RESUMEN TEMA 13: SISTEMA NEUROENDOCRINO

INTRODUCCIÓN Con el nacimiento, a principios del siglo pasado de la endocrinología, se puso de manifiesto que la relación del organismo con el medio ambiente que le rodea no solo está regulada por el sistema nervioso, sino que también las hormonas están implicadas en la regulación de las funciones fisiológicas y por tanto influyen en la conducta de los organismos. En el siglo pasado se desarrollaron dos fructíferas ciencias: -La psicoendocrinologia: Aunque es arriesgado señalar una fecha concreta para el nacimiento de un área de estudio, podemos decir que la publicación del libro de F.A. Beach “Hormones and Behavior” marca un hito en el surgimiento de esta disciplina. En este trabajo Beach da cuenta de cómo la administración de hormonas a ratas que presentaban una conducta reproductora muy alterada tras lesiones cerebrales, restaura la conducta reproductora normal. La psicoendocrinología se interesará, por tanto en cómo las hormonas inciden en la conducta, y en cómo la conducta puede variar el nivel hormonal -La neuroendocrinología: Las distinciones que tradicionalmente se habían hecho entre el sistema nervioso y el endocrino se fueron haciendo cada vez más borrosas a medida que avanzaban las investigaciones. Más adelante especificaremos las semejanzas entre la comunicación neuronal y la hormonal. De momento señalaremos que el sistema endocrino y el neurológico no están aislados. Aunque la barrera hematoencefálica protege al cerebro de algunas sustancias que circulan en la sangre, en los órganos circunventriculares, esta barrera ha sido modificada o no existe. Las células de estos órganos tienen unas características receptivas especiales que las sitúan como transductores de la señal hormonal para convertirla en señal nerviosa. En resumen la influencia reciproca entre el sistema nervioso y el endocrino es tal, que se pueden considerar en conjunto como sistema neuroendocrino.

1.- HORMONAS: PRINCIPIOS GENERALES Para mantener la homeostasis o el equilibrio interno a pesar de los cambios en el medio externo, los organismos han desarrollado a lo largo de la evolución, y como ya hemos apuntado más arriba, dos sistemas de coordinación interna y de interacción con el exterior, el sistema nervioso y el sistema endocrino, que cooperan entre sí. El sistema endocrino interviene en la regulación y el control de diferentes procesos del organismo mediante señales químicas, las hormonas (del griego hormanein: excitar) que son moléculas orgánicas producidas por las glándulas endocrinas que las liberan al torrente sanguíneo para que se difundan hacia otras zonas del cuerpo donde actúan sobre determinados órganos o tejidos diana

Podemos distinguir tres clases de hormonas según su estructura química y su localización HORMONAS ESTEROIDES

HORMONAS PEPTIDICAS

HORMONAS MONOAMINICAS

-Derivan del colesterol, por lo que todas comparten un grupo químico característico en el centro de cada molécula. -Son liposolubles, por lo que atraviesan fácilmente la membrana celular -Son escasamente hidrosolubles Por lo que en la sangre se desplazan unidas a proteínas transportadoras específicas hasta los órganos diana. HORMONAS DE LA CORTEZA ADRENAL Y GONADAS

-Están formadas por cadenas de aminoácidos y son solubles en sangre

-Se sintetizan en unos cuantos pasos simples a partir de una molécula de aminoácido

HIPOTALAMO E HIPOFISIS, HORMONAS DE LA MÉDULA GASTROINTESTINALES Y DEL ADRENAL Y TIROIDEAS PANCREAS, ASI COMO LAS QUE INTERVIENEN EN LA REGULACIÓN DEL CALCIO Además las hormonas pueden ejercer sus efectos a través de dos mecanismos de acción

HORMONAS QUE ACTUAN A TRAVES DE RECEPTORES DE MEMBRANA Es el mecanismo de acción de las hormonas hidrosolubles, que no atraviesan fácilmente la membrana celular como las hormonas peptidicas y las de la médula adrenal Cuando la hormona se une al receptor de la membrana celular, éste sufre una modificación en su configuración que genera la activación de un segundo mensajero, lo que a su vez desencadena una serie de reacciones que dan como resultado una gran amplificación de la señal. El AMPc es el mensajero intracelular producido como respuesta a muchas de las hormonas peptídicas y a las aminas, si bien otros segundos mensajeros como el calcio o el GMPc, también median los efectos hormonales.

HORMONAS QUE ACTUAN A TRAVES DE RECEPTORES INTRACELULARES Las hormonas liposolubles como las esteroides y tiroideas cuando llegan a través de la sangre a los órganos diana se separan de la proteína que las transportaba y atraviesan la membrana plasmática por difusión, uniéndose en el interior de la célula a proteínas receptoras específicas. El complejo hormona receptor es transportado al núcleo de la célula donde afecta por medio de la expresión génica a la síntesis de proteínas. Las funciones activadas en la célula como consecuencia de las proteínas recién sintetizadas constituyen la respuesta celular a las hormonas. Este mecanismo suele ser lento (a veces incluso días), si bien existen receptores para esteroides en la membrana (no genómicos) de efectos más rápidos

Por último en este apartado de generalidades proponemos una tabla comparativa entre la comunicación neuronal y la hormonal

DIFERENCIAS AMPLITUD DE LA ACCIÓN

VELOCIDAD DE LA TRANSMISION

La acción hormonal es más amplia en cuanto que las hormonas se difunden generalmente por todo el cuerpo a través de la sangre pudiendo llegar a múltiples lugares y actuar sobre cualquier célula que disponga de receptores La transmisión neuronal es más rápida ya que como recordaremos se trata de un proceso de “todo o nada” en cambio los procesos hormonales son lentos y de intensidad graduada y están implicados en la regulación de procesos que tienen una duración prolongada (digestión, crecimiento, desarrollo sexual, reproducción)

SIMILITUDES LIBERACION DEL TRANSMISOR

RECEPTORES ESPECIFICOS

SEGUNDOS MENSAJEROS

Tanto las neuronas como las células de las glándulas endocrinas sintetizan sustancias químicas que se desplazan hacia la membrana celular en vesículas que se funden con la membrana para liberar neurotransmisores u hormonas según el caso. En el caso de las neuronas se liberan a la hendidura sináptica y en el caso de la hormonas al torrente sanguineo En ambos casos actúan sobre receptores específicos y sus efectos dependerán de las características de estos La mediación de segundos mensajeros también es un proceso común en ambos casos

Además (y esta es una de las causas de que sea tan difícil establecer límites precisos entre el S.N. y el sistema endocrino) algunas hormonas también actúan en el SN como neurotransmisores o neuromoduladores mientras que las neuronas, por su parte pueden actuar en ocasiones como células endocrinas que secretan sustancias que llegan hasta las células receptoras a través de la circulación sanguínea

2.-HORMONAS HIPOFISIARIAS Y SU RELACCIÓN CON EL HIPOTALAMO Como comentamos en el capitulo anterior las glándulas endocrinas son aquellos órganos cuya función principal es liberar hormonas al torrente sanguíneo para que actúen sobre otros órganos del organismo. No está de más matizar que hay algunos órganos corporales que no son glándulas pero que pueden liberar hormonas (S.N. corazón, placenta) si bien no es esta su función principal. Numerosas investigaciones (matrimonio Scharrer, Geofrey Harris, Roger Guillemin y Andrew Schally) han ido poniendo de manifiesto las relaciones jerárquicas del sistema endocrino y su vinculación con el sistema nervioso. El sistema endocrino es en efecto como una fabrica que produce hormonas pero ¿Cómo sabe el organismo que hormonas necesita y cuando? En los inicios de las investigaciones sobre el sistema endocrino se pensó que las distintas glándulas liberaban hormonas de forma independiente. Posteriormente se demostró que la mayoría de las glándulas liberaba hormonas solo si la hipófisis activaba previamente otra hormona que así se lo “ordenaba” a la glándula por lo que se propuso que la hipófisis sería la “glándula directriz”. Avanzando un paso más en el camino se propuso la hipótesis de que el autentico “director de la fábrica” no sería una glándula sino una estructura del sistema nervioso: el hipotálamo. Según esta hipótesis el hipotálamo sería capaz de liberar hormonas a la circulación general, mediante lo que se dio en llamar neurosecreción. Finalmente en la década de los setenta, Gillemin y Schally, en principio colegas y luego enconados competidores, confirmaron la presencia de estas hormonas hipotalámicas, compartiendo gracias a ello un premio nobel que a cada uno de ellos le hubiera gustado llevarse a casa a título individual, seguramente.

Tras este breve repaso histórico ampliemos un poco más la información. El hipotálamo como sabemos, recibe numerosas aferencias de distintas partes del encéfalo. Entre otras integra señales de la concentración en sangre de hormonas y otras sustancias. En respuesta a esta información, determinadas neuronas del hipotálamo denominadas células secretoras o neuroendocrinas liberan hormonas (en este sentido actúan como transductores neuroendocrinos, constituyendo un puente de conexión entre los estímulos ambientales procesados en el S.N.C. y la función secretora de las glándulas endocrinas). A las hormonas liberadas por neuronas se las denomina sin demasiada imaginación pero con mucha claridad neurohormonas. Entre el hipotálamo y la hipófisis existe conexión sanguínea por lo que las hormonas liberadas al torrente sanguíneo por los terminales axónicos de estas neuronas (que, dicho sea de paso, también pueden formar contactos sinápticos como los de cualquier otra neurona, ver figura 13.9), se dirigen a la hipófisis La hipófisis está formada por dos regiones muy diferenciadas: un lóbulo posterior o neurohipófisis considerado una extensión del hipotálamo y un lóbulo anterior o adenohipófisis que actuaría como una glándula endocrina. Entre ambos lóbulos existe una región denominada parte intermedia (en humanos apenas esta diferenciada pero en otras especies se encarga de la síntesis de la hormona estimulante de melanocitos MSH) El control que el hipotálamo ejerce sobre la hipófisis se lleva a cabo de dos formas diferentes: 1- liberando hormonas a la circulación general desde la neurohipófisis 2- sintetizando hormonas que son segregadas al sistema porta hipotalámico-hipofisario hasta alcanzar la hipófisis anterior donde estimulan o inhiben la actividad secretora de sus células

2.1.-Hormonas de la neurohipofisis La hipófisis posterior libera 2 hormonas, oxitocina y vasopresina, producidas en los núcleos supraóptico y paraventricular del hipotálamo.

Estos núcleos hipotalámicos contienen grandes células (neuronas magnocelulares) cuyos axones se dirigen hasta la neurohipófisis donde terminan en numerosas ramificaciones que entran en contacto con los capilares sanguíneos. La neurohipófisis no es una glándula endocrina sino una red especializada de capilares que recibe las hormonas del hipotálamo y las libera a la circulación general. La vasopresina y la oxitocina son péptidos formados por 9 aminoácidos, con una estructura muy semejante, sólo difieren en 2 aminoácidos. Se sintetizan como prohormonas en los somas de las neuronas magnocelulares y son transportadas en vesículas a lo largo de los axones hasta la neurohipófisis donde van a ser liberadas. Durante su transporte a lo largo del axón tiene lugar el procesamiento de las prohormonas para producir vasopresina y oxitocina. La liberación de estas hormonas tiene lugar cuando los potenciales de acción producidos en las propias células neurosecretoras llegan hasta el terminal axónico. Oxitocina “Hormona del amor”, “molécula de la confianza”, “hormona de la generosidad”… Estas denominaciones nos pueden dar una idea de los procesos en los que está implicada esta pequeña y asombrosa molécula: una prueba más de lo poderoso y profundo que es nuestro vínculo con la naturaleza y es que esta molécula nos lleva una vez más a experimentar sentimientos de asombro y humildad ante nuestro sustrato biológico Oxitocina y sexualidad: Al igual que en otros mamíferos la estimulación de la mujer durante el coito aumenta la secreción de oxitocina que aumenta las contraciones uterinas durante el orgasmo, lo que facilita la fertilización al propulsar el esperma hacia las trompas de Falopio. En los hombres parece ser que facilita la circulación del esperma y la contracción del tejido muscular liso de los órganos reproductores Oxitocina y maternidad: Cuando el feto ejerce presión sobre el cuello del útero, este se estira enviando la información al hipotálamo donde se produce la liberación de oxitocina que llega hasta el útero provocando contracciones que van aumentando en intensidad y frecuencia y que culminan con el nacimiento del bebe (en ocasiones se administra esta hormona para inducir o acelerar el

parto, aunque es preciso señalar que no se puede utilizar como abortivo ya que el útero solo responde a ella cuando han tenido lugar los cambios hormonales inducidos por la gestación) La oxitocina estimula la producción de leche. El reflejo de lactancia es un buen ejemplo de reflejo neuroendocrino donde los impulsos nerviosos generados por la estimulación táctil del pezón llegan hasta el hipotálamo provocando la secreción endocrina. En el hipotálamo confluyen otras aferencias que pueden modificar el reflejo de lactancia, de modo que ante el llanto del bebe, muchas madres experimentan la secreción de leche, pues aprendido a asociar estímulos auditivos y visuales a la estimulación del pezón. El reflejo también puede ser inhibido y es muy importante que la madre se sienta tranquila y en calma ya que los estados emocionales negativos y la ansiedad pueden impedir el inicio y desarrollo de la lactancia

Oxitocina y amor: La oxitocina no puede llegar al cerebro dado que no atraviesa la barrera encefálica pero puede actuar como neuromodulador interviniendo en diferentes circuitos del S.N. y existen receptores para ella en la amígdala, el hipotálamo y el septum. Las madres (y en nuestra especie también los padres) segregan esta hormona cuando establecen vínculos emocionales con el bebe, mediante el contacto físico y las caricias. También está implicada en el amor romántico y es segregada durante la fase llamada de enamoramiento e interviene en el deseo y la receptividad sexual. Se supone que el aumento de los niveles de oxitocina en el cerebro de la hembra durante la actividad sexual es fundamental para el establecimiento de lazos monogamicos con la pareja sexual, algo que sin duda ha sido muy importante en nuestra historia evolutiva. Parece ser que juega un papel importante en el establecimiento de vínculos afectivos y de confianza entre personas, no solo en los lazos familiares, sino de forma más general en los lazos sociales. No pretendemos ser deterministas y reducirlo todo a la química ¡tan solo llamar la atención sobre los sorprendentes efectos de esta pequeña molécula!

Vasopresina A la vasopresina se la conoce también como hormona antidiurética (ADH) o como arginina vasopresina (AVP) y es una hormona implicada en la regulación de los líquidos del organismo. Produce un aumento de la permeabilidad de los riñones al agua, lo que permite que el agua y electrolitos se reabsorban y no se eliminen en la orina, es decir aumenta la cantidad de agua que se retiene. Sus efectos en este sentido pueden verse afectados por el consumo de alcohol, que provoca una menor retención o por enfermedades como la diabetes insípida . Además La vasopresina es uno de los factores que intervienen en la regulación del volumen sanguíneo (por ejemplo “estrechando” los vasos tras una hemorragia para que la sangre circule más lentamente y aumenten las posibilidades de supervivencia), en el balance electrolítico y en la presión arterial, contribuyendo así al mantenimiento del equilibrio corporal u homeostasis. La liberación de vasopresina en la circulación sanguínea por parte de las neuronas magnocelulares de los núcleos supraóptico y paraventricular del hipotálamo está influida por varios sistemas de retroalimentación que controlan el ritmo de descarga de estas neuronas. Estas neuronas reciben aferencias desde los órganos circunventriculares que se encuentran en las paredes de los ventrículos encefálicos y desempeñan un importante papel en la detección de cambios en los fluidos intra y extracelulares. Además reciben información periférica de los receptores de presión de la aorta y el seno carotideo, cuyas señales llegan al hipotálamo a través del haz prosencefálico medial. Además la vasopresina actúa como neuromodulador en el cerebro donde parece desempeñar un papel mediador en los procesos de memoria y, al igual que ocurría con la oxitocina en el caso de las hembras, parece que está implicada en que los machos establezcan vínculos de apego con su pareja sexual, se relaciona por tanto con la fidelidad y conducta monógama.

2.1.-Hormonas de la adenohipofisis y hormonas hipotalámicas implicadas en su liberación La adenohipófisis o hipófisis anterior es el lóbulo anterior de la glándula hipófisis. A diferencia de la neurohipófisis (con la que mantiene contacto a través de las neurohormonas hipotalámicas), se trata de una autentica glándula endocrina compuesta de células secretoras. Las neurohormonas hipotalámicas se denominan hormonas liberadoras u hormonas inhibidoras según actúen estimulando o inhibiendo la secreción hormonal de las células de la adenohipofisis. Las neurohormonas que controlan la adenohipófisis son liberadas por las neuronas parvocelulares del hipotálamo en un sistema vascular especializado, el sistema porta hipotalámico-hipofisario. Este sistema garantiza que las neurohormonas no se diluyan en la circulación sanguínea general y que estas señales hormonales sean captadas por las células de la adenohipófisis. Es importante señalar que la mayoría de las hormonas hipotalámicas se localizan en diferentes zonas del hipotálamo y del SNC, es decir que no solo actúan como hormonas sino que pueden considerarse sustancias neuroactivas y viceversa, también los neurotransmisores pueden actuar como neurohormonas (por ejemplo la dopamina a nivel hipotalámico inhibe la liberación de prolactina por la hipófisis anterior).

Si observamos la imagen superior veremos que la hipófisis anterior libera seis hormonas. Las de la parte inferior (flechas de color violeta) se consideran hormonas trópicas, porque tienen como diana otra glándula sobre la que actúan para regular su producción hormonal. HORMONAS TROPICAS HORMONAS HIPOTALÁMICAS LIBERADORAS

HORMONAS ADENOHIPOFISIARIAS

Hormona liberadora de tirotropina TRH

Hormona estimulante del tiroides TSH Tiroides

Hormona liberadora de gonadotropinas GnRH (sensible a los niveles en sangre de estas hormonas)

Hormona folículoestimulante (FSH) y hormona luteinizante (LH)

Hormona liberadora de corticotropina Hormona adrenocortitropica o CRH (modulada por los corticotropina ACTH glucocorticoides en sangre)

ORGANO DIANA

Gónadas: ovarios y testiculos Corteza suprarenal

Además de estas hormonas trópicas la hipófisis anterior libera otras dos hormonas que intervienen en procesos más generalizados (flecha naranja)

HORMONA HIPOTALAMICA LIBERADORA Hormona liberadora de la hormona del crecimiento GHRH

HORMONA HIPOTALAMICA INHIBIDORA Hormona inhibidora de la hormona del crecimiento o somatostatina GIH. El estrés la nutrición el ejercicio o el ritmo sueñovigilia pueden afectar la producción de somatoestatina.

La somatostatina actúa en las células somatotropas de la adenohipófisis bloqueando la liberación pero no la síntesis de GH.

Hormona liberadora de tirotropina TRH . Mientras dura la lactancia del bebe el hipotálamo, reduce la producción de dopamina manteniendo altos los niveles de prolactina para que la producción de leche no se detenga

La dopamina localizada en el núcleo arqueado y el sistema porta, es el principal factor inhibidor de la liberación de prolactina. Al formar el hipotálamo y la dopamina parte de los circuitos implicados en la emoción se puede entender que los estados emocionales intensos afecten el funcionamiento del sistema secretor de leche

HORMONA ADENOHIPOFISIARIA La hormona del crecimiento (GH) llamada también somatotropina, estimula el crecimiento del cuerpo mediante la producción en el hígado de diferentes sustancias a las que se denomina somatomedinas. Las somatomedinas afectan al crecimiento a través de sus acciones sobre los huesos y otros tejidos. Estas hormonas activan la síntesis de proteínas y afectan al metabolismo de la glucosa. Los niveles plasmáticos de GH son dependientes de la edad. Su escasez produce enanismo hipofisiario y su exceso gigantismo (y en la edad adulta, cuando ya los huesos no crecen en longitud, agromegalia) La prolactina tiene un efecto estimulador de la producción de leche en los mamíferos tras el parto. Los niveles de prolactina son normalmente bajos, sin embargo aumentan de forma importante durante el embarazo para promover el desarrollo de las mamas, y de forma muy significativa en el momento del nacimiento, provocando una rápida secreción de leche

3.-HORMONAS LIBERADAS POR LA ACCIÓN DE LAS HORMONAS ADENOHIPOFISIARIAS Los tres ejes endocrinos más importantes son: el eje hipotalámico- hipofisiario- tiroideo, el eje hipotalámico-hipofisiario-adrenal y el eje hipotalámico-hipofisiario-gonadal.

3.1.-HORMONAS TIROIDEAS La función primaria de la glándula tiroides es la síntesis y liberación de dos hormonas, la Triyodotironina (T3) y la tetrayodotironina o Tiroxina (T4). La síntesis de ambas moléculas comienza con la yodación, gracias al yodo que obtenemos de la dieta, de algunos residuos de tirosina de la molécula de tiroglobulina y modificaciones posteriores dan lugar a las moléculas tiroideas. La glándula tiroides es un órgano situado en la región anterior del cuello, por debajo del cartílago cricoides. Tiene la forma de una mariposa y consta de 2 lóbulos adosados a los lados de la tráquea y la laringe, que están unidos entre sí por el istmo. En la glándula tiroides existen dos poblaciones de células. Las foliculares, donde se sintetizan, almacenan y segregan las hormonas tiroideas y las parafoliculares o células C, que producen la hormona calcitonina que interviene en el metabolismo del calcio.

( figura:Glándula tiroides y folículos que la constituyen) El tiroides almacena una gran cantidad de hormonas (suficientes para cubrir las necesidades de tres meses) con lo que se compensan las deficiencias de yodo en la dieta que se pueden sufrir en algunas circunstancias. Como sabemos la secreción de hormonas tiroideas dependerá de la acción que sobre la glándula tiroides ejerza la hormona estimulante del tiroides (TSH) liberada desde la adenohipófisis, que a su vez es estimulada por la hormona liberadora de tirotropina (TRH) producida por el hipotálamo. La liberación de esta estará mediada a su vez por los niveles en sangre de hormonas tiroideas. Las hormonas tiroideas cumplen funciones muy importantes durante el desarrollo, interviniendo en la maduración de muchos tejidos, como el sistema nervioso central, el hueso o el intestino en coordinación con la hormona de crecimiento (GH). Algunos de los más destacados efectos del déficit de la hormona tiroidea ocurren durante el desarrollo fetal y en los primeros meses que siguen al nacimiento. El déficit es particularmente dramático para el SNC si ocurre en etapas muy tempranas del desarrollo (cretinismo). Además en el individuo adulto contribuye al mantenimiento de la tasa basal o nivel de energía del cuerpo a un nivel normal, ya que intervienen en el metabolismo de glúcidos, lípidos y proteínas y aumentan la cantidad de oxigeno que las células utilizan. Además ayudan a mantener la temperatura corporal incrementando el ritmo de oxidación de la glucosa. El déficit de producción de hormonas tiroideas se conoce como hipotiroidismo y su exceso como hipertiroidismo

3.2.-HORMONAS CORTICOSUPRARENALES Las hormonas corticosuprarrenales (o adrenocorticales) se producen en la corteza de las glándulas suprarrenales (o adrenales) que se sitúan encima de los riñones. Cada glándula adrenal está formada por 2 partes: la corteza y la médula

Como se observa en la figura, la corteza está formada a su vez por tres zonas que secretan diferentes hormonas a partir del colesterol: 1. Mineralocorticoides (aldosterona) secretados por la zona glomerulosa. Actúan sobre los electrolitos de los líquidos extracelulares (Na, K) 2.Glucocorticoides (cortisol) secretados por las zonas fasciculada y reticular. Elevan la concentración de glucosa en sangre y tienen efectos en el metabolismo de lípidos y proteínas 3. androgenos secretados en pequeñas cantidades por las zonas fasciculada y reticular Funcion de los mineralocorticoides - aldosterona La función más importante de la aldosterona es el transporte de sodio y potasio a través de las paredes de los túbulos renales. La aldosterona induce la reabsorción de sodio y la secreción simultanea de potasio por las células epiteliales tubulares en el túbulo colector, túbulo distal y conducto colector (conserva el sodio en el liquido extracelular y secreta potasio a la orina). Junto con la reabsorción de sodio a nivel tubular, se reabsorbe, simultáneamente, agua (el volumen de liquido extracelular aumenta en proporción directa al sodio retenido). Cuando faltan mineralocorticoides se produce una pérdida de sodio en la orina acompañada de una gran pérdida de agua, lo que ocasiona una peligrosa bajada de la presión sanguínea.

Función de los glucocorticoides – cortisol Los glucocorticoides se sintetizan en las zonas fasciculada y reticular de la corteza suprarrenal, como ya hemos comentado. Su liberación depende de la ACTH adenohipofisiaria que a su vez está controlada por la CRH hipotalámica. La secreción de CRH y ACTH puede suprimirse si la concentración plasmática de glucocorticoides es alta o potenciarse si esta concentración es baja mediante un sistema de retroalimentación. El cortisol es el principal glucocorticoide. Se conocen los siguientes efectos de los glucocorticoides: 

1º Catabolismo de las proteínas: los glucocorticoides aceleran la conversión de proteínas a aminoácidos, en particular de las células musculares, y son llevadas al hígado donde se transforman en nuevas proteínas y glucosa. Si las reservas de grasas y glucógeno del organismo son bajas, el hígado es capaz de convertir estos aminoácidos en glucosa, en un proceso denominado neoglucogénesis. Por lo tanto, una elevación prolongada los niveles de glucocorticoides tiende a producir hiperglucemia.

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2º Lipolisis: los glucocorticoides movilizan los lípidos de las células adiposas y aceleran la degradación de los triglicéridos a glicerol y ácidos grasos. Los lípidos movilizados se utilizan en el hígado para la neoglucogénesis, efecto que contribuye a la hiperglucemia antes señalada.

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3º Mantenimiento de la presión arterial normal: los glucocorticoides son necesarios para que las hormonas presoras, adrenalina y noradrenalina puedan ejercer su efecto sobre los vasos, aumentando la presión arterial.

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4º Efectos antiinflamatorios: los glucocorticoides inhiben las secreciones de diversos mediadores químicos de la inflamación. También tienen efectos inmunosupresores, y se utilizan en la clínica para prevenir el rechazo de implantes, las alergias etc…

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5º Efectos en situaciones de estrés: los glucocorticoides son esenciales para que el organismo reaccione ante una amenaza en la que se necesita un incremento de glucosa para responder de forma eficaz, y su liberación aumenta de forma notable en situaciones de estrés. Debido a esto son muy importantes para nuestra supervivencia ya que preparan a nuestro organismo para un estado de respuesta rápida, sin embargo, desgraciadamente en nuestra especie se desencadenan los mecanismos de miedo y estrés que preparan a nuestro cuerpo para responder a situaciones de peligro real ante estímulos que solo son peligrosos desde el punto de vista psicológico, lo que unido a la alteración del sistema inmunitario que provocan hace que un elevado nivel de secreción de glucocorticoides crónico, tenga consecuencias a largo plazo enormemente perjudiciales (en casos extremos los niveles elevados de glucocorticoides bloquean la neurogenesis y provocan muerte neuronal)

3.3.-HORMONAS GONADALES La función principal de las gónadas (testículos y ovarios) es la producción de gametos espermatozoides y óvulos) pero ésta no tendría lugar sin la existencia de las hormonas gonadales, que tienen además un papel fundamental durante el desarrollo y en la conducta reproductora. Los andrógenos y los estrógenos son las 2 clases principales de hormonas gonadales y son sintetizados tanto en los testículos como en los ovarios, aunque en cantidades muy diferentes. 3.3.1. Hormonas Gonadales Masculinas En los testículos se encuentran los tubos seminíferos, lugares de producción de los espermatozoides.

Durante ocho semanas las células espermáticas se van diferenciando hasta formar los gametos masculinos. Las células de Sertoli les proporcionan soporte y alimento. En el tejido que rodea los tubos seminíferos se localizan las principales células productoras de hormonas las células intersticiales o células de Leyding cuya presencia es necesaria para la maduración de los espermatozoides. Los andrógenos son las principales hormonas que segregan los testículos y la testosterona es uno de los andrógenos biológicamente más importantes. Se sintetiza a partir del colesterol, así como sus dos metabolitos activos principales, dihidrotestosterona y estradiol. Los andrógenos regulan en adultos una serie de procesos relacionados con la función reproductora masculina, y además son los responsables de la inducción del fenotipo masculino durante la embriogénesis. En el cromosoma Y se localiza la región determinante del sexo masculino, el gen Sry, que cuando se activa comienza a sintetizar una proteína, el factor determinante testicular (TDF), que provoca el desarrollo de los testículos y el comienzo de la producción de testosterona que será la hormona responsable de la diferenciación y crecimiento de los genitales, y órganos reproductores internos, así como de los cambios anatómicos y funcionales que tienen lugar en la pubertad (incluido el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios). Los andrógenos también son responsables del dismorfismo sexual en otras especies (melena del león…)

Como los andrógenos promueven el crecimiento de los músculos, al ejercer determinados efectos sobre determinadas proteínas, han sido utilizados por algunos deportistas (los llamados esteroides anabolizantes) aunque por sus efectos secundarios su uso es muy desaconsejable.

Los esteroides gonadales también organizan los circuitos del SN que generan los patrones conductuales típicos de la hembra o del macho. Las diferencias entre los sexos en algunas estructuras encefálicas se deben probablemente a las acciones que ejercen las hormonas sobre la expresión génica, pero también distintas áreas del encéfalo adulto tienen un patrón diferenciado de receptores para esteroides gonadales lo que indica que estos podrían tener un efecto directo sobre la actividad neural. Tanto la producción de espermatozoides como la síntesis y liberación de andrógenos, está regulada por las gonadotropinas (LH y FSH) secretadas por la hipófisis anterior, cuya liberación está determinada por la secreción del hipotálamo de la GnRH. La LH actúa sobre las células intersticiales donde estimula la producción de testosterona, mientras que la FSH actúa sobre las células de Sertoli, interviniendo en la producción de esperma. A medida que la concentración en sangre de testosterona o dihidrotestosterona aumenta, éstas ejercen un efecto inhibidor sobre el hipotálamo y la hipófisis. En el hombre la inhibina, un péptido sintetizado por acción de la FSH sobre las células de Sertoli, realiza una retroalimentación negativa sobre la hipófisis anterior para inhibir la producción de FSH y de esa forma mantener un ritmo constante de espermatogénesis. 3.3.2.Hormonas Gonadales Femeninas Los ovarios son un par de glándulas localizadas en la cavidad abdominal, formadas por masas compactas de células. Los ovarios (como sucedía con los testículos) tienen 2 funciones distintas pero relacionadas, la producción de gametos y la síntesis de hormonas esteroides. Las hormonas ováricas son los estrógenos principalmente el estradiol y la progesterona. La progesterona (también liberada por la placenta y en pequeñas cantidades por la corteza suprarrenal) prepara el tracto reproductor para la implantación del cigoto y el mantenimiento del embarazo, interviniendo también en el aumento y la preparación de las mamas para secretar leche. En la capa más externa del ovario se encuentran los ovocitos, de los que se desarrollarán los óvulos. Cada ovocito está rodeado de células especializadas que constituyen el folículo ovárico, cuya función es proporcionar alimento al ovocito que se está desarrollando así como liberar estrógenos. El desarrollo de ovocitos y la ovulación (expulsión del ovocito del ovario) es un proceso cíclico (ciclo menstrual) y es resultado de las interacciones hormonales en el eje formado por el hipotálamo, la hipófisis y los ovarios.

1. Fase folicular: Al comenzar el ciclo menstrual la producción de hormonas en el ovario es escasa. La secreción de gonadotropinas, principalmente de FSH, promueve el crecimiento del folículo ovárico (formado por un ovocito rodeado de células granulosas y de 2 capas de células tecales). Las células de la teca interna son las principales responsables de la liberación de estrógenos que se va a producir en esta fase. La secreción de estrógenos regenera el endometrio y dispara la secreción de la LH la cual produce la rotura del folículo y la ovulación. 2.Fase luteinica: Después de la ovulación el folículo roto, ya sin el ovocito se convierte por acción de la LH en cuerpo lúteo que permanece durante algún tiempo en la superficie del ovario donde libera gran cantidad de progesterona (la hormona que prepara el endometrio para la implantación en el caso de que el ovulo sea fecundado) y mantiene la secreción de estrógenos. Los altos niveles de hormonas ováricas ejercen una retroalimentación negativa que inhibe la producción de la GnRH hipotalámica y en consecuencia desciende la liberación de FSH y LH. Si la fecundación no se produce, los bajos niveles de FSH y LH producen la degeneración del cuerpo lúteo y los nieveles bajos de hormonas provocan que el endometrio se desprenda para iniciar la menstruación e iniciar un nuevo ciclo. Si el ovulo es fecundado los niveles de estrógenos y progesterona aumentan gradualmente a lo largo del embarazo. Los estrógenos también intervienen en el desarrollo del fenotipo femenino. Durante la infancia la secreción de gonadptropinas se mantiene a un nivel bajo, pero en la pubertad se da un aumento gradual en la secreción de estrógenos que va a promover el desarrollo y mantenimiento de los órganos reproductores femeninos, así como la aparición de los caracteres sexuales secundarios. Hacia el final de la vida reproductora se va dando una disminución progresiva del nivel de estrógenos no existiendo apenas secreción después de la menopausia.

Los estrógenos afectan a diferentes sistemas orgánicos y tiene efectos por ejemplo en el metabolismo del calcio lo que explica la mayor incidencia de osteoporosis en la menopausia. Además, al igual que los andrógenos, actúan sobre estructuras del SN donde intervienen en su organización específica según el sexo y afectan a su actividad neural.

4.-ALGUNAS GLÁNDULAS Y HORMONAS MÁS Aparte de los importantes ejes neuroendocrinos estudiados hasta el momento, podemos añadir algunas hormonas cuya secreción está bajo la influencia de S.N y que se hallan implicadas en diferentes procesos conductuales. Existen en el organismo más tejidos endocrinos, sin embrago con los que presentamos es suficiente en este nivel. 4.1.- HORMONAS DE LA MÉDULA ADRENAL La zona situada bajo la corteza, en la parte más interna, constituye la médula adrenal, que se compone de células cromafines. Las principales hormonas liberadas por la médula adrenal son la adrenalina y la noradrenalina. Ambas se forman a partir del aminoácido tirosina, y junto con la dopa y la dopamina pertenecen a un grupo de aminas denominadas catecolaminas. Ya vimos en capítulos anteriores su función como neurotransmisores, además las catecolominas actúan como hormonas que son liberadas a la circulación sanguínea y como los glucocorticoides y las hormonas tiroideas afectan a la mayoría de los tejidos e influyen en muchos procesos. La médula adrenal y el SN simpático forman una unidad fisiológica y funcional conocida como sistema simpaticoadrenal. Las células cromafines de la médula adrenal derivan de la Cresta neural y actúan como células postganglionares de SN simpático. El SNA está bajo control del SNC. Cuando un estímulo nos pone en tensión se libera adrenalina y aumenta su concentración en sangre hasta unas mil veces su nivel basal, permitiéndonos actuar en segundos. La adrenalina y la noradrenalina junto con los glucocorticoides, son las hormonas que se liberan en situaciones de estrés. Contribuyen a proporcionar mayor riego sanguíneo en aquellos órganos necesarios para responder a una situación estresante (corazón, músculo esquelético y encéfalo) y desencadenan distintos procesos metabólicos que aportan la energía necesaria para que estos órganos funcionen correctamente (aun en detrimento de otros órganos y funciones que no son esenciales para la supervivencia) Las conexiones entre corteza cerebral y los núcleos encefálicos que regulan la función del sistema simpaticoadrenal proporcionan otro tipo de control: la anticipación de una determinada actividad. Este mecanismo, que es útil sin duda, también puede ser patológico, ya que al activar el sistema del estrés ante situaciones amenazantes, incluso si estas son “imaginadas” y sobre todo al “cronificar” el estrés, se puede resentir nuestra salud.

4.2.-HORMONAS PANCREATICAS El páncreas es una glándula que participa en 2 tipos de funciones secretoras: - contiene células exocrinas productoras de enzimas digestivas para su secreción al sistema gastrointestinal - contiene células endocrinas que sintetizan y segregan las hormonas peptídicas: insulina glucagón y somatostatina Estas últimas se localizan en unas pequeñas acumulaciones de células de distintos tipos y que liberan distintas hormonas, llamadas islotes de Langerhans. Las células alfa producen glucagon, las beta insulina y las delta somatoestatina

La insulina se libera como consecuencia de una elevación de los niveles de azúcar en sangre y su función consiste en transformar el exceso de glucosa en glucógeno (en el hígado y en el músculo) y en grasa. Este aumento de la glucosa tras la ingestión de alimento, es detectado por las células de los islotes que liberan insulina que estimula la captación de glucosa por los tejidos y en algunos como el hígado y la musculatura esquelética promueve la formación de glucógeno. Además la insulina estimula el almacenamiento del exceso de glucosa en forma de grasa. Gracias a esta captación acelerada los niveles de glucosa vuelven a la normalidad y cesa la producción de insulina. Este ajuste permite mantener constante la concentración de glucosa en sangre, pero, a pesar de este control, tras un tiempo sin haber ingerido alimentos, los niveles de glucosa en sangre disminuyen, lo que provoca la secreción de glucagón. El glucagon produce un aumento de glucosa en sangre al estimular la degradación del glucógeno hepático. También actúa sobre el tejido adiposo aumentando la movilización de los ácidos grasos para ser usados como combustible y estimula la transformación de los aminoácidos en glucosa. Las acciones recíprocas de la insulina y el glucagón contribuyen a que el nivel de glucosa en sangre sea el adecuado para un correcto funcionamiento.

El nivel de liberación de insulina es controlado además por mecanismos neurales a través del nervio vago (estímulos gustativos desencadenan la liberación de insulina antes de que la glucosa llegue al torrente sanguíneo). La hormona del crecimiento, los glucocorticoides y las catecolaminas de la médula adrenal también intervienen en el aumento de los niveles de concentración de glucosa en sangre pues la glucosa es esencial para el funcionamiento de nuestro organismo. Aunque varias hormonas intervienen para aumentar los niveles de glucosa en sangre, sólo la insulina los reduce y por ello cualquier alteración en esta hormona tiene nefastas consecuencias (la diabetes mellitus era una enfermedad mortal hasta que se pudo administrar insulina a los pacientes) La somatoestatina que recordamos como hormona segregada por el hipotálamo para inhibir la liberación de la hormona del crecimiento, también es liberada por el páncreas y por algunas células intestinales. Su función es modular la secreción de insulina y glucagón. 4.3.-HORMONAS DE LA GLANDULA PINEAL. La glándula pineal o epífisis situada en el techo del diencéfalo, entre los colículos superiores, sintetiza melatonina En los vertebrados inferiores esta glándula se denomina tercer ojo u ojo parietal y es un órgano fotorreceptor. En los mamíferos es un órgano exclusivamente secretor cuya actividad depende de las condiciones lumínicas: la oscuridad aumenta la producción de melatonina y la luz la inhibe. La glándula pineal interviene en el control de los ritmos biológicos.Parece estar implicada en la regulación de los ciclos circadianos y en el inicio del sueño. La melatonina liberada por la glándula pineal actúa sobre el núcleo supraquiasmático (y viceversa ya que son sistemas comunicados) que recibe información de la intensidad lumínica. La melatonina está implicada en la fotoperiodicidad que demandan algunas especies para relizar diversas funciones, así como en los desfases horarios producidos por viajes transoceánicos o en el conocido trastorno afectivo estacional.

5. REGULACIÓN DE LA SECRECCIÓN HORMONAL La secreción de hormonas, como hemos ido viendo suele formar parte de circuitos de retroalimentación negativa: al aumentar el nivel de hormona en sangre se informa a los mecanismos que controlan su secreción para que ésta disminuya o al contrario para que aumente cuando el nivel de hormona disminuye. Estos sistemas de retroalimentación varían en complejidad. El más sencillo es aquel en el que la secreción hormonal está regulada por la concentración en sangre de la misma hormona o de alguna otra sustancia. Por ejemplo, cuando aumentan los niveles de glucosa en sangre, las células beta de los islotes de Langerhans liberan insulina que a su vez reduce los niveles de glucosa en sangre, lo que provoca finalmente la reducción de la producción de insulina en un movimiento cíclico.

La complejidad de los mecanismos de retroalimentación aumenta en los sistemas hormonales cuya secreción está regulada por los efectos activadores o inhibidores de otras hormonas. Aunque lo hemos ido explicando en cada caso, resumiremos aquí los diferentes mecanismos de retroalimentación que controlan la secreción hormonal en los ejes hipotalámicohipofisiarios: 1. Cuando la concentración en sangre de hormonas producidas por las glándulas diana aumenta, el hipotálamo detiene la secreción de hormonas liberadoras. 2. El nivel de hormona en sangre también puede regular la secreción de hormonas adenohipofisarias. Así la presencia de estrógenos, por ejemplo, no afecta solo al hipotálamo, sino también a la hipófisis, donde controlan la secreción de LH y FSH. Parece ser que este mecanismo reduce la capacidad que tienen las células adenohipofisarias de responder a las hormonas liberadoras más que afectar a su capacidad secretora. 3. Las hormonas hipofisarias constituyen una señal de retroalimentación que puede afectar a la liberación de hormonas hipotalámicas. A este sistema se le ha llamado de “bucle corto” debido a que no implica a la circulación general (este sistema interviene en la regulación de secreción de las gonadotropinas) 4. La presencia de hormona liberadora en la eminencia media proporciona una señal al hipotálamo para controlar su secreción. Por ejemplo conforme aumenta la secreción de GnRH, el hipotálamo responde disminuyendo la secreción. El SNC a través del hipotálamo regula la secreción de las hormonas producidas por las glándulas endocrinas. Estas hormonas llegan a través de la circulación sanguínea a diferentes órganos, entre ellos el cerebro, cerrando así un bucle de retroalimentación

6.-INTERACCIONES ENTRE EL SISTEMA ENDOCRINO Y LA CONDUCTA Como hemos ido viendo a lo largo del capítulo el sistema nervioso, el sistema endocrino y el medio ambiente interno y externo del individuo están íntimamente relacionados. Las hormonas tienen un importante papel en la adaptación de los organismos al entorno. A continuación veremos someramente algunas de las contribuciones más importantes de la psicoendocrinologia. Hormonas sexuales y conducta Los hombres y las mujeres pensamos, sentimos y actuamos diferente, pero ¿por qué? Se sabe, que los cerebros de mujeres y hombres tienen estructuras distintas. Así, por ejemplo, en el hipotálamo, la amígdala, el bulbo olfatorio o el núcleo de la estría terminal, hay regiones cuyo tamaño, cantidad de células o las sinapsis que establecen las neuronas son diferentes en individuos de un sexo o de otro, lo cual repercute en la vida de todos nosotros.

Estas diferencias se basan en un fenómeno muy interesante, que ya hemos mencionado, conocido como diferenciación sexual del cerebro, en el que la participación de las hormonas sexuales es fundamental. Cabe mencionar que este fenómeno es parte de un proceso más

amplio e incluye la formación de órganos sexuales bien definidos y la generación en la adolescencia de características sexuales secundarias, como son en las mujeres el crecimiento de los senos y la acumulación de grasa en las caderas, y en los hombres el engrosamiento de las cuerdas vocales que lleva al cambio de voz, la aparición y el crecimiento de la barba y el bigote. Los cambios en la organización del cerebro (volumen de algunas regiones cerebrales y establecimiento de diferentes sinapsis) producidos por las hormonas sexuales en etapas tempranas del desarrollo embrionario, son permanentes, por lo que establecen de por vida las conductas sexuales asociadas a la reproducción. Hay datos interesantes para el caso de animales de experimentación como las ratas. En ellas los cambios en la organización del cerebro producidos por las hormonas no ocurren durante el desarrollo embrionario, sino poco después del nacimiento. Se ha observado que ratas hembras expuestas a testosterona durante los primeros días del desarrollo posnatal no presentan la conducta sexual típica de su sexo en la edad adulta sino que, por el contrario, pueden presentar una conducta sexual masculina. (y viceversa si se expone a los macho a estrógenos).Sin embargo, hasta ahora no se ha determinado si las preferencias sexuales en el ser humano dependen de diferencias en la exposición a las hormonas sexuales en etapas tempranas del desarrollo, aunque niñas que por diversas circunstancias han sido expuestas a altos niveles de andrógenos muestran preferencia por conductas y juegos más típicamente considerados “masculinos”. Por el contrario los niños con alteraciones genéticas que causan déficit de receptores para andrógenos (síndrome de insensibilidad a los andrógenos) a veces son identificados y criados como niñas. Las diferencias en la organización del cerebro que causan las hormonas sexuales permiten explicarnos, en cierta medida, por qué los hombres y las mujeres presentamos una conducta sexual diferente, no apreciamos de la misma manera las situaciones que se presentan en nuestras vidas y poseemos distintas habilidades mentales. Por ejemplo, por lo general las mujeres tienen mayor fluidez verbal, mejor coordinación motora fina y mayor velocidad en la percepción e identificación de objetos que los hombres, mientras que éstos presentan un mayor razonamiento matemático y una mejor comprensión de relaciones espaciales y de navegación a través de una ruta. Por supuesto no sabemos hasta qué punto las hormonas juegan un papel en estos asuntos pero en cualquier caso su estudio nos puede llevar a entender mejor nuestras diferencias y aprender y disfrutar con ellas. Hormonas y conducta parental Los cuidados parentales (por lo general los de la madre, pero en algunas especies de aves, roedores, carnívoros y primates, entre ellos nosotros, también los del padre) son indispensables para la supervivencia de las crías de muchas especies. En roedores se ha comprobado que en la conducta maternal están implicadas entre otras hormonas, los estrógenos, la progesterona y la oxitocina y en los machos la prolactina, la vasopresina y en algunos casos la testosterona. No obstante no todo lo hacen las hormonas pues la exposición repetida a las crías es capaz de inducir la conducta parental en machos y hembras no gestantes de diferentes especies. Parece que también la hormona adrenocorticotrópica (ACTH) y péptidos opiáceos como la beta-endorfina están implicados en el desarrollo de conductas parentales.

Hormonas y conducta agresiva Las hormonas esteroideas, como la testosterona, influyen en la conducta agresiva, al menos en los modelos de animales de experimentación, se ha demostrado que la presencia de andrógenos prenatalmente es crucial en el desarrollo de comportamientos agresivos en diversas especies, que van desde los peces a las aves y primates no humanos. En humanos por cuestiones metodológicas es difícil estudiar la relación entre hormonas y conducta agresiva, sin embargo se han asociado niveles altos de testosterona con la delincuencia juvenil y conductas antisociales. Hay pocos estudios sobre conductas violentas en mujeres pero algunos datos apuntan a la posible implicación de la testosterona en conductas agresivas en mujeres. Estos estudios no son concluyentes. Hormonas tiroideas y conducta Algunos de los más destacados efectos del déficit de la hormona tiroidea ocurren durante el desarrollo fetal (se reducen las espinas dendríticas de las neuronas piramidales de la corteza, menor número de sinapsis y mayor muerte neuronal) y en los primeros meses que siguen al nacimiento. En el niño las alteraciones más destacadas son el déficit del desarrollo intelectual y el retraso en el crecimiento. El déficit intelectual, que es proporcional al tiempo que persista la falta de hormonas, es irreversible; el retraso en el crecimiento parece ser de origen puramente metabólico, ya que el crecimiento se adapta rápidamente a su ritmo normal después de la instauración del tratamiento. En los adultos ya hemos hablado del “enlentecimiento” general que produce el hipotiroidismo y la “aceleración” en el hipertiroidismo. Hormonas y estado de ánimo El conocido síndrome premenstrual en virtud del cual algunas mujeres experimentan cambios de humor en los días cercanos a la menstruación se ha vinculado a los cambios en los niveles de esteroides sexuales. En estados depresivos se han encontrado niveles altos de la hormona libradora de corticotropina (CRH) y de glucocorticoides (cortisol) así como un déficit de estrógenos, mientras que niveles altos de andrógenos se han asociado con conductas maníacas. Hormonas y procesos de aprendizaje y memoria Las hormonas que se liberan en situaciones moderadas de estrés, la ACTH, la noradrelanina o los glucocorticoides, parecen ejercer efectos facilitadores sobre la memoria y el aprendizaje. Sin embargo si sus niveles son excesivamente altos ejercen efectos amnésicos y dificultan el aprendizaje. Ya hemos mencionado en diversas ocasiones a lo largo del capítulo que el estrés prolongado tiene efectos muy negativos en la salud. La vasopresina parece ser que también facilita los procesos de memoria, mientras que la oxitocina y los péptidos opioides endógenos, parecen tener más bien efectos amnésicos.