La secreción pulsátil es un fenómeno bioquímico observado en una amplia variedad de tipos de células y tejidos , en el que los productos químicos se secretan en un patrón temporal regular. Los productos celulares más comunes que se observan que se liberan de esta manera son moléculas de señalización intercelular como hormonas o neurotransmisores . Ejemplos de hormonas que se secretan de forma pulsátil incluyen insulina , tirotropina , TRH , hormona liberadora de gonadotropina (GnRH) y hormona del crecimiento (GH). En el sistema nervioso, la pulsatilidad se observa en la actividad oscilatoria degeneradores de patrones centrales . En el corazón, los marcapasos pueden funcionar y secretar de forma pulsátil. Un patrón de secreción pulsátil es fundamental para la función de muchas hormonas a fin de mantener el delicado equilibrio homeostático necesario para los procesos vitales esenciales, como el desarrollo y la reproducción . Las variaciones de la concentración en una cierta frecuencia pueden ser críticas para la función hormonal, como lo demuestra el caso de los agonistas de GnRH , que causan inhibición funcional del receptor de GnRH debido a una profunda regulación negativa en respuesta a la estimulación constante (tónica). La pulsatilidad puede funcionar para sensibilizar los tejidos diana a la hormona de interés y regular al alza los receptores, lo que conduce a mejores respuestas. Esta mayor respuesta puede haber servido para mejorar la aptitud del animal en su entorno y promover su retención evolutiva.
La secreción pulsátil en sus diversas formas se observa en:
- Hormonas relacionadas con el eje hipotalámico-pituitario-gonadal (HPG)
- Glucocorticoides
- Insulina
- Hormona de crecimiento
- Hormona paratiroidea
Pulsatilidad neuroendocrina
El control del sistema nervioso sobre la liberación de hormonas se basa en el hipotálamo , del cual se originan las neuronas que pueblan los núcleos pariventricular y arqueado . [1] Estas neuronas se proyectan hacia la eminencia media, donde secretan hormonas liberadoras hacia el sistema portal hipofisario que conecta el hipotálamo con la glándula pituitaria . Allí, dictan la función endocrina a través de los cuatro ejes Hipotalámico-Pituitario-Glandular. [1] Estudios recientes han comenzado a ofrecer evidencia de que muchas hormonas hipofisarias que se ha observado que se liberan de manera episódica están precedidas por la secreción pulsátil de su hormona liberadora asociada del hipotálamo de una manera pulsátil similar. Nuevas investigaciones sobre los mecanismos celulares asociados con la pulsatilidad de la hormona pituitaria, como la observada para la hormona luteinizante (LH) y la hormona estimulante del folículo (FSH), han indicado pulsos similares en los vasos hipofisarios de la hormona liberadora de gonadotropina (GnRH). [2] [3]
Hormona luteinizante y hormona estimulante del folículo (eje HPG)
La LH se libera de la glándula pituitaria junto con la FSH en respuesta a la liberación de GnRH en el sistema portal hipofisario. [4] La liberación pulsátil de GnRH provoca la liberación pulsátil de LH y FSH, que modula y mantiene niveles apropiados de hormona gonadal biodisponible : testosterona en hombres y estradiol en mujeres, sujeto a los requisitos de un circuito de retroalimentación superior. [3] En las mujeres, los niveles de LH son típicamente de 1 a 20 UI / L durante el período reproductivo y se estima en 1,8 a 8,6 UI / L en los hombres mayores de 18 años. [5] [6] [7]
ACTH y glucocorticoides (eje HPA)
Los pulsos regulares de glucocorticoides, principalmente cortisol en el caso de los seres humanos, se liberan regularmente desde la corteza suprarrenal siguiendo un patrón circadiano , además de su liberación como parte de la respuesta al estrés . [8] [9] La liberación de cortisol sigue una alta frecuencia de pulsos que forman un ritmo ultradiano , siendo la amplitud la variación principal en su liberación, de modo que la señal se modula en amplitud . [8] Se ha observado que la pulsatlidad de los glucocorticoides sigue un ritmo circadiano, con niveles más altos observados antes de despertarse y antes de las comidas previstas. [8] [9] Se observa que este patrón en amplitud de liberación es consistente en todos los vertebrados. [9] Los estudios realizados en humanos, ratas y ovejas también han observado un patrón circadiano similar de liberación de adrenocorticotropina (ACTH) poco antes del pulso en el corticosteroide resultante. [8] Actualmente se plantea la hipótesis de que la pulsatilidad observada de la ACTH y los glucocorticoides es impulsada por la pulsatilidad de la hormona liberadora de corticotropina (CRH), sin embargo, existen pocos datos que apoyen esto debido a la dificultad para medir la CRH. [8]
Tirotropina y hormonas tiroideas (eje HPT)
El patrón de secreción de tirotropina (TSH) está conformado por ritmos infradianos , circadianos y ultradianos. Los ritmis infradianos están representados principalmente por variaciones circulares que reflejan la estacionalidad de la función tiroidea. [10] Los ritmos circadianos conducen a un pico de secreción ( acrofase ) alrededor de la medianoche y concentraciones nadir alrededor del mediodía y al principio de la tarde. [11] [12] Se observa un patrón similar para la triyodotironina , sin embargo, con un cambio de fase. [12] La liberación pulsátil contribuye al ritmo ultradiano de concentración de TSH con aproximadamente 10 pulsos por 24 horas. [13] [14] [15] La amplitud de los ritmos circadiano y ultradiano se reduce en el síndrome de enfermedad no tiroidea grave (TACITUS). [16] [17]
Las teorías contemporáneas asumen que los mecanismos de retroalimentación autocrina y paracrina (ultracorta) que controlan la secreción de TSH dentro de la glándula pituitaria anterior son un factor importante que contribuye a la evolución de su pulsatilidad. [18] [19] [20]
Insulina
La secreción de insulina pulsátil de las células beta individuales es impulsada por la oscilación de la concentración de calcio en las células. En las células beta que carecen de contacto (es decir, fuera del islote de Lagerhans ), la periodicidad de estas oscilaciones es bastante variable (2-10 min). Sin embargo, dentro de un islote de Langerhans, las oscilaciones se sincronizan por acoplamiento eléctrico entre células beta ubicadas cerca que están conectadas por uniones de brecha , y la periodicidad es más uniforme (3-6 min). [21] Además de las uniones gap, la coordinación de pulsos se gestiona mediante la señalización ATP . Las células α y δ del páncreas también comparten factores de secreción de manera pulsátil similar. [22]
Referencias
- ↑ a b Kandel ER, Jessell TM, Schwartz JH, Siegelbaum SA, Hudspeth AJ (2013). Principios de la ciencia neuronal (5ª ed.). Nueva York. ISBN 9780071390118. OCLC 795553723 .
- ^ Wetsel WC, Valença MM, Merchenthaler I, Liposits Z, López FJ, Weiner RI, Mellon PL, Negro-Vilar A (mayo de 1992). "Actividad secretora pulsátil intrínseca de neuronas secretoras de hormona liberadora de hormona luteinizante inmortalizada" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 89 (9): 4149–53. Código Bibliográfico : 1992PNAS ... 89.4149W . doi : 10.1073 / pnas.89.9.4149 . PMC 525650 . PMID 1570341 .
- ^ a b Stamatiades GA, Kaiser UB (marzo de 2018). "Regulación de gonadotropinas por pulsátil GnRH: señalización y expresión génica" . Endocrinología molecular y celular . 463 : 131-141. doi : 10.1016 / j.mce.2017.10.015 . PMC 5812824 . PMID 29102564 .
- ^ Molina, Patricia E. (9 de abril de 2018). Fisiología endocrina . Precedido por: Molina, Patricia E. (Quinta ed.). [Nueva York]. ISBN 978-1-260-01936-0. OCLC 1026417940 .
- ^ Mayo Medical Laboratories - Test ID: LH, Luteinizing Hormone (LH), Serum Archivado el 25 de septiembre de 2016 en Wayback Machine ,obtenido endiciembre de 2012
- ^ Norma internacional propuesta por la Organización Mundial de la Salud para la hormona luteinizante. Comité de Expertos de la OMS en Patrones Biológicos. Organización Mundial de la Salud . Ginebra. 2003.
- ^ Estándar internacional de la OMS, hormona luteinizante, humana, recombinante. Instituto Nacional de Estándares y Control Biológicos.
- ^ a b c d e Gjerstad JK, Lightman SL, Spiga F (septiembre de 2018). "Papel de la retroalimentación negativa de glucocorticoides en la regulación de la pulsatilidad del eje HPA" . Estrés . 21 (5): 403–416. doi : 10.1080 / 10253890.2018.1470238 . PMC 6220752 . PMID 29764284 .
- ^ a b c Kalsbeek A, van der Spek R, Lei J, Endert E, Buijs RM, Fliers E (febrero de 2012). "Ritmos circadianos en el eje hipotálamo-pituitario-adrenal (HPA)". Endocrinología molecular y celular . 349 (1): 20–9. doi : 10.1016 / j.mce.2011.06.042 . PMID 21782883 . S2CID 33843620 .
- ^ Tendler, A; Bar, A; Mendelsohn-Cohen, N; Karin, O; Korem Kohanim, Y; Maimón, L; Milo, T; Raz, M; Mayo, A; Tanay, A; Alon, U (16 de febrero de 2021). "La estacionalidad hormonal en los registros médicos sugiere circuitos endocrinos periódicos" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 118 (7): e2003926118. doi : 10.1073 / pnas.2003926118 . PMC 7896322 . PMID 33531344 .
- ^ Lucke, C; Hehrmann, R; von Mayersbach, K; von zur Mühlen, A (septiembre de 1977). "Estudios sobre variaciones circadianas de TSH plasmática, tiroxina y triyodotironina en el hombre". Acta Endocrinologica . 86 (1): 81–8. doi : 10.1530 / acta.0.0860081 . PMID 578614 .
- ^ a b Russell, W; Harrison, RF; Smith, N; Darzy, K; Shalet, S; Weetman, AP; Ross, RJ (junio de 2008). "La triyodotironina libre tiene un ritmo circadiano distinto que se retrasa pero es paralelo a los niveles de tirotropina" . La Revista de Endocrinología Clínica y Metabolismo . 93 (6): 2300-6. doi : 10.1210 / jc.2007-2674 . PMID 18364382 .
- ^ Greenspan, SL; Klibanski, A; Schoenfeld, D; Ridgway, EC (septiembre de 1986). "Secreción pulsátil de tirotropina en el hombre". La Revista de Endocrinología Clínica y Metabolismo . 63 (3): 661–8. doi : 10.1210 / jcem-63-3-661 . PMID 3734036 .
- ^ Brabant, G; Broma, K; Ranft, U; Schuermeyer, T; Wagner, TO; Hauser, H; Kummer, B; Feistner, H; Hesch, RD; von zur Mühlen, A (febrero de 1990). "Regulación fisiológica de la secreción de tirotropina circadiana y pulsátil en el hombre y la mujer normales". La Revista de Endocrinología Clínica y Metabolismo . 70 (2): 403–9. doi : 10.1210 / jcem-70-2-403 . PMID 2105332 .
- ^ Samuels, MH; Veldhuis, JD; Henry, P; Ridgway, EC (agosto de 1990). "Fisiopatología de la liberación pulsátil y copulsátil de hormona estimulante del tiroides, hormona luteinizante, hormona estimulante del folículo y subunidad alfa". La Revista de Endocrinología Clínica y Metabolismo . 71 (2): 425–32. doi : 10.1210 / jcem-71-2-425 . PMID 1696277 .
- ^ Adriaanse, R; Romijn, JA; Brabant, G; Endert, E; Wiersinga, WM (noviembre de 1993). "Secreción pulsátil de tirotropina en enfermedades no tiroideas". La Revista de Endocrinología Clínica y Metabolismo . 77 (5): 1313–7. doi : 10.1210 / jcem.77.5.8077326 . PMID 8077326 .
- ^ Chatzitomaris, A; Hoermann, R; Midgley, JE; Hering, S; Urbano, A; Dietrich, B; Abood, A; Klein, HH; Dietrich, JW (2017). "Respuestas adaptativas de la alostasis tiroidea del control de retroalimentación tirotrópica a condiciones de tensión, estrés y programación del desarrollo" . Fronteras en endocrinología . 8 : 163. doi : 10.3389 / fendo.2017.00163 . PMC 5517413 . PMID 28775711 .
- ^ Dietrich, JW; Tesche, A .; Pickardt, CR; Mitzdorf, U. (junio de 2004). "Control de retroalimentación tirotrópica: evidencia de un bucle de retroalimentación ultracorto adicional del análisis fractal". Cibernética y Sistemas . 35 (4): 315–331. doi : 10.1080 / 01969720490443354 . S2CID 13421388 .
- ^ Dietrich, JW; Landgrafe, G; Fotiadou, EH (2012). "TSH y agonistas tirotrópicos: actores clave en la homeostasis tiroidea" . Revista de investigación de la tiroides . 2012 : 351864. doi : 10.1155 / 2012/351864 . PMC 3544290 . PMID 23365787 .
- ^ Hoermann, R; Midgley, JE; Larisch, R; Dietrich, JW (2015). "Control homeostático del eje tiroideo-hipofisario: perspectivas de diagnóstico y tratamiento" . Fronteras en endocrinología . 6 : 177. doi : 10.3389 / fendo.2015.00177 . PMC 4653296 . PMID 26635726 .
- ^ a b Hellman B, Gylfe E, Grapengiesser E, Dansk H, Salehi A (agosto de 2007). "[Oscilaciones de insulina - ritmo clínicamente importante. Los antidiabéticos deben aumentar el componente pulsativo de la liberación de insulina]". Lakartidningen . 104 (32–33): 2236–9. PMID 17822201 .
- ^ Hellman B (2009). "Pulsatilidad de la liberación de insulina - un fenómeno clínicamente importante" . Revista Upsala de Ciencias Médicas . 114 (4): 193-205. doi : 10.3109 / 03009730903366075 . PMC 2852781 . PMID 19961265 .