición de poli(A) en el extremo 3’. El ARNm maduro resultante entra en el citoplasma, donde dirige 
la síntesis de una secuencia peptídica de una preprohormona en los ribosomas. Durante este proce-
so, se elimina la señal del extremo N-terminal, y la prohormona sintetizada se transfiere de forma 
vectorial al retículo endoplásmico. La prohormona se procesa más y se empaqueta dentro del apara-
to de Golgi. Tras la rotura final de la prohormona dentro de los gránulos, en éstos se encuentran la 
hormona y sus copéptidos listos para ser secretados mediante exocitosis.
dos de la hormona activa dentro de su secuencia primaria. 
Sin embargo, estas moléculas son inactivas o muestran una 
actividad menor, y requieren la acción de endopeptidasas 
para eliminar las secuencias inactivas que contienen.
Las hormonas proteicas/peptídicas se almacenan en 
la glándula en forma de vesículas de secreción rodeadas 
de membrana, y se liberan mediante exocitosis por una 
vía secretora regulada. Por ello, las hormonas no se se-
gregan de forma continua sino que sólo lo hacen como 
respuesta a un estímulo mediante un mecanismo de aco-
plamiento entre estímulo y secreción. La exocitosis re-
gulada consume energía, y necesita calcio, un citoesque-
leto intacto (microtúbulos, microfilamentos) y proteínas 
de la cubierta, que lleven de forma específica las vesícu-
las secretoras hacia la membrana celular. La ultraestruc-
tura de las células productoras de hormonas proteícas 
se caracteriza por un abundante retículo endoplásmico 
rugoso y membranas de Golgi, y la presencia de vesícu-
las de secreción (fig. 37-6).
Las hormonas proteicas/peptídicas son solubles en 
los líquidos corporales y, con las llamativas excepciones 
del IGF y la hormona de crecimiento (GH), circulan en la 
sangre principalmente sueltas, de forma que su semivida 
biológica es corta. Las hormonas proteicas son elimina-
das de la sangre mediante endocitosis y degradación en 
los lisosomas de los complejos receptor-hormona (v. 
más adelante). Muchas hormonas proteicas son lo bas-
tante pequeñas como para aparecer en la orina de una 
forma activa a nivel fisiológico. Por ejemplo, se puede 
encontrar en la orina hormona estimuladora de los folí-
culos (FSH) y hormona luteinizante (LH).
Las proteínas/péptidos se digieren con facilidad en el 
tubo digestivo si se administran por vía oral. Por tanto, 
deben administrarse mediante inyecciones parenterales 
o, en el caso de los péptidos pequeños, a través de las 
mucosas (sublingual o intranasal). Como las proteínas/
péptidos no atraviesan las membranas celulares con fa-
cilidad, transmiten sus señales a través de los receptores 
de la membrana (v. capítulo 3).
Catecolaminas
Las catecolaminas se sintetizan por la médula suprarrenal 
y las neuronas, e incluyen noradrenalina, adrenalina y 
dopamina (fig. 37-7). El principal producto hormonal de 
la médula suprarrenal es la adrenalina y, en menor grado, la 
noradrenalina. Las catecolaminas consiguen su especifici-
dad mediante modificaciones enzimáticas del aminoácido 
tirosina. Las catecolaminas se almacenan en vesículas se-
cretoras que forman parte de la vía de secreción regulada. 
Se empaquetan junto con ATP, calcio y unas proteínas co-
nocidas como cromograninas. Las cromograninas partici-
pan en la biogénesis de las vesículas secretoras y en la 
organización de los componentes dentro de las mismas. 
Las catecolaminas son solubles en la sangre, y circulan li-
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Vesículas 
de secreción
● Figura 37-6. Ultraestructura de una célula 
productora de hormonas proteicas. Obsérvese la pre-
sencia de vesículas secretoras y retículo endoplásmico 
rugoso en la célula secretora de hormona proteica. 
(Tomado de Kierszenbaum AL: Histology and Cell 
Biology: An Introduction to pathology, 2.ª ed., Filadel-
fia, Mosby, 2007.)
A NIVEL CELULAR
Las hormonas bioactivas se generan a partir de prohor-
monas mediante la escisión proteolítica de la prohormona 
gracias a la actividad de las convertasas de prohormo-
na (denominadas también proproteínas). La familia de 
convertasas de la prohormona incluye hfurina, hpC1, 
hpC2, hpACE4 y hpLC. Estas enzimas se expresan de for-
ma específica según la célula. por ejemplo, las células pro-
ductoras de insulina (células b) de los islotes pancreáticos 
expresan tanto pC1 como pC2. La insulina se produce en 
forma de preproinsulina, que se rompe a proinsulina en el 
retículo endoplásmico y se envasa en vesículas de secre-
ción en forma de proinsulina. Mientras permanece dentro 
de la vesícula de secreción, una parte del centro de una 
cadena única (el péptido de conexión [C]) se degrada de 
forma secuencial por acción de pC1 y pC2. La vesícula 
secretora madura contiene y segrega cantidades equimo-
lares de insulina y péptido C. En ocasiones, las prohormo-
nas contienen la secuencia de múltiples hormonas, como 
sucede con la proteína pro-opiomelanocortina (pOMC), 
que contiene las secuencias de aminoácidos para la hor-
mona adrenocorticotropa (ACTH) y para las hormonas 
estimuladoras de los melanocitos (MSH). Las células hipo-
fisarias sólo expresan pC1, y liberan exclusivamente ACTH 
como péptido bioactivo. por el contrario, algunos tipos de 
neuronas y los queratinocitos expresan tanto pC1 como 
pC2, y pueden producir MSH. Existen también unas pro-
hormonas, denominadas poliproteínas, que contienen 
múltiples copias del mismo péptido bioactivo. por ejem-
plo, la secuencia de la hormona liberadora de tirotropina 
(TRH) se repite seis veces dentro de la secuencia de la 
preproTRH. Se han descrito mutaciones poco frecuentes 
en pC1 en seres humanos, que se asocian con la obesidad 
infantil extrema, los defectos de la homeostasia de la glu-
cosa, bajas concentraciones de glucocorticoides, pérdida 
de los ciclos menstruales e hipogonadismo, además de 
alteraciones funcionales digestivas.
bres o unidas de forma laxa a la albúmina. Se parecen a 
las hormonasproteicas/peptídicas en que no atraviesan las 
membranas celulares con facilidad, y por ello actúan a tra-
vés de receptores de membrana. Las catecolaminas mues-
tran una semivida biológica corta (1-2 minutos) y se elimi-
nan de la sangre principalmente mediante captación 
celular y modificación enzimática.
Hormonas esteroideas
Las hormonas esteroideas se sintetizan en la corteza su-
prarrenal, ovarios, testículos y placenta. Las hormonas 
esteroideas de estas glándulas pueden clasificarse en cin-
co grandes tipos: progestágenos, mineralcorticoides, 
glucocorticoides, andrógenos y estrógenos. Los proges-
tágenos y los corticoides son esteroides de 21 carbonos, 
AplicAción clínicA
Las gonadotropinas son las hormonas hipofisarias LH 
y FSH. Estas hormonas son heterodímeros constituidos 
por una subunidad común α y una subunidad b específica 
(v. capítulo 40). La orina de las mujeres posmenopáusicas 
es una fuente excelente de gonadotropinas, porque sus 
concentraciones séricas son elevadas como consecuencia 
de la pérdida de retroalimentación negativa por los este-
roides ováricos (v. capítulo 43), y las hormonas se filtran y 
excretan intactas en la orina. Una tercera gonadotropina 
es la hormona placentaria denominada gonadotropi- 
na coriónica humana (hCG; v. capítulo 43). La hCG tiene 
la misma unidad α que todas las gonadotropinas, y una 
subunidad b específica. La hCG es una hormona extrema-
damente estable, y sus concentraciones en sangre se du-
plican cada 2 días durante el primer trimestre de la ges- 
tación. En consecuencia, las concentraciones urinarias 
de hCG también aumentan con rapidez. Las pruebas de 
embarazo se basan en la detección inmunológica de la 
subunidad b específica de la hCG como parte del hetero-
dímero de hCG intacto.
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HO
Tirosina
NH2
CH2CHCOOH
HO
HO
Noradrenalina
OH
CHCH2NH2
HO
HO
Adrenalina
OH
CHCH2NHCH3
A
HO
HO
HO
Colesterol
O
O
C
CH3
CH2OH
O
O
O
Progesterona
H
O
Estradiol
H
OTestosterona
O
CHC
Aldosterona
HO
CH2OH
O
OH
O
C
Cortisol
A
B
19
18
21
20
22 23
24
26
27
25
1
4
2
9
6
10
12
13
14
16
17
15
11
3 5 7
8
B
C D
● Tabla 37-2. Hormonas esteroideas
Familia Número de carbonos Hormona específica Lugar de síntesis principal Receptor principal
Progesterona 21 Progesterona OvarioPlacenta
Receptor de progesterona 
(RP)
Glucocorticoides 21 CortisolCorticosterona Corteza suprarrenal
Receptor de 
glucocorticoides (RG)
Mineralcorticoides 21 Aldosterona11-desoxicorticosterona Corteza suprarrenal
Receptor de 
mineralcorticoides (RM)
Andrógenos 19 TestosteronaDihidrotestosterona Testículos
Receptor de andrógenos 
(RA)
Estrógenos 18 Estradiol-17bEstriol
Ovario
Placenta
Receptor de estrógenos 
(RE)
● Figura 37-7. Estructura de las catecolaminas.
● Figura 37-8. A, Estructura del colesterol, el precursor de las 
hormonas esteroideas. B, Estructura de las hormonas esteroideas.
mientras que los andrógenos tienen 19 carbonos, y los es-
trógenos, sólo 18 (tabla 37-2). Las hormonas esteroideas 
incluyen también el metabolito activo de la vitamina D 
(v. capítulo 39), que es un secosteroide (es decir, uno de 
sus anillos está abierto).
Las hormonas esteroideas se sintetizan mediante una 
serie de modificaciones enzimáticas del colesterol y tie-
nen un anillo de ciclopentanoperhidrofenantreno (o un 
derivado del mismo) central (fig. 37-8). Las modificacio-
nes enzimáticas del colesterol son de tres tipos: hidroxi-
lación, deshidrogenación/reducción y reacciones me-
diante liasas. El objetivo de estas modificaciones es 
producir un derivado del colesterol lo bastante caracte-
rístico como para ser reconocido por un receptor espe-
cífico. Por tanto, los progestágenos se unen al receptor 
de progesterona (RP), los mineralcorticoides lo hacen al 
receptor de mineralcorticoides (RM), los glucocorticoi-
des al receptor de glucocorticoides (RG), los andróge-
nos se unen al receptor androgénico (RA) y los estró- 
genos y el metabolito activo de la vitamina D se unen a los 
receptores de estrógenos (RE) y al receptor de la vita-
mina D (RVD), respectivamente. La complejidad de la 
acción de las hormonas esteroideas aumenta por la ex-
presión de múltiples formas de cada receptor. Además, 
existe cierto grado de falta de especificidad entre las 
hormonas esteroideas y los receptores a los que se unen. 
Por ejemplo, los glucocorticoides se unen a los RM con 
alta afinidad, y los progestágenos, glucocorticoides y an-
drógenos pueden interaccionar todos ellos con los RP, 
RA y RG en distinto grado. Como se comenta más adelan-
te, las hormonas esteroideas son hidrófobas y atraviesan 
con facilidad las membranas celulares. Por ello, los re-
ceptores esteroideos clásicos son intracelulares y actúan 
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660 Berne y Levy. Fisiología
Retículo 
endoplásmico 
liso 
Capilar
Gotícula 
lipídica
Núcleo
Mitocondrias con 
crestas tubulares
Célula endotelial fenestrada
● Figura 37-9. Ultraestructura 
de una célula esteroidogénica. Obsérve-
se la abundancia de gotículas lipídicas, 
retículo endoplásmico liso y mitocon-
drias con crestas tubulares. (Tomado 
de Kierszenbaum AL: Histology and 
Cell Biology: An Introduction to patho-
logy, 2.ª ed., Filadelfia, Mosby, 2007.)
regulando la expresión de los genes. Se están recopilan-
do pruebas sobre la presencia de receptores para este-
roides en la membrana y al lado de la misma, que serían 
responsables de las acciones rápidas no genómicas de 
las hormonas esteroideas.
Las células esteroidogénicas se definen por su capaci-
dad de convertir el colesterol en pregnenolona, que es la 
primera reacción común a todas las vías de la esteroido-
génesis. Las células esteroidogénicas muestran cierta ca-
pacidad de síntesis de colesterol, pero a menudo lo obtie-
nen de las lipoproteínas ricas en colesterol (lipoproteínas 
de baja y de alta densidad). La pregnenolona se modifica 
después mediante varias reacciones enzimáticas. Dada su 
naturaleza hidrofóbica, las hormonas esteroideas y sus 
precursores salen de las células esteroidogénicas con fa-
cilidad, y no se almacenan. Por tanto, la esteroidogénesis 
se regula a nivel de la captación, almacenamiento y movi-
lización del colesterol, y de la expresión de genes de las 
enzimas esteroidogénicas y de su actividad. Los esteroi-
des no se regulan a nivel de la secreción de hormona pre-
formada. Una implicación clínica de este tipo de secreción 
es que se pueden liberar grandes cantidades de precurso-
res de hormonas esteroideas con facilidad hacia la sangre 
cuando una enzima esteroidogénica de una vía determina-
da está ausente o inactiva. La ultraestructura de las cé- 
lulas esteroidogénicas es distinta de la que se observa en 
las células que producen proteínas o catecolaminas. Las 
enzimas esteroidogénicas se localizan dentro de la mem-
brana mitocondrial interna o de la membrana del retículo 
endoplásmico liso. Por tanto, las células esteroidogénicas 
contienen, de forma característica, abundantes mitocon-
drias y retículo endoplásmico liso (fig. 37-9). Estas células 
contienen también gotículas de lípidos, que constituyen 
un almacén de ésteres de colesterol.
Un rasgo importante de la esteroidogénesis es que las 
hormonas esteroideas se modifican todavía más (además 
de las modificaciones implicadas en su desactivación y 
excreción) tras liberarse de la célula esteroidogénica ori-
ginal. Por ejemplo, la síntesis de estrógenos en el ovario 
y la placenta necesita por lo menos dos tipos celulares para 
que se complete la conversión de colesterol en estróge-
nos. Esto implica que una célula segrega el precursor y 
otra célula lo convierte en estrógenos. También se produ-
ce una importante conversión periférica a hormonas es-
teroideas activas. Por ejemplo, los testículossegregan 
pocos estrógenos. Sin embargo, los tejidos adiposo y mus-
cular, entre otros, expresan la enzima capaz de convertir 
la testosterona (un potente andrógeno) en estradiol-17b 
(un potente estrógeno). Por tanto, la producción global de 
una hormona esteroidea X es equivalente a la suma de la 
hormona X segregada por una célula de tipo esteroidogé-
nico y la conversión periférica de otros esteroides en di-
cha hormona X (fig. 37-10). La conversión periférica puede 
generar: a) una hormona más activa, pero de igual clase 
(p. ej., la conversión de 25-hidroxivitamina D en 1,25-dihi-
droxivitamina D); b) una hormona menos activa que se 
puede activar de forma reversible en otro tejido (p. ej., la 
conversión del cortisol en cortisona a nivel renal, seguida 
de la conversión de la cortisona en cortisol en el tejido 
adiposo abdominal), o c) una clase distinta de hormona 
(p. ej., la conversión de la testosterona en estrógenos). La 
conversión periférica de los esteroides desempeña un 
papel importante en varios trastornos endocrinológicos 
(v. capítulos 42 y 43).
Dada su naturaleza no polar, las hormonas esteroideas 
no son solubles en la sangre. Por ello, circulan ligadas a 
unas proteínas de transporte entre las que se incluyen 
la albúmina y también las proteínas transportadoras es-
pecíficas globulina transportadora de hormonas sexua-
les (SHBG) y globulina transportadora de corticosteroi-
des (CBG) (v. más adelante). La excreción de las 
hormonas del organismo implica modificaciones inacti-
vadoras, que se siguen de la conjugación con glucuróni-
do o sulfato a nivel hepático. Estas modificaciones au-
mentan la solubilidad en agua del esteroide y disminuyen 
su afinidad por las proteínas transportadoras, lo que 
permite la excreción renal de la hormona esteroidea in-
activada. Los compuestos de tipo esteroideo se absor-
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Secreción
Conversión 
periférica
Célula esteroidogénica «A»
Célula esteroidogénica «B»
Producción total de la hormona X = 
secreción de la hormona «X» + conversión periférica de la hormona «Y» 
en la hormona «X»
Célula no 
esteroidogénica «C»
Hormona «X»
Hormona «X»
Hormona «Y»
Hormona «Y»
HO O
I
I
I
I
3,5,3’,5’-tetrayodotironina (tiroxina o T4)
NH2
CH2CHCOOH
HO O
I I
I
3,5,3’-triyodotironina (T3)
NH2
CH2CHCOOH
● Figura 37-10. Conversión periférica de las hor-
monas esteroideas.
● Figura 37-11. Estructura de las hormonas tiroideas, que 
son tironinas yodadas.
ben con bastante facilidad en el tubo digestivo, lo que 
permite su administración oral.
Yodotironinas
Las hormonas tiroideas son yodotironinas (fig. 37-11) que 
se elaboran mediante la unión de residuos de tirosina yo-
dados a través de un enlace éter. Su especificidad viene 
determinada por la estructura tironina, además de por los 
lugares de yodización de esta molécula. Las hormonas ti-
roideas pueden atravesar la membrana mediante difusión 
y sistemas de transporte. Se almacenan de forma extrace-
lular en el tiroides como parte integral de la glucoproteína 
denominada tiroglobulina. Las hormonas tiroideas son es-
casamente solubles en la sangre y en los líquidos acuosos, 
y se transportan en la sangre unidos (> 99%) a las proteí-
nas transportadoras séricas. Una proteína de transporte 
muy importante es la globulina transportadora de hor-
mona tiroidea (TBG). Las hormonas tiroideas muestran 
semividas largas (t½ para la tiroxina [T4] = 7 días, y para la 
triyodotironina [T3] = 18 horas). Las hormonas tiroideas 
se parecen a las esteroideas en que el receptor para las 
hormonas tiroideas (RT) es intracelular y se comporta 
como un factor de transcripción. De hecho, el RT pertene-
ce a la misma familia de genes que incluye los receptores 
de las hormonas esteroideas y el RVD. Las hormonas tiroi-
deas pueden administrarse por vía oral, y se absorbe sufi-
ciente cantidad de hormona intacta para que este trata-
miento resulte eficaz.
TRANSPORTE DE HORMONAS 
EN LA CIRCULACIÓN
Una parte importante de las hormonas esteroideas y ti-
roideas se transportan en la sangre ligadas a las proteí-
nas plasmáticas que se producen de forma regulada a 
nivel hepático. La proteína y las hormonas polipeptídi-
cas suelen transportarse libres en la sangre. Las con-
centraciones de hormona libre (H), ligada (HL) y de 
proteína transportadora plasmática (P) se hallan en 
equilibrio. Si se produce una reducción de las concen-
traciones de la hormona libre, se liberará más hormona 
de las proteínas transportadoras. Esta relación puede 
expresarse como:
● Ecuación 37-1
[H] × [P] = [HL] o K = [H] × [P]/[HL]
donde K es la constante de disociación.
La hormona libre es la forma biológicamente activa 
que actúa sobre el órgano diana, que realiza el control 
mediante retroalimentación y que la elimina mediante 
captación y metabolismo celular. En consecuencia, cuan-
do se tiene que valorar la situación hormonal, se debe 
determinar la concentración de hormona libre, no las 
concentraciones totales. Esto tiene especial importan-
cia, porque las propias proteínas de transporte de las 
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662 Berne y Levy. Fisiología
hormonas se regulan en las situaciones de alteración en-
docrina o en otras enfermedades.
La unión a las proteínas sirve para varios fines. Pro-
longa la t½ de la hormona circulante. Muchas hormonas 
atraviesan las membranas celulares con facilidad y po-
drían entrar en las células o ser excretadas a nivel renal 
si no estuvieran ligadas a las proteínas. La hormona liga-
da constituye un «reservorio» de hormona y, como tal, 
puede servir como «tampón» frente a los cambios agu-
dos de la secreción hormonal. Algunas hormonas, como 
los esteroides, son poco solubles en la sangre, y la unión 
a las proteínas facilita su transporte.
RESPUESTAS CELULARES 
A LAS HORMONAS
Las hormonas se denominan también ligandos en el con-
texto de la unión entre un ligando y su receptor, y agonis-
tas, porque cuando se unen al receptor determinan una 
respuesta celular. Los antagonistas de receptores se li-
gan clásicamente a un receptor y lo bloquean en una si-
tuación inactiva, de forma que no puede inducir una res-
puesta celular. La pérdida o inactivación de un receptor 
condiciona la resistencia frente a las hormonas. La acti-
vación constitutiva del receptor determina una activa-
ción independiente de la hormona y no regulada de los 
procesos celulares.
Las hormonas regulan básicamente todos los aspec-
tos fundamentales de la función celular de todos los sis-
temas orgánicos. Las hormonas controlan el crecimiento 
celular, lo que determina en último término su tamaño y 
la competencia para la división celular. Las hormonas re-
gulan la diferenciación de las células y su capacidad de 
sobrevivir o de sufrir procesos de muerte programada. 
Influyen sobre el metabolismo celular, la composición ió-
nica de los líquidos corporales y el potencial de la mem-
brana celular. Las hormonas dirigen varios aconteci-
mientos complejos relacionados con el citoesqueleto, 
como la forma celular, la migración, la división, la exoci-
tosis, el reciclado/endocitosis y las adherencias interce-
lulares o entre las células y la matriz. Las hormonas regu-
lan también la expresión y la función de las proteínas 
citosólicas y de la membrana, y una hormona específica 
puede determinar las concentraciones de su propio re-
ceptor o de los receptores para otras hormonas.
Aunque las hormonas pueden realizar un control pleio-
trópico y coordinado de múltiples aspectos de la función 
celular, una hormona determinada no es la responsable 
de regular todas las funciones en un tipo celular determi-
nado. En realidad, una hormona controla un subgrupo de 
funciones celulares sólo en los tipos celulares que expre-
san receptores para ella. De hecho, la expresión selectivadel receptor determina qué células responden ante una 
hormona determinada. Además, el estado de diferencia-
ción de una célula determina su forma de responder ante 
una hormona. Por tanto, la especificidad de las respuestas 
hormonales depende de la estructura de la propia hormo-
na, de los receptores para ella y del tipo celular en el que 
se expresan. Las concentraciones séricas de hormonas 
suelen ser muy bajas (10–11 a 10–9 M), de forma que un re-
ceptor debe tener una elevada afinidad y especificidad 
por su hormona correspondiente.
¿Cómo se traduce la unión entre receptor y hormona 
en una respuesta celular? La unión al receptor induce 
cambios de forma en el receptor, fenómeno que se de-
nomina señal. La señal determina la activación de uno 
o más mensajeros intracelulares. Las moléculas men-
sajeras se ligan a continuación a las proteínas efecto-
ras que, a su vez, modifican las funciones celulares es-
pecíficas. La combinación de la unión entre el receptor 
y la hormona (señal), la activación de mensajeros 
(transducción) y la regulación de una o más proteínas 
efectoras se denomina vía de transducción de señales 
(conocida también como vía de transmisión de seña-
les) y el resultado final se denomina respuesta celular. 
Las vías de transmisión de señales suelen caracterizar-
se por los siguientes aspectos:
1. Múltiples pasos jerárquicos en los que las proteínas 
efectoras «distales» dependen y son reguladas por 
unos receptores, transductores y proteínas efectores 
«proximales». Esto implica que la pérdida o inactiva-
ción de uno o más componentes de la vía condicionan 
una resistencia general a la hormona, mientras que la 
activación o sobreexpresión constitutiva de los com-
ponentes puede poner en funcionamiento una vía de 
forma no regulada.
2. Amplificación de la unión hormona-receptor inicial. La 
amplificación puede ser tan importante que la res-
puesta máxima frente a una hormona se consiga con 
la unión de la misma con un porcentaje pequeño de 
los receptores.
3. Activación de múltiples vías, o, por lo menos, regula-
ción de múltiples funciones celulares, a partir de la 
unión entre un receptor y una hormona únicos. Por 
ejemplo, la unión de la insulina a su receptor activa 
tres vías de transmisión de señales distintas. Incluso 
en las vías relativamente sencillas (p. ej., activación 
por glucagón de la adenilato ciclasa), los aconteci-
mientos distales divergentes permiten la regulación 
de múltiples funciones (p. ej., activación tras la trans-
ducción de la glucógeno fosforilasa y el aumento de la 
transcripción del gen de la fosfoenolpiruvato carboxi-
cinasa [PEPCK]).
4. Antagonismo mediante reacciones de retroalimenta-
ción negativa constitutivas y reguladas. Esto implica 
que una señal se amortigua, termina o ambas cosas me-
diante reacciones opuestas, y que la pérdida o ganan-
cia de función de los componentes opuestos puede 
provocar la activación independiente de las hormonas 
de una vía específica o de la resistencia hormonal.
Como ya se comentó en el capítulo 3, las hormonas 
transmiten señales a las células mediante receptores de 
membrana o intracelulares. Los receptores de membra-
na tienen efectos rápidos sobre los procesos celulares 
(actividad enzimática, disposición del citoesqueleto), 
que son independientes de la síntesis de nuevas proteí-
nas. Los receptores de membrana también pueden regu-
lar con rapidez la expresión de genes mediante cinasas 
móviles (p. ej., PKA, MAPK) o factores de transcripción 
móviles (p. ej., STAT, Smad). Las hormonas esteroideas 
consiguen efectos más lentos, pero más duraderos, por-
que determinan una remodelación de la cromatina con 
cambios en la expresión de los genes. Cada vez se dispo-
ne de más pruebas sobre el efecto rápido no genómico 
de las hormonas esteroideas, pero estas vías todavía se 
están analizando.
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La existencia de un receptor funcional es un requisito 
absoluto para la acción hormonal, y la pérdida del mis-
mo determina los mismos síntomas que la ausencia de 
hormona. Además del receptor, existen vías relativamen-
te complejas, en las que están implicados numerosos 
mensajeros intracelulares y proteínas efectoras. Por tan-
to, las enfermedades endocrinológicas pueden ser con-
secuencia de una expresión o actividad anormales (o 
ambas cosas) de estos componentes de las vías de trans-
ducción de señales. Por último, las señales hormonales 
pueden terminarse de varias formas, como la internaliza-
ción del complejo hormona/receptor, la fosforilación/
desfosforilación, la destrucción mediante proteosomas 
del receptor o la generación de inhibidores mediante re-
troalimentación.
■ CONCEPTOS FUNDAMENTALES
1. La transmisión de señales endocrinas implica: a) la 
secreción regulada de una molécula transmisora de 
señales extracelulares, denominada hormona, al líqui-
do extracelular; b) la difusión de la hormona a los va-
sos y la circulación por todo el cuerpo, y c) la difusión 
de la hormona al exterior de los vasos para llegar al 
espacio extracelular y unirse a un receptor específico 
dentro de las células del órgano diana.
2. El sistema endocrino está constituido por el páncreas 
endocrino, las glándulas paratiroides, la hipófisis, el 
tiroides, las glándulas suprarrenales y las gónadas 
(testículos y ovarios).
3. La retroalimentación negativa es un importante meca-
nismo de control que aporta estabilidad a los siste-
mas endocrinos. Los ritmos hormonales están im-
puestos por circuitos de retroalimentación negativa.
4. Las hormonas proteicas/peptídicas se producen en 
los ribosomas, y se almacenan dentro de las células 
endocrinas en gránulos secretores rodeados de mem-
brana. Es característico que no atraviesen las membra-
nas con facilidad, y actúan mediante receptores aso-
ciados a la membrana.
5. Las catecolaminas se sintetizan en el citosol y los grá-
nulos secretores, y no atraviesan la membrana celular 
con facilidad. Actúan a través de receptores asocia-
dos a la membrana celular.
6. Las hormonas esteroideas no se almacenan en los te-
jidos y, en general, atraviesan las membranas celula-
res con relativa facilidad. Actúan a través de recepto-
res intracelulares.
7. Las hormonas tiroideas se sintetizan en las células fo-
liculares y se almacenan en el coloide folicular como 
tiroglobulina. Atraviesan las membranas celulares 
y se asocian a receptores nucleares.
8. Algunas hormonas actúan a través de receptores de 
membrana, y sus respuestas están mediadas por siste-
mas asociados con la proteína G (adenilato ciclasa y 
fosfatidilinositol), calcio-calmodulina, receptores que 
contienen tirosincinasa, sistemas asociados con la tiro-
sincinasa o receptores de cinasas de serina/treonina.
9. Otras hormonas se ligan a los receptores nucleares 
y regulan de forma directa la transcripción de los genes.
AplicAción clínicA
Las enfermedades endocrinas pueden clasificarse en senti-
do amplio como hiperfunción e hipofunción de vías hor-
monales específicas. La hipofunción se puede deber a una 
falta de hormona activa o a resistencia frente a la hor-
mona como consecuencia de la inactivación de sus recep-
tores o a defectos posreceptor. El síndrome de feminiza-
ción testicular es una forma espectacular de resistencia 
hormonal en la que el receptor de andrógenos está muta-
do y no se activa por los andrógenos. En los pacientes en 
los que no se establece el diagnóstico antes de la pubertad, 
el testículo sufre una hiperestimulación, porque se pierde el 
mecanismo de retroalimentación negativa entre el testículo 
y la hipófisis. El aumento de las concentraciones de andró-
genos no tiene un efecto biológico directo como conse-
cuencia del defecto del receptor. Sin embargo, los andróge-
nos se convierten en la periferia en estrógenos, de forma 
que los individuos que son genéticamente varones(es de-
cir, 46 XY) tienen un fenotipo externo muy feminizado, una 
identidad sexual femenina y, en general, muestran prefe-
rencia sexual por los varones (es decir, son heterosexuales 
en relación a su identidad sexual). El tratamiento incluye la 
extirpación de los testículos hiperestimulados (que se loca-
lizan dentro del abdomen y pueden sufrir una transforma-
ción maligna), tratamiento de sustitución con estrógenos y 
asesoramiento del paciente y de su pareja/cónyuge, si la 
tiene, para abordar el tema de la infertilidad y el sufrimien-
to psicológico y social.
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