La neuroendocrinología es la rama de la biología (específicamente de la fisiología ) que estudia la interacción entre el sistema nervioso y el sistema endocrino ; es decir, cómo el cerebro regula la actividad hormonal en el cuerpo. [1] Los sistemas nervioso y endocrino a menudo actúan juntos en un proceso llamado integración neuroendocrina , para regular los procesos fisiológicos del cuerpo humano. La neuroendocrinología surgió del reconocimiento de que el cerebro, especialmente el hipotálamo , controla la secreción de hormonas de la glándula pituitaria. , y posteriormente se ha expandido para investigar numerosas interconexiones de los sistemas endocrino y nervioso.
El sistema neuroendocrino es el mecanismo por el cual el hipotálamo mantiene la homeostasis , regula la reproducción , el metabolismo , la conducta de comer y beber, la utilización de energía , la osmolaridad y la presión arterial .
Sistema neuroendocrino
Principales sistemas neuroendocrinos
- Eje hipotalámico-pituitario-suprarrenal [2] (eje HPA)
- Eje hipotalámico-hipofisario-tiroideo [2] (eje HPT)
- Eje hipotalámico-pituitario-gonadal [2] (eje HPG)
- Sistema hipotalámico-neurohipofisario [2]
Hipotálamo
El sistema endocrino consta de numerosas glándulas en todo el cuerpo que producen y secretan hormonas de estructura química diversa, incluidos péptidos , esteroides y neuroaminas . En conjunto, las hormonas regulan muchos procesos fisiológicos.
La oxitocina y la vasopresina (también llamada hormona antidiurética), las dos hormonas neurohipofisarias de la glándula pituitaria posterior (la neurohipófisis), se secretan desde las terminaciones nerviosas de las células neurosecretoras magnocelulares hacia la circulación sistémica. Los cuerpos celulares de las neuronas de oxitocina y vasopresina están en el núcleo paraventricular y supraóptico núcleo , respectivamente, y la actividad eléctrica de estas neuronas es regulada por entradas sinápticas aferentes de otras regiones del cerebro. Por el contrario, las hormonas de la glándula pituitaria anterior (la adenohipófisis) se secretan a partir de células endocrinas que, en los mamíferos, no están inervados directamente, sin embargo, la secreción de estas hormonas ( la hormona adrenocorticotrópica , hormona luteinizante, hormona estimulante del folículo, estimulante de la tiroides hormona, prolactina y hormona del crecimiento ) permanece bajo el control del hipotálamo. El hipotálamo controla la glándula pituitaria anterior mediante factores liberadores y factores inhibidores de la liberación ; estas son sustancias transmitidas por la sangre [ aclaración necesaria ] [el autor se refiere a través del torrente sanguíneo y no por el sistema linfático ni por el aire, ni por ningún otro modo de transporte] liberadas por las neuronas hipotalámicas en los vasos sanguíneos en la base del cerebro, en la eminencia media . Estos vasos, los vasos portales hipotálamo-hipofisario, llevan los factores hipotalámicos a la pituitaria anterior, donde se unen a receptores específicos en la superficie de las células productoras de hormonas.
Por ejemplo, la secreción de la hormona del crecimiento es controlado por dos sistemas neuroendocrinos: los hormona liberadora de hormona de crecimiento neuronas (GHRH) y los de la somatostatina neuronas, que estimulan e inhiben la GH secreción, respectivamente. Las neuronas GHRH están ubicadas en el núcleo arqueado del hipotálamo, mientras que las células de somatostatina involucradas en la regulación de la hormona del crecimiento se encuentran en el núcleo periventricular . Estos dos sistemas neuronales proyectan axones a la eminencia media, donde liberan sus péptidos en los vasos sanguíneos portales para su transporte a la pituitaria anterior. La hormona del crecimiento es secretada en pulsos, que surgen de episodios alternantes de liberación de GHRH y la liberación de la somatostatina, lo que puede reflejar interacciones neuronales entre la GHRH y las células de la somatostatina, y la retroalimentación negativa de la hormona del crecimiento.
Los sistemas neuroendocrinos controlan la reproducción [3] en todos sus aspectos, desde la vinculación a la conducta sexual. Controlan la espermatogénesis y el ciclo ovárico, el parto , la lactancia y el comportamiento materno . Controlan la respuesta del cuerpo al estrés [4] y las infecciones . [5] Regulan el metabolismo del cuerpo , influyen en el comportamiento de comer y beber, e influyen en cómo se utiliza la ingesta de energía, es decir, cómo se metaboliza la grasa. [6] Influyen y regulan el estado de ánimo, [7] los líquidos corporales y la homeostasis de electrolitos, [8] y la presión arterial . [9]
Las neuronas del sistema neuroendocrino son grandes; son mini fábricas para producir productos secretores; sus terminales nerviosas son grandes y están organizadas en campos terminales coherentes; su producción a menudo se puede medir fácilmente en la sangre; y lo que hacen estas neuronas y los estímulos a los que responden están fácilmente abiertos a hipótesis y experimentos. Por tanto, las neuronas neuroendocrinas son buenos "sistemas modelo" para estudiar cuestiones generales, como "¿cómo regula una neurona la síntesis, el empaquetamiento y la secreción de su producto?" y "¿cómo se codifica la información en la actividad eléctrica?" [ cita requerida ] [Parece que esta es una observación de fuente primaria.]
Glándula pituitaria
La glándula pituitaria se divide en dos secciones: la pituitaria anterior y la pituitaria posterior . El hipotálamo controla la secreción de hormonas de la hipófisis anterior enviando hormonas tróficas por el sistema portal hipotálamohipofisario. Por ejemplo, la hormona liberadora de tirotropina estimula la secreción de hormona estimulante de la tiroides por la pituitaria anterior.
La hipófisis posterior está inervada por el hipotálamo; las hormonas oxitocina y vasopresina son sintetizadas por células neuroendocrinas en el hipotálamo y almacenadas en los extremos de los nervios en la hipófisis posterior. Son secretadas directamente a la circulación sistémica por las neuronas hipotalámicas.
Historia
Pioneros
Ernst y Berta Scharrer , [10] de la Universidad de Munich el Einstein College de Medicina Albert se acreditan como co-fundadores del campo de la neuroendocrinología con sus observaciones y propuestas iniciales en 1945 en relación con los neuropéptidos .
Geoffrey Harris [11] es considerado por muchos como el "padre" de la neuroendocrinología. A Harris, profesor de anatomía del Dr. Lee en la Universidad de Oxford , se le atribuye haber demostrado que la glándula pituitaria anterior de los mamíferos está regulada por hormonas secretadas por las neuronas hipotalámicas en la circulación portal hipotalámica . Por el contrario, las hormonas de la glándula pituitaria posterior se secretan a la circulación sistémica directamente desde las terminaciones nerviosas de las neuronas hipotalámicas. Este trabajo fundamental se realizó en colaboración con Dora Jacobsohn de la Universidad de Lund . [12]
Los primeros de estos factores que se identifican son la hormona liberadora de tirotropina (TRH) y la hormona liberadora de gonadotropina (GnRH). TRH es un pequeño péptido que estimula la secreción de la hormona estimulante de la tiroides ; La GnRH (también llamada hormona liberadora de hormona luteinizante) estimula la secreción de la hormona luteinizante y la hormona estimulante del folículo .
Roger Guillemin , [13] un estudiante de medicina de la Faculté de Médecine de Lyon , y Andrew W. Schally de la Universidad de Tulane aislar estos factores desde el hipotálamo de ovejas y cerdos, y luego identificaron sus estructuras. Guillemin y Schally fueron galardonados con el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1977 por sus contribuciones a la comprensión de "la producción de hormonas peptídicas del cerebro".
En 1952, Andor Szentivanyi , de la Universidad del Sur de Florida , y Geza Filipp escribieron primera demostración trabajo de investigación en el mundo cómo el control neural de la inmunidad se lleva a cabo a través del hipotálamo. [14]
Alcance moderno
Hoy en día, la neuroendocrinología abarca una amplia gama de temas que surgieron directa o indirectamente del concepto central de neuronas neuroendocrinas. Neuronas neuroendocrinas controlan las gónadas , cuya esteroides , a su vez, influir en el cerebro, al igual que los corticosteroides secretadas a partir de la glándula suprarrenal bajo la influencia de la hormona adrenocorticotrópica. El estudio de estas retroalimentaciones pasó a ser competencia de los neuroendocrinólogos. Los péptidos secretados por las neuronas neuroendocrinas hipotalámicas en la sangre demostraron ser liberados también en el cerebro, y las acciones centrales a menudo parecían complementar las acciones periféricas. Por lo tanto, comprender estas acciones centrales también se convirtió en el campo de los neuroendocrinólogos, a veces incluso cuando estos péptidos surgían en partes muy diferentes del cerebro que parecían cumplir funciones no relacionadas con la regulación endocrina. Se descubrieron neuronas neuroendocrinas en el sistema nervioso periférico que regulan, por ejemplo, la digestión . Las células de la médula suprarrenal que liberan adrenalina y noradrenalina demostraron tener propiedades entre las células endocrinas y las neuronas, y demostraron ser sistemas modelo sobresalientes, por ejemplo, para el estudio de los mecanismos moleculares de la exocitosis . Y estos también se han convertido, por extensión, en sistemas neuroendocrinos .
Los sistemas neuroendocrinos han sido importantes para nuestra comprensión de muchos principios básicos en neurociencia y fisiología , por ejemplo, nuestra comprensión del acoplamiento estímulo-secreción . [15] Los orígenes y la importancia de los patrones en la secreción neuroendocrina siguen siendo temas dominantes en la neuroendocrinología en la actualidad.
La neuroendocrinología también se utiliza como parte integral de la comprensión y el tratamiento de los trastornos neurobiológicos del cerebro . Un ejemplo es el aumento del tratamiento de los síntomas del estado de ánimo con hormona tiroidea. [16] Otro es el hallazgo de un problema de transtiretina (transporte de tiroxina) en el líquido cefalorraquídeo de algunos pacientes diagnosticados con esquizofrenia. [17]
Ver también
- Endocrinología del comportamiento
- Neurociencia molecular
- Neuroquímica
- Célula neuroendocrina
- Tumor neuroendocrino
- Neurofarmacología
- Neurociencia
- Eje intestino-cerebro
Referencias
- ^ "Sistema endocrino y neuroendocrinología :: DNA Learning Center" . www.dnalc.org . Consultado el 12 de mayo de 2018 .
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• El sistema hipotalámico-neurohipofisario secreta dos hormonas peptídicas directamente en la sangre, vasopresina y oxitocina. ...
• El eje hipotalámico-pituitario-suprarrenal (HPA). Comprende factor de liberación de corticotropina (CRF), liberado por el hipotálamo; hormona adrenocorticotrópica (ACTH), liberada por la pituitaria anterior; y glucocorticoides, liberados por la corteza suprarrenal.
• El eje hipotalámico-pituitario-tiroideo consiste en la hormona liberadora de tirotropina hipotalámica (TRH); la hormona estimulante del tiroides (TSH) de la hipófisis anterior; y las hormonas tiroideas T 3 y T 4 .
• El eje hipotalámico-pituitario-gonadal comprende la hormona liberadora de gonadotropina hipotalámica (GnRH), la hormona luteinizante de la hipófisis anterior (LH) y la hormona estimulante del folículo (FSH), y los esteroides gonadales. - ^ Blázquez M, Bosma PT, Fraser EJ, Van Look KJ, Trudeau VL (junio de 1998). "Los peces como modelos para la regulación neuroendocrina de la reproducción y el crecimiento". Bioquímica y Fisiología Comparativa C . 119 (3): 345–364. doi : 10.1016 / S0742-8413 (98) 00023-1 . ISSN 0742-8413 . PMID 9827007 .
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