13. Sistema Neuroendocrino

Hormonas: principios generales

Además del SN, el sistema endocrino interviene en la regulación y el control de diferentes procesos del organismo mediante señales químicas, las hormonas, que se difunden a través de la circulación sanguínea.

La Psicoendocrinología es la disciplina de la Psicobiología que tiene como objetivo conocer los mecanismos por los que las hormonas afectan a la conducta y los procesos psicológicos, y cómo éstos a su vez pueden influir en la liberación y funcionamiento de las hormonas.

El SN y el sistema endocrino, estrechamente relacionados entre sí, son dos sistemas de coordinación interna y de interacción con el exterior desarrollados en el curso de la evolución para dar una respuesta adaptativa a las variaciones del medio interno y a los estímulos del entorno. Según avanza el conocimiento sobre la relación funcional entre SN y sistema endocrino, la distinción entre ambos sistemas está menos clara, lo que lleva a considerarlos en su conjunto como Sistema Neuroendocrino.

Las hormonas son moléculas orgánicas producidas y liberadas fundamentalmente por las glándulas endocrinas. Las glándulas endocrinas liberan las hormonas en sangre y a través de la circulación sanguínea se difunden hacia otras zonas del cuerpo donde actúan sobre determinados órganos o tejidos diana. Sus efectos se producen únicamente en aquellas células (denominadas células blanco) que disponen de receptores a los que las hormonas se unen de forma específica para realizar su función.

Podemos distinguir tres clases de hormonas según su estructura química:

  1. hormonas esteroides

  2. hormonas peptídicas, y

  3. hormonas monoamínicas

De las propiedades químicas de las hormonas van a depender los mecanismos de interacción de éstas con sus receptores. Algunas hormonas actúan a través de receptores que se sitúan en la cara externa de la membrana de la célula diana. La activación del receptor puede producir un mensajero molecular intracelular conocido como segundo mensajero que afecta a la actividad de otras moléculas de la célula. Otras hormonas se enlazan con receptores intracelulares y este complejo hormona-receptor actúa uniéndose a secuencias reguladoras de ADN adyacentes a genes específicos y de esta manera influyen directamente en la expresión génica.

La acción hormonal es más amplia y más lenta que la transmisión neuronal, ya 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. Pero, aunque existan diferencias entre la transmisión neuronal y la comunicación hormonal, también comparten muchas características. Las mismas neuronas pueden actuar como células endocrinas que secretan sustancias que llegan hasta las células receptoras a través de la circulación sanguínea y algunas hormonas del sistema endocrino actúan en el SN como neurotransmisores o como neuromoduladores.

Glándulas endocrinas

Son los órganos cuya función principal es la liberación de hormonas en la circulación sanguínea para actuar sobre células y órganos situados en otra parte del organismo. Están repartidas por todo el cuerpo.

El hipotálamo ejerce la coordinación de muchos tejidos que segregan hormonas. Las hormonas que produce llegan a la hipófisis, que es una estructura que consta de dos partes: el lóbulo posterior o neurohipófisis, que almacena y libera a la circulación general dos hormonas sintetizadas en el hipotálamo, y el lóbulo anterior o adenohipófisis, que segrega numerosas hormonas que tienen como diana otras glándulas endocrinas u otros tejidos del organismo.

Hormonas hipofisarias y su relación con el hipotálamo

En la interrelación que se establece entre SN y sistema endocrino, el hipotálamo ejerce un papel fundamental como integrador de la información que recibe desde diferentes zonas del encéfalo y la que le llega a través de la circulación sanguínea. Del hipotálamo depende el funcionamiento de la hipófisis.

La hipófisis consta de dos partes funcionalmente diferenciadas: el lóbulo posterior o neurohipófisis, que almacena y libera a la circulación general dos hormonas sintetizadas en el hipotálamo, y el lóbulo anterior o adenohipófisis, que segrega numerosas hormonas que tienen como diana otras glándulas endocrinas (corteza adrenal, tiroides, ovarios y testículos) o diferentes tejidos del organismo.

Desde la neurohipófisis se liberan las hormonas oxitocina y vasopresina, producidas en las neuronas de los núcleos supraóptico y para ventricular del hipotálamo, cuyos axones se dirigen a través de la eminencia media y el tallo hipofisario hasta la neurohipófisis, donde terminan en numerosas ramificaciones que entran en contacto con los capilares sanguíneos.

La oxitocina está involucrada fundamentalmente en la función reproductora de los mamíferos, tanto en la fecundación, como en el parto y la lactancia. A la vasopresina se la conoce también como hormona antidiurética (ADH). Su efecto principal es inducir un descenso en la producción de orina. También produce la contracción de los vasos sanguíneos en casos de hemorragia.

La adenohipófisis es una glándula endocrina, compuesta de células secretoras, que a su vez está bajo un estricto control de las hormonas sintetizados por las neuronas del hipotalámo y segregadas en el sistema porta hipotalámico-hipofisario. A través de este circuito sanguíneo llegan hasta la adenohipófisis donde estimulan o inhiben la actividad secretora de las células de la adenohipófisis.

La adenohipófisis libera cuatro hormonas trópicas, esto es, hormonas que tienen como diana otra glándula sobre la que actúan para regular su producción hormonal. Es el caso de la hormona estimulante del tiroides (TSH), la hormona adrenocorticotrópica (ACTH) y las gonadotropinas, que incluyen la hormona foliculoestimulante (FSH) y la hormona luteinizante (LH). Además de estas hormonas trópicas, la adenohipófisis segrega la hormona del crecimiento (GH) y la prolactina.

La hormona estimulante del tiroides (TSH) o tirotropina estimula la liberación de hormonas tiroideas. La secreción de TSH está regulada por la hormona liberadora de tirotropina (TRH), hormona hipotalámica que estimula su síntesis y secreción, y por los niveles plasmáticos de hormonas tiroideas. Las gonadotropinas (FSH y LH) controlan las funciones ováricas y testiculares. La secreción de estas hormonas está controlada tanto por la liberación periódica de una hormona hipotalámica, la hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH), como por los niveles circulantes de hormonas gonadales.

La hormona adrenocorticotrópica o corticotropina (ACTH) tiene como función principal regular la secreción de glucocorticoides de la corteza suprarrenal. La secreción de ACTH se halla bajo el control ejercido conjuntamente por el hipotalámo a través de la liberación de hormona liberadora de corticotropina (CRH) y por el efecto regulador de los glucocorticoides circulantes.

La hormona del crecimiento (GH), llamada también somatotropina, estimula el crecimiento del cuerpo mediante la producción hepática de diferentes sustancias, las somatomedinas, que regulan el crecimiento de los huesos.

La secreción de GH está regulada por dos hormonas hipotalámicas, una que facilita su liberación, la hormona liberadora de hormona del crecimiento (GHRH), y otra que la inhibe, la hormona inhibidora de hormona del crecimiento o somatostatina.

La prolactina es una hormona hipofisaria que toma su nombre de su efecto estimulador de la producción de leche en los mamíferos tras el parto. El factor liberador de tirotropina (TRH) parece potenciar la liberación de prolactina, aunque está fundamentalmente controlada por un factor de inhibición hipotalámico: la dopamina.

Hormonas liberadas por acción de las hormonas adenohipofisarias

Hay una serie de hormonas que son producidas y liberadas en respuesta a la acción de las hormonas trópicas adenohipofisarias. Éstas son las hormonas tiroideas, corticosuprarrenales y gonadales.

Las hormonas tiroideas, tiroxina o tetrayodotironina (T4) y triyodotironina (T3), liberadas por la glándula tiroides, mantienen la tasa metabólica basal a un nivel normal y la temperatura corporal. También contribuyen a regular los procesos de crecimiento celular y diferenciación de los tejidos. Su falta durante el desarrollo produce importantes daños en el SNC. La secreción de estas hormonas depende de la acción que sobre la glándula tiroides ejerce la hormona estimulante del tiroides (TSH) liberada desde la adenohipófisis. La secreción de TSH está en función, tanto del nivel circulante de hormonas tiroideas, como de la acción estimulante ejercida por la hormona liberadora de tirotropina (TRH) producida por el hipotálamo.

Las hormonas corticosuprarrenales (o adrenocorticales) se producen en la corteza de las glándulas suprarrenales (o adrenales). Ésta libera tres tipos de hormonas esteroides: mineralocorticoides, glucocorticoides y esteroides sexuales. La aldosterona es el principal mineralocorticoide e interviene en la regulación de la concentración de iones en sangre. La secreción de glucocorticoides depende de la liberación de ACTH (hormona adrenocorticotrópica o corticotropina) que, a su vez, está controlada por la CRH (hormona liberadora de corticotropina). La secreción de CRH y ACTH cesa si la concentración plasmática de glucocorticoides es alta. El cortisol es el principal glucocorticoide que segregan los humanos. Hay receptores de glucocorticoides en prácticamente todas las células del cuerpo. Estas hormonas intervienen en la regulación de procesos metabólicos que conducen al consumo de la energía almacenada en el organismo. Incrementan los niveles de glucosa en la circulación sanguínea a través de diferentes procesos. La liberación de glucocorticoides aumenta de forma notable en situaciones de estrés. Además, los glucocorticoides suprimen la respuesta del sistema inmunitario, por lo que es estrés mantenido durante un tiempo prolongado incrementa la vulnerabilidad a desarrollar enfermedades.

Las hormonas gonadales, andrógenos y los estrógenos, son esteroides sintetizados en los órganos reproductores. Los testículos tienen dos funciones principales: la espermatogénesis y la producción de andrógenos, siendo la testosterona uno de los principales.

Los andrógenos son los responsables de la inducción del fenotipo masculino durante la embriogénesis. En estas primeras etapas de la vida no solo masculinizan los genitales, sino también organizan los circuitos del SN que generan los patrones conductuales típicos del macho.

Los androgenos inducen los cambios anatómicos y funcionales que se producen en la pubertad y regulan en adultos la función reproductora masculina.

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 desde el hipotálamo de la hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH).

La hormona luteinizante (LH) actúa sobre las células intersticiales, donde estimula la producción de testosterona, mientras que la hormona folículoestimulante (FSH) actúa sobre las células de Sertoli, interviniendo de esta manera en el desarrollo de los espermatozoides.

Los ovarios también tienen dos 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 cantidad relativa de cada una de las hormonas ováricas varía a lo largo del ciclo menstrual y durante la gestación. En la primera fase del ciclo menstrual (fase folicular), la secreción de gonadotropinas promueve el crecimiento del folículo ovárico y la liberación de estrógenos. La elevada secreción de estrogenos dispara la secreción de la LH, la cual produce la rotura del folículo y la ovulación. Después de la ovulación, el folículo se convierte por acción de la LH en cuerpo lúteo (fase luteínica). El cuerpo lúteo libera gran cantidad de progesterona, hormona que tiene una función favorecedora de la gestación. Los estrógenos también intervienen en el desarrollo temprano del fenotipo femenino.

En la pubertad se produce 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.

La variación cíclica en el nivel de estrógenos que se produce durante los ciclos menstruales continúa con una disminución progresiva hacia el final de la vida reproductora, no existiendo apenas secreción después de la menopausia.

Los estrógenos también actúan sobre estructuras del SN donde intervienen en su organización específica según el sexo y afectan a su actividad neural.

Algunas glándulas y hormonas más

Se han explicado algunas hormonas cuya secreción está bajo la influencia del SN e implicadas en diferentes procesos conductuales.

La región interna de las glándulas adrenales, la médula adrenal, libera adrenalina y noradrenalina. Estas hormonas afectan a la mayoría de los tejidos e influyen en muchas funciones. La finalidad de sus efectos es preparar nuestro organismo para un esfuerzo importante.

La médula adrenal está inervada por el SN simpático y es en respuesta a estas señales cuando libera sus hormonas a la circulación general.

La médula adrenal y el SN simpático forman una unidad fisiológica y funcional conocida como sistema simpaticoadrenal que se halla bajo el control del SNC.

La adrenalina y la noradrenalina, junto con los glucocorticoides, son las hormonas que se liberan en situaciones de estrés. Los rápidos efectos que las catecolaminas producen preparan al organismo para el aumento de actividad requerido ante una situación de tensión.

El páncreas libera las hormonas peptídicas: insulina, glucagón y somatostatina.

La insulina y el glucagón ejercen acciones recíprocas que contribuyen a que el nivel de glucosa en sangre sea el adecuado para un correcto funcionamiento del cerebro y de los demás órganos de nuestro cuerpo.

La insulina se libera como consecuencia de una elevación de los niveles de azúcar en sangre y su función consiste en estimular la captación de glucosa por los tejidos y transformar el exceso tanto en glucógeno, en el hígado y en el músculo, como en grasa.

La acción del glucagón es la opuesta a la de la insulina ya que produce un incremento de los niveles de glucosa en sangre. Además del efecto directo que los niveles de glucosa ejercen sobre la liberación de insulina, ésta se encuentra bajo control neural (a través del nervio vago). Tanto los estímulos gustativos, como otros estímulos asociados a la comida, desencadenan la liberación de insulina antes de que la glucosa llegue al torrente sanguíneo.

La glándula pineal o epífisis libera melatonina en respuesta a la información luminosa. Esta glándula está inervada por fibras del SN simpático que se encuentran bajo control del núcleo supraquiasmático del hipotálamo. Este núcleo hipotalámico recibe información desde las células ganglionares de la retina de la intensidad y duración de la luz.

La glándula pineal interviene en el control de los ritmos biológicos. La melatonina parece estar implicada en la regulación de los ciclos circadianos y en el inicio del sueño.

En otras especies es fundamental en el control de los ciclos reproductores estacionales. En humanos también se ha implicado en la maduración sexual y se está investigando sus efectos en algunas alteraciones del comportamiento como es el caso de un tipo de depresión a la que se ha denominado trastorno afectivo estacional.

Regulación de la secreción hormonal

La secreción de las diferentes hormonas es regulada constantemente para ajustarse a las necesidades del organismo. Estos sistemas hormonales forman parte de un circuito de retroalimentación en el que la variable controlada -nivel en sangre- determina la magnitud de secreción.

Mecanismos de retroalimentación que controlan la secreción hormonal:

  1. Cuando la concentración en sangre de hormonas producidas por estas 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. La adenohipófisis ajusta la liberación de hormonas trópicas para controlar la secreción de las glándulas sobre las que actúan.

  3. Las hormonas hipofisarias constituyen una señal de retroalimentación que puede afectar a la liberación de hormonas hipotalámicas -sistema de control de bucle corto-.

  4. La presencia de hormona liberadora en la eminencia media proporciona una señal al hipotálamo para controlar su secreción -autorregulación-.

Interacciones entre el sistema neuroendocrino y la conducta

Los humanos, como muchas otras especies, muestran diferencias en función del sexo en cuanto a sus características fisiológicas y al tamaño y a la forma de su cuerpo. Estas diferencias también se manifiestan a nivel conductual, por lo que se ha planteado que las hormonas sexuales pueden desempeñar un importante papel en la regulación de diferentes aspectos de la conducta.

En lo que se refiere a la conducta sexual, los estudios realizados con animales han puesto de manifiesto que, con una adecuada manipulación hormonal en fases tempranas del desarrollo, los machos pueden expresar conductas normalmente manifestadas por las hembras y, viceversa.

Las hormonas también participan en la regulación de la conducta parental -paternal y maternal-, fundamental para la supervivencia de las crías de muchas especies.

En otros tipos de conductas, como las agresivas, también se ha comprobado el papel regulador de las hormonas.

Las hormonas tiroideas desempeñan un importante papel en el desarrollo y maduración del SN y, por tanto, son fundamentales para la adecuada expresión de la conducta.

Algunos estudios han puesto de manifiesto la relación entre las hormonas y el estado de ánimo. Así mismo,  numerosos estudios han puesto de manifiesto el papel regulador que las hormonas ejercen sobre los procesos de aprendizaje y memoria.