Tema 2. Sistema neuroendocrino. Hipotálamo e hipófisis

2.1 Introducción

El hipotálamo es una parte del diencéfalo situado debajo del tálamo y formado por varios núcleos de neuronas, muchas de ellas de naturaleza neurosecretora. De todos los núcleos hipotalámicos conviene señalar:

1. Núcleo supraóptico.
2. Núcleo paraventricular.
3. Núcleos tuberales.

La hipófisis es una pequeña glándula (0,6 g.) alojada en la silla turca del esfenoides, está unida al hipotálamo a través del tallo pituitario. En ella se diferencian dos lóbulos o regiones, diferentes tanto estructural como funcionalmente. El lóbulo anterior constituye la mayor parte de la glándula (85%) es también denominado adenohipófisis y deriva del ectodermo embrionario de una evaginación de la faringe. El lóbulo posterior o neurohipófisis es más pequeño (15%) y su origen es nervioso, ya que procede de una evaginación hacia abajo del encéfalo. Su estructura histológica es también muy distinta, mientras que la adenohipófisis son células endocrinas formando cordones, la neurohipófisis son terminaciones de axones amielínicos.


La vascularización de la adenohipófisis procede del sistema porta hipotálamo-hipofisario. Los vasos porta procedentes del hipotálamo, conteniendo las neurohormonas hipotalámicas descienden por el tallo hipofisario irrigando la adenohipófisis.

2.2 Ejes hormonales hipotálamo-adenohipofisarios

La hipófisis libera a la circulación periférica una hormona determinada que ejerce sus acciones periféricas y el resultado puede ser la génesis de una acción biológica, la liberación de una nueva hormona que a su vez originará una acción biológica, o ambas. La acción biológica iniciada o los niveles de la hormona liberada cierran el circuito mediante un mecanismo de retroalimentación (feedback) negativa, inhibiendo la liberación hipofisaria de la hormona que puso en marcha el proceso.

La neurohormona hipotalámica (o releasing hormone) tendría como misión sacar al sistema de su estabilidad, como generar un ritmo o modificar la tasa de secreción al cambiar la etapa vital del individuo y además tienen acción trófica sobre las células hipofisarias y son, a su vez, reguladas por la hormona o por la acción biológica periférica.

2.3 Hormonas hipotalámicas

Las hormonas hipotalámicas que regulan la función hipofisaria son las siguientes:

1. GHRH. Hormona hipotalámica estimulante de la secreción de hormona del crecimiento (44 aminoácidos).
2. CRH. Hormona hipotalámica estimulante de la secreción de adrenocorticotropina (41 aminoácidos).
3. TRH. Hormona hipotalámica estimulante de la secreción de hormona tirotropa (3 aminoácidos) y de prolactina (PRL), si bien no es el regulador fisiológico de esta última.
4. Gn-RH. Hormona hipotalámica liberadora de gonadotropinas (10 aminoácidos), también denominada LHRH.
5. Somatostatina (GHRIH, SS, SRIF, 14 aminoácidos). Su función fisiológica más relevante es inhibir la liberación de hormona del crecimiento (GH), pero es capaz de inhibir la secreción de una gran variedad de hormonas.
6. Dopamina. Es una amina biogénica y su acción fisiológica es inhibir la secreción PRL.

2.4 Hormonas adenohipofisarias

Las seis hormonas adenohipofisarias que dependen de la regulación hipotalámica son:

1. GH. Hormona del crecimiento u hormona somatotropa, de 191 aminoácidos. Actúa sobre receptores periféricos y sus funciones son promover el crecimiento somático y modular el metabolismo intermediario.
2. PRL. Prolactina, de 199 aminoácidos. Su función corporal es promover la producción de leche por la glándula mamaria.
3. ACTH. Hormona corticotropa o adrenocorticotropina, de 39 aminoácidos, cuya función es estimular la corteza suprarrenal.
4. TSH. Hormona tirostimulante, estimulante del tiroides o tirotropa, de 201 aminoácidos. Estimula la liberación de hormonas tiroideas y el trofismo de los folículos tiroideos.
5. LH. Hormona luteinizante o luteostimulante, de 204 aminoácidos, estimula las células de Leydig en la gónada masculina y la función del cuerpo lúteo en la femenina.
6. FSH. Hormona foliculostimulante o estimulante del folículo, de 204 aminoácidos. Estimula el folículo de De Graaf en la gónada femenina y las células de Sertoli en la masculina.

2.5 Estudio de la hormona del crecimiento (GH)


La GH es la hormona mayoritaria de la adenohipófisis, siendo de naturaleza polipeptídica. La secreción de GH (1,4 mg/día en adultos) ocurre de manera fluctuante a lo largo del día, en descargas que duran 1-2 h, siendo una de las más características e importante la que ocurre durante el sueño profundo, siguiendo una ritmicidad circadiana.

1. Regulación de la secreción

• Hipotálamo. GHRH (estimulante) y somatostatina (inhibidora) de la secreción de GH, siendo más potente la influencia de la primera que la de la segunda. La somatostatina posee una multiplicidad de acciones centrales y periféricas, como la inhibición de la secreción hipofisaria de TSH y la inhibición de la secreción pancreática de insulina y glucagón.
• Estímulos que provocan liberación de GH. Consisten en una serie de estímulos de naturaleza estresante como la ansiedad, el dolor, el frío, la fiebre, también estímulos metabólicos como la hipoglucemia, la disminución de ácidos grasos libres, o el ejercicio físico y el sueño profundo.

2. Acciones fisiológicas de la GH

• 
La GH actúa sobre diversos tejidos periféricos generando su acción biológica directamente o a través de un factor de crecimiento, el factor de crecimiento similar a la insulina (IGF-I), que es producido por el hígado tras la estimulación del mismo por la GH circulante.

• Tanto la GH como su producto IGF-I cierran el circuito de regulación inhibiendo la secreción a nivel hipotalámico e hipofisario.

• En las etapas iniciales de la vida se produce un incremento en la secreción de GH estimulando el crecimiento en niños y adolescentes. Durante la edad adulta desarrolla efectos metabólicos. Aunque se va produciendo una reducción progresiva de la misma, llegando a etapas de la vejez con una casi ausencia de secreción de GH y niveles bajos de IGF-I.

3. Acciones metabólicas directas

• De forma muy resumida es una hormona anabólica, que estimula la síntesis proteica. Incrementa la captación de aminoácidos (sobretodo en hígado, músculo y tejido adiposo) y su incorporación a proteínas. Aumenta la síntesis de ADN y ARN, estimulando la división celular y permitiendo durante los periodos de crecimiento un aumento de la longitud de los huesos y de tamaño del resto del organismo.
• En el metabolismo de los glúcidos, es una hormona ahorradora de glucosa y antiinsulinica. Aumenta los niveles plasmáticos de glucosa disminuyendo la captación por parte de las células y aumentando la glucogenolisis en el hígado. En cuanto al metabolismo lipídico, incrementa la lipólisis en el tejido adiposo y la liberación de ácidos grasos libres al plasma proporcionando así un sustrato energético no glucídico a las células.

4. Acciones sobre el crecimiento

• 
La principal acción de la GH es promover el crecimiento somático, manteniendo los tejidos en su tamaño adulto y estimulando el crecimiento lineal durante la infancia y adolescencia.
• 
Sobre los huesos provoca el crecimiento longitudinal actuando sobre el cartílago de crecimiento. La acción sobre éste es dual; por una parte, la GH inicia la replicación de los condrocitos, los cuales en su proceso madurativo segregan IGF-1 y, al mismo tiempo, desarrollan los receptores para este factor de crecimiento. El crecimiento óseo es por tanto una acción desencadenada por la GH, pero luego conducida por el binomio GH más IGF-1. En el tejido muscular la GH promueve la incorporación de aminoácidos y la síntesis proteica, siendo por tanto anabólica y trófica sobre el mismo. Por el contrario, en el tejido adiposo, la GH promueve la lipólisis liberando glicerol y AGL.

2.6 Estudio de la prolactina (PRL)

La PRL es la hormona que inicia y mantiene la lactación, producida por las células lactotropas de la adenohipófisis, con estructura molecular es muy similar a la de la GH y al igual que ella actúa sobre tejidos periféricos y no sobre otra glándula.

• Regulación de la secreción. 
La PRL es la única hormona hipofisaria que se halla sometida a un control negativo por el hipotálamo a través de una amina, la dopamina, la cual inhibe la liberación de PRL. La administración intravenosa de TRH libera PRL y la hipoglucemia insulínica estimula su secreción por un efecto estimulante hipotalámico. Como todas las hormonas hipofisarias, la secreción de PRL se produce en brotes o pulsos a lo largo del día y, de forma más acusada, por la noche, pero, a diferencia de la GH, la hipersecreción nocturna ocurre al comienzo de la noche y no se relaciona con etapas específicas del sueño. Otro factor que estimula la secreción de PRL es el estrés inespecífico, los estrógenos y la lactación.
• Acciones. Las acciones fisiológicas de la PRL sólo se consideran importantes en la mujer gestante o lactante. La PRL, durante el embarazo, prepara la lactación y, tras el parto, en una mama preparada por dosis adecuadas de estrógenos y progesterona, estimula la síntesis de proteínas específicas de la leche. Tras el parto y durante el amamantamiento, el estímulo de succión sobre el pezón produce una señal nerviosa que es transmitida por vía espinal hasta el hipotálamo, donde provoca una inhibición de la secreción de dopamina y la subsiguiente descarga de PRL para estimular la síntesis de las proteínas de la leche. Este estímulo provoca también una descarga de oxitocina que contrae los folículos mamarios para su eyección. Cuando la madre deja de amamantar, la ausencia de estímulo en el pezón provoca, en aproximadamente una semana, la pérdida de secreción de PRL, tras lo cual todo el sistema vuelve a la situación previa al parto.

2.7 Hormonas neurohipofisarias

Las neuronas de los núcleos hipotalámicos supraóptico y paraventricular sintetizan dos péptidos de pequeño tamaño que son repectivamente la vasopresina o ADH y la oxitocina.

2.7.1  Oxitocina

El principal estímulo para la secreción de esta hormona es la succión del pezón, los mecanorreceptores envían información sensorial que alcanza a las neuronas del núcleo paraventricular provocano la liberación de la hormona en las terminales axónicas localizadas en la neurohipófisis. Su unión al receptor es estimulada por los estrógenos.

Acciones hormonales:

• Estimula la contracción de las células mioepiteliales
.
• Estimula la contracción del miometrio
.
• Facilita el olvido de patrones de conducta
.
• Estimula la secreción de prolactina
.
• Estimula la secreción de ACTH
.
• Disminuye la síntesis de testosterona
.
• Controla la contractilidad de las fibras musculares del tracto genital masculino.

2.7.2  Vasopresina o ADH


Péptido de nueve aminoácidos muy similar al anterior, sintetizado por las neuronas del núcleo supraóptico, siendo el principal estímulo para su secreción la disminución de volumen de los líquidos extracelulares o el aumento de la presión coloidosmótica del plasma.

Acciones hormonales:

• Vasoconstricción
.
• Redistribución del volumen sanguíneo
.
• Estimulación de la reabsorción de agua en los túbulos renales
.
• Estimulación de la secreción de ACTH
.
• Activación de procesos de aprendizaje y memoria
.