Regulación neuroendocrina

La neurosecreción es un término que indica que las neuronas tienen la capacidad de actuar como glándulas al liberar hormonas en el torrente sanguíneo. A principios del siglo XX se creía que la hipófisis era la glándula más importante del cuerpo y la encargada de regular el sistema endocrino. Sin embargo, a partir de la década de 1940, se obtuvieron resultados que demostraron que una estructura del sistema nervioso, llamada hipotálamo, desempeñaba un papel fundamental en el control del sistema endocrino y que el funcionamiento de la hipófisis dependía de él.

Control de la hipófisis anterior (pituitaria anterior) y posterior por parte del hipotálamo

Las dos principales hormonas de la hipófisis posterior o neurohipófisis, la vasopresina y la oxitocina, son hormonas peptídicas que se sintetizan en los corpúsculos celulares de las neuronas ubicadas en el núcleo paraventricular y supraóptico del hipotálamo. Estas hormonas son transportadas a través de los axones de estas neuronas hasta alcanzar sus terminales en la hipófisis posterior. Una vez allí, se almacenan hasta que la llegada de un impulso eléctrico desencadena su liberación en el torrente sanguíneo. A las neuronas que liberan hormonas hacia el sistema circulatorio se les conoce como células neurosecretoras.

La liberación de hormonas desde la hipófisis anterior también está regulada por hormonas liberadas por el hipotálamo. Dos descubrimientos respaldaron esta teoría. En primer lugar, se encontró una red vascular especial llamada sistema portal hipotálamo-hipofisiario, que parecía ser capaz de transportar hormonas desde el hipotálamo hacia la hipófisis anterior. Una vena portal es aquella que conecta dos redes de capilares. En segundo lugar, se descubrió que al cortar las venas portales en el tallo pituitario se interrumpe la liberación de hormonas hasta que se repare el daño.

Cs4652, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Descubrimiento de las hormonas hipotalámicas liberadoras de hormonas

Las hipotéticas hormonas hipotalámicas que se creía que estimulaban la liberación de hormonas en la hipófisis anterior se denominaron factores de liberación. Por otro lado, aquellas que se pensaba que inhibían la liberación de hormonas en la hipófisis anterior se llamaron factores de inhibición. La primera hormona liberadora aislada fue la hormona liberadora de tirotropina, que desencadena la liberación de tirotropina desde la hipófisis anterior, lo cual a su vez estimula la liberación de hormonas por la glándula tiroides.

El aislamiento de la hormona liberadora de gonadotropina fue de particular importancia en el estudio de las hormonas sexuales. Esta hormona liberadora estimula la liberación de las dos gonadotropinas de la hipófisis anterior: la FSH y la LH. Todas las hormonas liberadoras, al igual que todas las hormonas trópicas, resultaron ser péptidos.

Testosterona-ciclo.png: Acraciaderivative work: Boghog2, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Retroalimentación en el sistema endocrino

El hipotálamo desempeña un papel de control sobre la hipófisis anterior, que a su vez regula otras glándulas endocrinas en el cuerpo. Las hormonas circulantes ejercen una retroalimentación sobre las estructuras responsables de su liberación, incluyendo la hipófisis, el hipotálamo y otras regiones cerebrales.

En el sistema neuroendocrino, la retroalimentación predominante es la retroalimentación negativa, cuya función principal es mantener la estabilidad del sistema. Sin embargo, también puede ocurrir la retroalimentación positiva, donde incrementos en el nivel de una hormona circulante provocan incrementos adicionales, y descensos en el nivel de la hormona producen descensos sucesivos.

En algunas glándulas, la secreción de hormonas depende de la presencia de sustancias específicas en la sangre. Por ejemplo, una concentración baja de calcio en la sangre estimula la liberación de parathormona, lo cual promueve la liberación de calcio almacenado en los huesos. Por otro lado, una concentración alta de calcio en la sangre estimula la secreción de calcitonina por células especializadas en la glándula tiroides, reduciendo la cantidad de calcio liberado por los huesos.

La actividad de la mayoría de las glándulas está regulada por la hipófisis o glándula pituitaria. La hipófisis se compone de dos partes principales: el lóbulo anterior o adenohipófisis y el lóbulo posterior o neurohipófisis. Algunas especies de vertebrados también poseen un lóbulo intermedio. Las hormonas producidas por el lóbulo anterior se denominan hormonas trópicas debido a su capacidad de estimular la actividad de otros órganos endocrinos. Es por eso que la hipófisis es conocida como la glándula directora.

La actividad de la hipófisis está controlada por los centros superiores del sistema nervioso a través del siguiente mecanismo: la información proveniente de los receptores nerviosos, tanto internos como externos, es procesada en los centros sensitivos del encéfalo y llega al hipotálamo. El hipotálamo, cuando es estimulado, produce una hormona específica llamada factor liberador o liberina. Estos factores liberadores (hormonas liberadoras) son transportados al lóbulo anterior de la hipófisis a través del sistema porta hipotálamo-hipofisiario, donde actúan sobre las células diana estimulando la secreción de una hormona trópica específica hacia la vena hipofisiaria. Luego, esta hormona es transportada por el torrente sanguíneo hasta la glándula diana, donde estimula la secreción de la hormona efectora correspondiente.

La concentración de la hormona efectora está controlada por un mecanismo de retroalimentación negativa. Cuando el hipotálamo detecta un aumento en la concentración sanguínea de una hormona, disminuye la secreción del factor liberador correspondiente y, por lo tanto, de la hormona trópica. Además, una concentración elevada de la hormona efectora puede inhibir directamente la secreción de la hormona trópica, lo cual se conoce como retroalimentación corta en contraposición a la retroalimentación larga mencionada anteriormente.