LA HIPÓFISIS Y SU RELACIÓN CON EL HIPOTÁLAMO
El hipotálamo y la hipófisis guardan estrechas relaciones anatómicas y funcionales; a su vez, estas estructuras regulan la función de diversas glándulas endocrinas, como el tiroides, las glándulas suprarrenales y las gónadas. El hipotálamo y la hipófisis contribuyen de forma decisiva a regular el crecimiento, el metabolismo, la lactancia y el equilibrio hídrico.
La hipófisis se compone de dos partes distintas: 1) el lóbulo anterior o adenohipojisis, que deriva, desde el punto de vista embriológico, de una invaginación celular ascendente de la cavidad bucal (bolsa de Rathke), y 2) el lóbulo posterior o neurohipáfisis, que procede de una proliferación celular que desciende desde el tercer ventrículo. La hipófisis se comunica con el hipotálamo a través del tallo hipotalámico o hipofisario.
La neurohipófisis: axones y terminaciones nerviosas para el almacenamiento de hormonas neurohipofisarias
Las neuronas magnocelulares, cuyos somas se localizan en los núdeos supraáptico y paraventricular del hipotálamo, sintetizan las hormonas neurohipofisarias ADH (hormona antidiurética) y oxitocina. Los gránulos de secreción que contienen estas neurohormonas son transportados, a través de los axones del tallo hipofisario, desde los somas del hipotálamo hacia sus lugares de almacenamiento en las terminaciones nerviosas situadas en la neurohipófisis. La ADH y la oxitocina se liberan desde los gránulos de secreción hacia el plexo capilar de la arteria hipofisaria inferior, la irrigación principal de la neurohipófisis.
La adenohipófisis: células que sintetizan, almacenan y segregan las hormonas adenohipofisarias
Cinco clases de células en la adenohipófisis sintetizan, almacenan y segregan seis hormonas adenohipofisarias polipeptídicas o peptídicas. Una de ellas, la prolactina, actúa sobre la mama, y las cinco restantes son hormonas trópicas que estimulan la secreción de hormonas en otras glándulas endocrinas o, como sucede con la hormona de crecimiento (GH), en el hígado y otros tejidos. Hay un tipo de célula, la gonadótropa, que segrega dos hormonas, la hormona foliculoestimulante (FSH) y la hormona luteinizante (LH). Las células que segregan las hormonas adenohipofisarias así como su estructura química y sus acciones fisiológicas.
Existe una enorme semejanza en la estructura química de las hormonas glucoproteicas tirotropina, FSH y LH, todas ellas segregadas por las células basófilas. Asimismo, se observa una homología estructural entre la prolactina y la GH, ambas segregadas por las células acidófilas. Las células corticótropas sintetizan una preprohormona que contiene la secuencia de los aminoácidos de la hormona adrenocorticótropa (ACTH) y de las hormonas estimulantes de los melanocitos (MSH). La ACTH humana se produce en la adenohipófisis, aunque en condiciones normales la cantidad de las MSH es muy baja. Pese a que la administración de MSH al ser humano oscurece la piel, pues aumenta la síntesis del pigmento negro melanina, es muy probable que las alteraciones pigmentarias de las enfermedades endocrinas se deban principalmente a cambios en la ACTH circulante, porque esta posee una actividad MSH.
EL HIPOTÁLAMO CONTROLA LA SECRECIÓN HIPOFISARIA
Irrigación sanguínea de la adenohipófisis: vasos portales hipotalámico-hipofisarios
Las células adenohipofisarias están rodeadas de una extensa red de senos capilares; la mayor parte de la sangre que entra en estos senos ha pasado antes por otro plexo capilar de la porción inferior del hipotálamo, o eminencia media. La sangre de este último plexo capilar procede de la arteria hipofisaria superior y discurre por los vasos portales hipotalámico-hipofisarios del tallo hipofisario para bañar las células de la adenohipófisis.
Hormonas hipofisótropas (liberadoras e inhibidoras): secreción de las hormonas adenohipofisarias
Sintetizan las hormonas neurohipofisarias, otras neuronas de áreas concretas del hipotálamo sintetizan las neurohormonas hipofisátropas (liberadoras e inhibidoras), que regulan la secreción hormonal adenohipofisaria. Pese a que los axones de las neuronas magnocelulares de los núcleos supraóptico y paraventricular terminan en la neurohipófisis, las fibras nerviosas de los somas hipotalámicos que sintetizan las hormonas hipofisótropas llegan hasta la eminencia media. Aquí, se almacenan las hormonas liberadoras e inhibidoras dentro de gránulos secretores de las terminaciones nerviosas.
Cuando se estimulan estas células neuroendocrinas hipotalámicas, las neurohormonas son liberadas al plexo capilar de la eminencia media, recorren los vasos portales hipotalámicohipofisarios y alcanzan los sinusoides que rodean las células adenohipofisarias. Las células adenohipofisarias responden a las hormonas hipofisótropas, aumentando o reduciendo la síntesis y la secreción de las hormonas adenohipofisarias.
Las hormonas liberadoras revisten importancia, principalmente, para la secreción de casi todas las hormonas adenohipofisarias, mientras que la hormona inhibidora posee una función reguladora dominante sobre la secreción de prolactina. Recuerde que la secreción de GH está influida por una hormona liberadora y por otra inhibídora, y que una misma hormona hipofisótropa, la hormona liberadora de gonadotropinas, estimula las células gonadótropas para que segreguen tanto FSH como LH. Todas las hormonas hipofisótropas son péptidos, polipéptidos o derivados del aminoácido tirosina.
El hipotálamo recibe aferencias neurales de muchas regiones del encéfalo. Esta información, relacionada con el estado general del organismo, es integrada en el hipotálamo y repercute en la función endocrina, en gran parte por el efecto de las hormonas hipofisótropas sobre la secreción de las hormonas adenohipofisarias. A su vez, las hormonas trópicas de la adenohipófisis estimulan las glándulas y los tejidos endocrinos efectores. Los cambios resultantes en las hormonas de las glándulas efectoras y en los sustratos metabólicos de la sangre periférica ejercen una regulación, mediante retroalimentación negativa, sobre la secreción de las hormonas adenohipofisarias, a través de un efecto directo sobre las células de la adenohipófisis y de otro indirecto sobre el hipotálamo, modificando la liberación de hormonas hipofisótropas.
FUNCIONES FISIOLÓGICAS DE LA HORMONA DEL CRECIMIENTO
Múltiples efectos fisiológicos de la hormona del crecimiento
A diferencia de otras hormonas hipofisarias, que estimulan glándulas efectoras específicas, la GH surte múltiples efectos en el organismo.
– Activación del crecimiento lineal. La GH estimula el cartílago de crecimiento de los huesos largos. Bajo su influencia, los condrocitos del cartílago de crecimiento se estimulan, proliferando y depositando nuevo cartílago, que luego se convierte en hueso. De esta manera, se alarga la diáfisis de los huesos largos. Al final de la adolescencia, cuando ya no queda cartílago de crecimiento residual y las diáfisis se han fusionado con las epífisis (cierre epifisario), la GH ya no alarga más los huesos. Dado que la GH también estimula los osteoblastos, que depositan hueso nuevo, el hueso se engrosa y la masa ósea total aumenta por efecto de la GH, incluso después del cierre epifisario.
– Depósito de las proteínas en los tejidos. La GH es una hormona proteica anabólica que produce un balance nitrogenado positivo. Aumenta la captación de aminoácidos en la mayoría de las células y la síntesis de proteínas a partir de ellos.
– Utilización de la grasa como sustrato energético. La GH moviliza los ácidos grasos del tejido adiposo y fomenta la utilización preferente de ácidos grasos libres como fuente de energía. Esta acción de la GH, junto con sus efectos anabólicos de las proteínas, determina un incremento de la masa corporal magra. Los efectos lipolíticos de la GH tardan varias horas en manifestarse. Como mínimo, parte de este efecto se debe a las acciones de la GH, que modifica la captación de la glucosa por los adipocitos.
– La GH aumenta las concentraciones plasmáticas de los ácidos grasos libres y de los cetoácidos, por lo que es una hormona cetógena.
– Modificación en la utilización energética de los hidratos de carbono. La GH reduce la captación y utilización de la glucosa por muchas células sensibles a la insulina, como las de los tejidos muscular y adiposo. El resultado es que la glucemia tiende a elevarse y la secreción de insulina aumenta para compensar esta resistencia a la insulina inducida por
la GH. Así pues, la GH es una hormona diabetógena.
Somatomedinas y efectos anabólicos de la hormona del crecimiento
Los efectos de la GH sobre el crecimiento lineal y el metabolismo de las proteínas no son directos, sino que están mediados de manera indirecta, a través de la producción de polipéptidos llamados somatomedinas o factores de crecimiento insulínico (IGF). Las somatomedinas se segregan en el hígado y en otros tejidos. La somatomedina C, o /GF-1, es un péptido de 70 aminoácidos sintetizado en el hígado que refleja los valores plasmáticos de la GH. Sin embargo, los efectos inductores del crecimiento de la GH se deben tanto a las somatomedinas locales como a las circulantes; las somatomedinas locales de los cartílagos y del músculo actúan estimulando el crecimiento por las vías autocrina o paracrina.
Secreción de hormona del crecimiento: estímulos metabólicos
La secreción de la GH está sujeta a la influencia de una hormona hipotalámica liberadora (GHRH) y de otra inhibidora (somatostatina). La regulación por retroalimentación de la secreción de GH se encuentra mediada principalmente por la IGF-1 circulante, que actúa en el hipotálamo y en la hipófisis. Los niveles plasmáticos elevados de somatomedina C reducen la liberación de GH, al aumentar la secreción de somatostatina en el hipotálamo y al reducir directamente la capacidad de respuesta de la hipófisis a la GHRH.
La secreción de GH alcanza el máximo durante la pubertad y disminuye en la vida adulta. Esta disminución en la vida adulta puede justificar parte del descenso de la masa corporal magra y el incremento de la masa adiposa característicos de la senescencia. Hay tres categorías generales de estímulos que aumentan la secreción de GH:
– El ayuno, la privación crónica de proteínas y otros estados en los que se produce un descenso agudo de sustratos metabólicos, como la glucosa o los ácidos grasos libres, en el plasma.
– Aumento de los valores plasmáticos de los aminoácidos, por ejemplo después de la ingestión de proteínas.
– Ejercicio y estímulos estresantes, como dolor y fiebre. Desde luego, el aumento de la GH durante el ayuno resultaría beneficioso, puesto que la GH fomenta la lipólisis y reduce la utilización periférica de la glucosa. Después de la ingestión de proteínas, los valores plasmáticos elevados de GH favorecen la utilización de los aminoácidos para la síntesis de proteínas.
Alteraciones en la secreción de la hormona del crecimiento y repercusión sobre el esqueleto
La importancia de la GH para el crecimiento lineal se refleja en los estados clínicos asociados a la carencia o exceso de secreción de esta hormona antes de que se cierren las epífisis. Cuando la secreción hipofisaria de GH resulta deficitaria, la talla es baja (enanismo). En cambio, los niños crecen mucho (gigantismo) cuando los tumores de las células somatótropas de la adenohipófisis segregan grandes cantidades de GH. Si un tumor hipofisario segrega GH después del cierre de las epífisis, se produce la variante del adulto, llamada acromegalia, que se caracteriza por un crecimiento lineal normal, pero un ensanchamiento de las manos y pies, protrusión de la mandíbula (prognatismo) y un crecimiento excesivo de los huesos de la cara. Además, casi todos los órganos internos aumentan de tamaño. Los efectos antiinsulínicos de la GH pueden acabar propiciando una diabetes mellitus en los estados con un exceso crónico de esta hormona.
LA NEUROHIPÓFISIS Y SU RELACIÓN CON EL HIPOTÁLAMO
Las hormonas neurohipofisarias ADH y oxitocina se sintetizan como preprohormonas en los somas de las neuronas magnocelulares de los núcleos supraáptico y paraventricular. Luego son transportadas en gránulos de secreción, por los axones, hasta las terminaciones nerviosas del lóbulo posterior de la hipófisis. La ADH se sintetiza principalmente en el núcleo supraóptico, y la oxitocina, en el paraventricular, aunque cada hormona se puede sintetizar también en el otro núcleo. Los gránulos de secreción que contienen ADH u oxitocina pueden llevar, además, otra proteína, la neurofisina, que forma parte de la preprohormona. Cuando un impulso nervioso viaja desde el soma de las neuronas magnocelulares por el axón hasta la terminación nerviosa, la neurohormona y la neurofisina correspondientes se liberan desde los gránulos secretores hasta la sangre capilar como polipéptidos diferentes. La ADH y la oxitocina son estructuras polipeptídicas similares que solo difieren en las posiciones de los aminoácidos 3 y 8.
Funciones fisiológicas de la hormona antidiurética
La hormona antidiurética cumple una importante función reguladora de la osmolalidad plasmática. Sin ADH, los túbulos y conductos colectores son prácticamente impermeables al agua, lo que evita una reabsorción importante de la misma en esta región de la nefrona. Se obtiene así una gran cantidad de orina diluida y la pérdida neta de agua. Por eso, aumenta la osmolalidad de los líquidos corporales. En cambio, cuando aumenta la ADH, se activan los receptores V2 de la parte basolateral de los túbulos a través del sistema del segundo mensajero monofosfato de adenosina cíclico y se insertan vesículas citoplásmicas que contienen canales para el agua (acuaporinas) en su membrana apical. Esta aumenta la permeabilidad de los tubos al agua y, en consecuencia, se desplaza agua por ósmosis desde el líquido tubular hasta el capilar peritubular. La orina se concentra en los conductos colectores y su volumen disminuye. El resultado es una retención mayor de agua que de solutos, con un descenso en la osmolalidad de los líquidos corporales. De acuerdo con su misión reguladora de la presión osmótica del plasma, la secreción de ADH detecta las pequeñas variaciones en la osmolalidad plasmática (aproximadamente un 1 %). Cuando la osmolalidad plasmática aumenta por encima del valor normal, se eleva la tasa de descarga de las neuronas secretoras de ADH en los núcleos supraóptico y paraventricular, y la neurohipófisis segrega ADH a la circulación general. La ADH circulante aumenta la permeabilidad de los conductos colectores al agua, lo que, en última instancia, reduce la osmolalidad plasmática hasta valores normales. Cuando disminuye la osmolalidad plasmática, se producen cambios antagónicos en la descarga neuronal y en la secreción de ADH. La secreción de ADH está regulada por los osmorreceptores de la parte anterior del hipotálamo, que envían señales nerviosas a los núcleos supraóptico y paraventricular. Los osmorreceptores se encuentran fuera de la barrera hematoencefálica y se localizan, al parecer, en los órganos peri ventriculares, en particular el órgano vasculoso de la lámina terminal. Estos mismos osmorreceptores median en la respuesta de la sed al aumento de la osmolalidad plasmática.
La secreción de ADH está influida por múltiples factores
Aparte del aumento de la osmolalidad plasmática, los estímulos que potencia la secreción de ADH son la hipovolemia, la hipotensión, las náuseas, el dolor, el estrés y una serie de fármacos, como la morfina, la nicotina y los barbitúricos. Entre los factores que reducen la secreción de ADH se encuentran la hipovolemia, la hipertensión y el alcohol. La influencia de estos factores sobre las neuronas de los núcleos supraóptico y paraventricular que segregan la ADH puede contribuir a regular la osmolalidad de los líquidos corporales. Así, en los estados hipovolémicos, las cifras elevadas de ADH pueden reducir la osmolalidad plasmática.
La ADH contribuye al mantenimiento de la presión arterial durante la hipovolemia
La estimulación de la secreción de ADH por la hipovolemia, la hipotensión o ambas tiene lugar a través de reflejos iniciados en los receptores de las regiones circulatorias de alta o baja presión. Los receptores de alta presión se sitúan en el seno carotídeo y en el arco de la aorta; los de baja presión están en la circulación cardiopulmonar, principalmente en las aurículas. Se requiere un descenso mínimo del 5% del volumen sanguíneo para que la secreción de ADH aumente de forma apreciable a través de este mecanismo reflejo. Los grados mayores de hipovolemia e hipotensión pueden ocasionar incrementos grandísimos en la concentración plasmática de ADH hasta valores muy} superiores a los que se necesitan para la antidiuresis máxima. Cuando se alcanzan estos valores inusitadamente altos de ADH en el plasma, por ejemplo durante una hemorragia hipotensiva, la ADH constriñe el músculo liso vascular y ayuda a restablecer la presión arterial. Esta acción de la ADH es consecuencia de la unión del péptido a los receptores vasculares V1 del músculo liso arteriolar. La vasoconstricción inducida por la ADH está mediada por segundos mensajeros generados por el calcio y la fosfolipasa C.
Funciones fisiológicas de la oxitocina
La oxitocina contrae las células mioepiteliales de los alvéolos de las glándulas mamarias, lo que impulsa la leche desde los alvéolos hasta el conducto para que el bebé pueda aspirarla. El reflejo de expulsión de la leche es iniciado por los receptores situados en los pezones. La succión determina la estimulación refleja de las células neuroendocrinas de los núcleos supraóptico y paraventricular que contienen oxitocina, y la secreción de esta desde la neurohipófisis. Después, la oxitocina circulante hace que las células mioepiteliales se contraigan, expulsando la leche.
La oxitocina contribuye al parto
La oxitocina también contrae el músculo liso uterino; la sensibilidad de esta respuesta se potencia por los valores plasmáticos de los estrógenos, que aumentan durante el embarazo. Durante el parto, el descenso del feto por el canal del parto estimula los receptores del cuello uterino, que envían señales a los núcleos supraóptico y paraventricular, propiciando la secreción de oxitocina. A su vez, esta contribuye al parto produciendo la contracción del útero.
Dr. Guillermo Juárez 