El núcleo supraóptico ( SON ) es un núcleo de células neurosecretoras magnocelulares en el hipotálamo del cerebro de los mamíferos. El núcleo está situado en la base del cerebro, adyacente al quiasma óptico . En los seres humanos, el SON contiene unas 3.000 neuronas .
Núcleo supraóptico | |
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Detalles | |
Identificadores | |
latín | núcleo supraopticus |
Malla | D013495 |
NeuroNames | 385 |
Identificación de NeuroLex | birnlex_1411 |
TA98 | A14.1.08.912 |
TA2 | 5721 |
FMA | 62317 |
Términos anatómicos de la neuroanatomía [ editar en Wikidata ] |
Función
Los cuerpos celulares producen la hormona peptídica vasopresina , que también se conoce como hormona antidiurética (ADH). Este mensajero químico viaja a través del torrente sanguíneo a sus células diana en los conductos papilares en los riñones, mejorando la reabsorción de agua.
En los cuerpos celulares, las hormonas se empaquetan en grandes vesículas unidas a la membrana que se transportan por los axones hasta las terminaciones nerviosas. Los gránulos secretores también se almacenan en paquetes a lo largo del axón llamados cuerpos de arenque .
También se encuentran neuronas magnocelulares similares en el núcleo paraventricular .
Señalización
Cada neurona del núcleo tiene un axón largo que se proyecta hacia la glándula pituitaria posterior , donde da lugar a unas 10.000 terminales nerviosas neurosecretoras. Las neuronas magnocelulares son eléctricamente excitables: en respuesta a estímulos aferentes de otras neuronas, generan potenciales de acción , que se propagan por los axones. Cuando un potencial de acción invade una terminal neurosecretora, la terminal se despolariza y el calcio ingresa a la terminal a través de canales activados por voltaje. La entrada de calcio desencadena la secreción de algunas de las vesículas mediante un proceso conocido como exocitosis . El contenido de la vesícula se libera al espacio extracelular, desde donde se difunde al torrente sanguíneo. [1]
Regulación de neuronas supraópticas
La vasopresina (hormona antidiurética, ADH) se libera en respuesta a la concentración de solutos en la sangre, la disminución del volumen sanguíneo o la presión arterial.
Algunas otras entradas provienen del tronco encefálico, incluidas algunas de las neuronas noradrenérgicas del núcleo del tracto solitario y la médula ventrolateral . Sin embargo, muchas de las entradas directas al núcleo supraóptico provienen de neuronas justo fuera del núcleo (la "zona perinuclear").
De las entradas aferentes al núcleo supraóptico, la mayoría contiene el neurotransmisor inhibidor GABA o el neurotransmisor excitador glutamato , pero estos transmisores a menudo coexisten con varios péptidos. Otros neurotransmisores aferentes incluyen noradrenalina (del tronco encefálico), dopamina, serotonina y acetilcolina.
El núcleo supraóptico como "sistema modelo"
El núcleo supraóptico es un importante "sistema modelo" en neurociencia. Hay muchas razones para esto: algunas ventajas técnicas de trabajar en el núcleo supraóptico son que los cuerpos celulares son relativamente grandes, las células producen cantidades excepcionalmente grandes de sus productos secretores y el núcleo es relativamente homogéneo y fácil de separar de otras regiones del cerebro. . La expresión génica y la actividad eléctrica de las neuronas supraópticas se han estudiado ampliamente en muchas condiciones fisiológicas y experimentales. [2] Estos estudios han dado lugar a muchas ideas de importancia general, como en los ejemplos siguientes.
Plasticidad morfológica en el núcleo supraóptico
Los estudios anatómicos que utilizan microscopía electrónica han demostrado que la morfología del núcleo supraóptico es notablemente adaptable. [3] [4] [5]
Por ejemplo, durante la lactancia hay grandes cambios en el tamaño y la forma de las neuronas de oxitocina, en el número y tipo de sinapsis que reciben estas neuronas y en las relaciones estructurales entre las neuronas y las células gliales en el núcleo. Estos cambios surgen durante el parto y se cree que son adaptaciones importantes que preparan las neuronas de oxitocina para una alta demanda sostenida de oxitocina. La oxitocina es esencial para la bajada de la leche en respuesta a la succión.
Estos estudios demostraron que el cerebro es mucho más "plástico" en su anatomía de lo que se reconocía anteriormente, y llevaron a un gran interés en las interacciones entre las células gliales y las neuronas en general.
Acoplamiento estímulo-secreción
En respuesta, por ejemplo, a un aumento en la concentración plasmática de sodio, las neuronas de vasopresina también descargan potenciales de acción en ráfagas, pero estas ráfagas son mucho más largas y menos intensas que las ráfagas mostradas por las neuronas de oxitocina, y las ráfagas en las células de vasopresina no lo son. sincronizado. [6]
Parecía extraño que las células de vasopresina se dispararan en ráfagas. Como la actividad de las células de vasopresina no está sincronizada, el nivel general de secreción de vasopresina en la sangre es continuo, no pulsátil. Richard Dyball y sus colaboradores especularon que este patrón de actividad, llamado "disparo fásico", podría ser particularmente efectivo para causar la secreción de vasopresina. Demostraron que este es el caso [7] mediante el estudio de la secreción de vasopresina de la glándula pituitaria posterior aislada in vitro. Descubrieron que la secreción de vasopresina podía ser provocada por impulsos de estímulo eléctrico aplicados a la glándula, y que se liberaba mucha más hormona mediante un patrón fásico de estimulación que mediante un patrón continuo de estimulación.
Estos experimentos generaron interés en el "acoplamiento de estímulo-secreción", la relación entre la actividad eléctrica y la secreción. Las neuronas supraópticas son inusuales debido a las grandes cantidades de péptidos que secretan y porque secretan los péptidos a la sangre. Sin embargo, muchas neuronas del cerebro, y especialmente del hipotálamo, sintetizan péptidos. Ahora se piensa que los estallidos de actividad eléctrica podrían ser importantes en general para liberar grandes cantidades de péptidos de las neuronas secretoras de péptidos.
Secreción dendrítica
Las neuronas supraópticas tienen típicamente 1-3 dendritas grandes , la mayoría de las cuales se proyectan ventralmente para formar una capa de proceso en la base del núcleo, llamada lámina glial ventral . Las dendritas reciben la mayoría de las terminales sinápticas de las neuronas aferentes que regulan las neuronas supraópticas, pero las dendritas neuronales a menudo participan activamente en el procesamiento de la información, en lugar de ser simplemente receptores pasivos de información. Las dendritas de las neuronas supraópticas contienen un gran número de vesículas neurosecretoras que contienen oxitocina y vasopresina, y pueden liberarse de las dendritas por exocitosis. La oxitocina y la vasopresina que se liberan en la glándula pituitaria posterior ingresan a la sangre y no pueden volver a ingresar al cerebro porque la barrera hematoencefálica no permite el paso de la oxitocina y la vasopresina, pero la oxitocina y la vasopresina que se liberan de las dendritas actúan dentro del cerebro. Las propias neuronas de oxitocina expresan receptores de oxitocina y las neuronas de vasopresina expresan receptores de vasopresina, por lo que los péptidos liberados dendríticamente "autorregulan" las neuronas supraópticas. Francoise Moos y Phillipe Richard demostraron por primera vez que la acción autorreguladora de la oxitocina es importante para el reflejo de eyección de la leche.
Estos péptidos tienen vidas medias relativamente largas en el cerebro (alrededor de 20 minutos en el LCR) y se liberan en grandes cantidades en el núcleo supraóptico, por lo que están disponibles para difundirse a través de los espacios extracelulares del cerebro para actuar a distancia. objetivos. Los receptores de oxitocina y vasopresina están presentes en muchas otras regiones del cerebro, como la amígdala , el tronco del encéfalo y el tabique , así como en la mayoría de los núcleos del hipotálamo.
Debido a que se libera tanta vasopresina y oxitocina en este sitio, los estudios del núcleo supraóptico han hecho una contribución importante para comprender cómo se regula la liberación de las dendritas y para comprender su importancia fisiológica. Los estudios han demostrado que la secretina ayuda a facilitar la liberación de oxitocina dendrítica en el SON y que la administración de secretina en el SON mejora el reconocimiento social en los roedores. Esta capacidad social mejorada parece estar funcionando a través de los efectos de la secretina sobre las neuronas de oxitocina en el SON, ya que el bloqueo de los receptores de oxitocina en esta región bloquea el reconocimiento social. [8]
Péptidos coexistentes
Las neuronas de vasopresina y las neuronas de oxitocina producen muchas otras sustancias neuroactivas además de la vasopresina y la oxitocina, aunque la mayoría están presentes solo en pequeñas cantidades. Sin embargo, se sabe que algunas de estas otras sustancias son importantes. La dinorfina producida por las neuronas de vasopresina participa en la regulación del patrón de descarga fásica de las neuronas de vasopresina, y el óxido nítrico producido por ambos tipos neuronales es un regulador de retroalimentación negativa de la actividad celular. Las neuronas de oxitocina también producen dinorfina; en estas neuronas, la dinorfina actúa en las terminales nerviosas de la hipófisis posterior como un inhibidor de retroalimentación negativa de la secreción de oxitocina. Las neuronas de oxitocina también producen grandes cantidades de colecistoquinina , así como la transcripción reguladora de cocaína y anfetamina (CART).
Ver también
- Núcleo paraventricular
Referencias
- ^ Marieb, Elaine (2014). Anatomía y fisiología . Glenview, IL: Pearson Education, Inc. ISBN 978-0-321-86158-0.
- ^ Burbach, J. Peter H .; Luckman, Simon M .; Murphy, David; Gainer, Harold (2001). "Regulación de genes en el sistema hipotálamo-neurohipofisario magnocelular" . Revisiones fisiológicas . 81 (3): 1197–1267. doi : 10.1152 / physrev.2001.81.3.1197 . PMID 11427695 .
- ^ Theodosis, Dionysia T. (enero de 2002). "Neuronas secretoras de oxitocina: un modelo fisiológico de plasticidad neuronal y glial morfológica en el hipotálamo adulto". Fronteras en neuroendocrinología . 23 (1): 101-135. doi : 10.1006 / frne.2001.0226 . PMID 11906204 .
- ^ Hatton, Glenn I. (marzo de 2004). "Interacciones dinámicas neuronal-gliales: una visión general 20 años después". Péptidos . 25 (3): 403–411. doi : 10.1016 / j.peptides.2003.12.001 . PMID 15134863 .
- ^ Tasker JG, Di S, Boudaba C (2002). "Plasticidad sináptica funcional en neuronas magnocelulares hipotalámicas". Prog. Brain Res . Progresos en la investigación del cerebro. 139 : 113–9. doi : 10.1016 / S0079-6123 (02) 39011-3 . ISBN 9780444509826. PMID 12436930 .
- ^ Armstrong WE, Stern JE (1998). "Expresión fenotípica y dependiente del estado de las propiedades eléctricas y morfológicas de las neuronas de oxitocina y vasopresina". Prog. Brain Res . Progresos en la investigación del cerebro. 119 : 101-13. doi : 10.1016 / S0079-6123 (08) 61564-2 . ISBN 9780444500809. PMID 10074783 .
- ^ Dutton, A .; Dyball, REJ (1979). "La activación fásica mejora la liberación de vasopresina de la neurohipófisis de la rata" . Revista de fisiología . 290 (2): 433–440. doi : 10.1113 / jphysiol.1979.sp012781 . PMC 1278845 . PMID 469785 .
- ^ Takayanagi, Yuki; Yoshida, Masahide; Takashima, Akihide; Takanami, Keiko; Yoshida, Shoma; Nishimori, Katsuhiko; Nishijima, Ichiko; Sakamoto, Hirotaka; Yamagata, Takanori; Onaka, Tatsushi (diciembre de 2015). "La activación de las neuronas de oxitocina supraóptica por secretina facilita el reconocimiento social" . Psiquiatría biológica . 81 (3): 243-251. doi : 10.1016 / j.biopsych.2015.11.021 . PMID 26803341 .
enlaces externos
- Imágenes de cortes de cerebro teñidas que incluyen el "núcleo supraóptico" en el proyecto BrainMaps