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© E di to ria l E l m an ua l m od er no F ot oc op ia r s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. 51 Sección II Neuroendocrinología Capítulo 5. Generalidades del hipotálamo y de la hipófisis ................................................................... 52 Capítulo 6. Hipofunción hipofisaria ...................................................................................................... 62 Capítulo 7. Adenomas hipofisarios ........................................................................................................ 69 Capítulo 8. Neurohipófisis, vasopresina, oxitocina y sus patologías ....................................................... 78 http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org © E di to ria l E l m an ua l m od er no F ot oc op ia r s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. 52 5 Generalidades del hipotálamo y de la hipófisis David González Bárcena†, Francisco Javier Velázquez Chávez, María de los Ángeles Tapia González, Álvaro Rodolfo Hernández Meza, Juan Carlos Garnica Cuéllar, Lisndey Alamilla Lugo, Andrés Muñoz Solís, Alejandro Sosa Caballero GENERALIDADES El hipotálamo y la hipófisis conforman una unidad fun- cional que participa en la regulación de varias glándulas endocrinas, contribuyendo a la homeóstasis del estado hídrico y metabólico. En el presente capítulo se abordan aspectos básicos del eje hipotálamo-hipófisis. La relación entre el hipotálamo y la hipófisis ha atraído a filósofos y científicos. Ya Galeno proponía que “impurezas del cerebro drenan a la nasofaringe a través de la hipófisis”. Este concepto permaneció vigente hasta el siglo XVII, cuando Schneider y Lower hablaron de sustancias que son destiladas de la hipófisis a la circula- ción, por lo que se la consideró como la “glándula maes- tra”, siendo luego el hipotálamo el centro de principal atracción. Se atribuye a Ashner, en 1912, la primicia en demostrar la relación funcional entre el hipotálamo y las glándulas de secreción interna, al inducir atrofia ovárica en perros luego de inyectar parafina en la región hipo- talámica. En 1937, Westman y Jacobsohn demostraron que la sección del tallo hipofisario bloquea la ovulación y experimentos posteriores, conducidos por Schally y Gui- llemin, identificaron factores estimuladores e inhibidores de la función hipofisaria. ANATOMÍA, EMBRIOLOGÍA E HISTOLOGÍA El hipotálamo está situado ventralmente en relación con los tálamos derecho e izquierdo, formando el suelo y la porción inferior de las paredes laterales del tercer ven- trículo, y se conecta con la hipófisis por medio del in- fundíbulo. En la figura 5-1 se muestran los principales núcleos hipotalámicos. El hipotálamo se subdivide, por conveniencia, en tres grupos de núcleos o áreas: 1) rostral (anterior); 2) tuberal, denominado así por su asociación con el tuber cinereum (infundíbulo); y 3) posterior. La hipófisis yace en la base del cráneo en una porción del esfenoides llamada silla turca. Las alas del esfenoides forman las apófisis clinoides anteriores y el dorso de la silla forma las apófisis clinoides posteriores. La glándula está rodeada por la duramadre, su plegamiento forma el diafragma de la silla, el cual evita que la membrana arac- noides y el líquido cefalorraquídeo entren a la silla turca. El tallo de la hipófisis y sus vasos sanguíneos pasan a través de una abertura en el diafragma (figura 5-2). El quiasma óptico yace de 5 a 10 mm por encima del diafragma y es anterior al tallo. Desde su origen embriológico, se for- ma después del cierre del tubo neural, hacia el final de la tercera y principios de la cuarta semana de gestación; el extremo cefálico forma tres vesículas para constituir el prosencéfalo (cerebro anterior), mesencéfalo (cerebro medio) y el rombencéfalo (cerebro posterior), hacia la quinta semana de gestación el prosencéfalo se divide en telencéfalo y diencéfalo, siendo este último parte del ori- gen embrionario de la unidad hipotálamo-hipófisis. En las paredes laterales del tercer ventrículo (placas alares del diencéfalo) aparecen tres prominencias que poste- riormente formarán el hipotálamo, tálamo y epitálamo. La hipófisis se origina a partir de dos porciones: 1) la bolsa de Rathke, que es una evaginación ectodérmica dorsal del estomodeo, localizado anterior a la membrana bucofaríngea; y 2) el infundíbulo, que es una extensión ventral del diencéfalo, justo por debajo del quiasma óp- tico. Este doble origen explica la diferencia histológica y funcional en la hipófisis. El primordio de la hipófisis anterior se reconoce en- tre la 4ª y 5ª semanas de gestación y su rápida diferen- ciación conforma una unidad hipotalámico-hipofisaria madura a las 20 semanas. MORFOGÉNESIS Tanto la bolsa de Rathke como el infundíbulo derivan de la capa germinal ectodérmica. El desarrollo de la hipófi- sis comienza cuando los primordios glandular y neural son inducidos por la notocorda. Durante la tercera se- http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org © E di to ria l E l m an ua l m od er no F ot oc op ia r s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. Generalidades del hipotálamo y. . . • 53 Figura 5-1. Representación esquemática de la relación entre los principales núcleos hipotalámicos y la hipófisis. Figura 5-2. Irrigación sanguínea y drenaje venoso de la hipófisis. Quiasma Tercer ventrículo Arteria carótida común Tallo hipofisario Lóbulo posterior (neurohipófisis)Lóbulo anterior (adenohipófisis) Venas porta largas mana de gestación, el infundíbulo se desarrolla como un divertículo ventral en el piso del tercer ventrículo. En forma simultánea aparece una placoda ectodérmica en el techo del estomodeo que se invagina para formar la bolsa de Rathke, que crece en posición dorsal. En el segundo mes de gestación la bolsa de Rathke pierde contacto con la cavidad oral y se integra con el infundíbulo. Las células de la pared anterior de la bolsa de Rathke (pars distalis) forman el lóbulo anterior de la hipófisis (adenohipófisis) y consta de tres partes: 1) la pars distalis, que constituye prácticamente el lóbulo anterior. 2) la pars tuberalis es una prolongación que crece rodeando el tallo del infun- http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org © E di to ria l E l m an ua l m od er no F ot oc op ia r s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. 54 • Endocrinología clínica de. . . (Capítulo 5) díbulo, y 3. La pars intermedia que es la pared posterior de la bolsa de Rathke que no prolifera y tiene poca im- portancia en el humano. El proceso infundibular origina el lóbulo posterior de la hipófisis, también conocida como pars nerviosa o neurohipófisis. Esta estructura contiene células neuro- gliales (pituicitos), fibras nerviosas terminales y células procedentes de los núcleos hipotalámicos. Los pituicitos son células de sostén que participan en la secreción y transporte de las hormonas de la neurohipófisis. La hipófisis pesa al nacimiento alrededor de 100 mg y alcanza durante la etapa adulta un peso de 500 a 600 mg, sus dimensiones son de cerca de 10 mm de longitud, 10 a 15 mm de ancho y unos 5 mm de altura. Debido a diferencias relativas en el tamaño de la pars distalis el peso de la hipófisis en la mujer es un 20% mayor com- parado con el hombre. Su tamaño puede duplicarse du- rante el embarazo. HISTOGÉNESIS Hacia el tercer y cuarto mes de gestación, las células del lóbulo anterior se organizan alrededor de los sinusoides. El sistema portal se desarrolla en forma simultánea y se encuentra plenamente establecido al final del primer tri- mestre. Las células del lóbulo anterior se diferencian en células acidófilas distribuidas en la pars lateral y en célu- las basófilos distribuidas en la pars medial. Laadenohipófisis la constituyen seis tipos de células distintas: a) somatotropas, son el 50% de las células y pro- ductoras de hormona de crecimiento (GH); b) mamoso- matotropas que se consideran ntermediarias entre las so- matotropas y las lacto tropas; c) lacto tropas constituyen entre 10 y 30% del total de las células de la adenohipó- fisis y son productoras de prolactina (PRL); d) tirotropos son productoras de la hormona estimulante de tiroides (TSH) y forman 5% de las células; e) corticotropos son los productores de la proopiomelanocortina (POMC) y la adrenocorticotropina (ACTH) y forman 20% de las células; f) gonadotropos que son productores de la hor- mona foliculoestimulante (FSH) y hormona luteinizan- te (LH) y constituyen 15% del total celular (figura 5-3). RIEGO SANGUÍNEO El hipotálamo tiene conexiones vasculares con el lóbulo anterior de la hipófisis. Estos capilares sanguíneos se co- nocen como sistema portal hipotálamo-hipofisario, y co- nectan los lechos capilares del hipotálamo con los lechos del lóbulo anterior de la hipófisis. La hipófisis anterior recibe 0.8 mL/g/min de la circulación portal que conecta la eminencia media del hipotálamo con la hipófisis an- terior. La irrigación proviene de las arterias hipofisarias superior, media e inferior que son ramas de la carótida interna. La arteria hipofisaria superior irriga el lóbulo an- terior, las arterias hipofisarias media e inferior irrigan el tallo hipofisario y la hipófisis posterior. La arteria hipofisaria superior irriga el lóbulo ante- rior formando múltiples arterias precapilares, las cuales forman un plexo denso y numerosas asas en la eminencia media. Este plexo es notablemente denso en la zona en Figura 5-3. Unidad hipotálamo-hipófisis. ADH, hormona antidiurética; CRH, hormona liberadora de corticotropina; GnRH hormona liberadora de gonadotropina; GHRH, hormona liberadora de hormona del crecimiento; TRH, hormona liberadora de tirotropina; ACTH, hormona adre- nocorticotrópica; POMC, proopiomelanocortina; MSH, hormona estimulante del melanocito; FSH, hormona foliculoestimulante; LH, hormona luteinizante; GH, hormona del crecimiento; TSH, hormona estimulante de la tiroides y PRL, prolactina. Oxitocina ADH CRH LHRH GHRH TRH Somatostatina Dopamina Oxitocina ADH ACTH POMC MSM FSH LH GH TSH (+) PRL (–) GH (–) PRL http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org © E di to ria l E l m an ua l m od er no F ot oc op ia r s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. Generalidades del hipotálamo y. . . • 55 que toman contacto la eminencia media y la pars tubera- lis, llamado mantelplexus. Desde esta zona, la sangre dre- na hacia los vasos portales largos localizados en la parte ventral del tallo hipofisario. La porción distal del tallo hipofisario y la hipófisis posterior los irrigan las ramas de las arterias hipofisarias media e inferior. Entre 80 y 90% del flujo sanguíneo hipofisario se origina de los vasos por- tales largos. El drenaje venoso de la hipófisis sirve de vía para que las hormonas hipofisarias anteriores alcancen la cir- culación sistémica a través del seno cavernoso y poste- riormente hacia los senos petrosos superior e inferior, el bulbo y la vena yugular (figura 5-2). INERVACIÓN Las neuronas que inervan el hipotálamo están en todos los niveles del tronco cefálico, desde el bulbo caudal has- ta el mesencéfalo rostral. Son características de esas co- nexiones las de los grupos de neuronas monoaminérgicas. Existen dos proyecciones noradrenérgicas principa- les hacia el hipotálamo. Un conjunto de aferentes nace del bulbo y de la protuberancia formando plexos termi- nales densos en el área preóptica medial, el área hipota- lámica anterior, el núcleo paraventricular, el área tuberal ventral, el núcleo dorsomedial, el núcleo tuberomamilar y todo el sistema periventricular que incluye el núcleo arqueado y las capas interna y subependimaria de la emi- nencia media. La segunda aferencia hipotalámica nora- drenérgica es relativamente menor y surge del núcleo locus coeruleus, de la protuberancia para inervar neuronas diana más restringidas en el sistema periventricular, el núcleo dorsomedial, el núcleo paraventricular y el núcleo supraóptico. Las neuronas del rafe mesencefálico también se pro- yectan en el nivel rostral a través del área tegmentaria ventral en el haz del encéfalo anterior medial para pro- porcionar una inervación difusa al hipotálamo medial, que es más denso en el complejo mamilar, al núcleo pe- riventricular, al núcleo arqueado y al núcleo supraquias- mático. Además, la eminencia media recibe una aferencia moderada de neuronas serotoninérgicas en las capas in- terna y subependimaria con una aferencia escasa hacia la zona en empalizada. Las neuronas dopaminérgicas se proyectan a través de distancias variables: • Los sistemas ultracortos son neuronas dopaminérgicas localizadas en la retina y el bulbo olfatorio. • Los sistemas intermedios son células dopaminérgicas tuberohipofisarias que se proyectan desde los núcleos arqueados hasta los núcleos periventriculares en el ló- bulo intermedio de la hipófisis y en la eminencia me- dia. Estos sistemas son importantes en la regulación de la hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH) y en la secreción de prolactina. • Los sistemas largos son amplias proyecciones de neu- ronas dopaminérgicas, se denominan sistemas meso- cortical y mesolímbico; este último se dirige hacia las neuronas límbicas. Las proyecciones más densas se originan en las estructu- ras del encéfalo anterior basal, el tubérculo olfatorio, el tabique, la corteza piriforme, la amígdala y el hipocampo. Las aferentes, provenientes del complejo amigdaloide, se proyectan hacia el área hipotalámica anterior y hacia la región que rodea el núcleo ventromedial (NVM). Una proyección proveniente de la formación del hipocampo abandona el sistema del fórnix en el tabique y desciende a través del hipotálamo medial para terminar en el núcleo arqueado. Una vía aferente que es, en particular destaca- ble, es la proyección retinohipotalámica, una proyección directa desde la retina hasta el núcleo supraquiasmático del hipotálamo, que contribuye a la mediación de las in- fluencias visuales en los ritmos neuroendocrinos, sobre todo a la síntesis y la secreción de melatonina. CONEXIONES EFERENTES DEL HIPOTÁLAMO Es probable que las conexiones eferentes más importan- tes sean las proyecciones de las neuronas hipotalámicas so- bre la neurohipófisis, que incluyen la eminencia media, el tallo infundibular y el lóbulo intermedio de la hipófisis. Este grupo constituye el sistema neurosecretorio magnoce- lular clásico, que se origina, sobre todo, en las células de los núcleos hipotalámicos supraóptico y paraventricular, los cuales producen las hormonas oxitocina y vasopre- sina. El sistema neurosecretorio parvicelular, que surge del hipotálamo mediobasal, incluye dos componentes relacionados de manera directa con la reproducción: las neuronas que sintetizan la GnRH (sistema GnRH) y las neuronas dopaminérgicas tuberohipofisarias. FISIOLOGÍA Control hipotalámico de la secreción de hormonas hipofisarias El hipotálamo es la vía final entre el encéfalo y la glán- dula hipófisis. La secreción de hormonas adenohipofisa- rias (glándula hipófisis anterior) está controlada por los factores liberadores e inhibidores hipotalámicos (figura 5-3). A su vez, las hormonas hipofisarias liberadas en la circulación periférica, regulan el crecimiento celular, la diferenciación y las actividades funcionales de los órga- nos diana. El mantenimiento de la homeostasis interna y de la adaptación al medio externo requiere múltiples señales bioquímicas que convergen sobre los sistemas neuronales del hipotálamo. Por su parte, esto conduce a respuestas endocrino-metabólicas apropiadas mediante la liberación de hormonas hipofisarias. HORMONAS HIPOTALÁMICAS Hormona liberadora de tirotropina (TRH) TRH es un tripéptido (pyroGlu-His-Pro-NH2)y se sin- tetiza a partir de un precursor largo de 242 aminoácidos que contiene seis copias de TRH. Sus células secretoras http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org © E di to ria l E l m an ua l m od er no F ot oc op ia r s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. 56 • Endocrinología clínica de. . . (Capítulo 5) se localizan en las porciones mediales de los núcleos pa- raventriculares del hipotálamo. Su principal función es estimular la secreción hipofisaria de la TSH (figura 5-4), también en condiciones normales es un potente libera- dor de PRL, y puede causar hiperprolactinemia en pa- cientes con hipotiroidismo primario. La TRH se encuentra en el cerebro en la corteza cerebral, estructuras circunventriculares, neurohipófisis, glándula pineal y médula espinal. También se encontró en los islotes pancreáticos y en el tracto gastrointestinal. En todas estas áreas existe en bajas concentraciones. La extensa distribución extrahipotalámica de TRH sugiere que funciona como neurotransmisor o neuromodulador fuera del hipotálamo. Por lo general estimula e induce hipertermia después de una inyección intracerebroven- tricular, lo que sugiere una función central en la termo- rregulación. Hormona liberadora de corticotropina (CRH) La CRH fue descubierta en 1955 por Saffran et al., pero no fue sino hasta 1981 que se sintetizó el péptido con actividad biológica. La CRH humana consta de 41 ami- noácidos y difiere de la secuencia bovina por siete ami- noácidos, pero es idéntica a la de la rata. La CRH estimula la secreción hipofisaria de la ACTH, seguida por la secreción de cortisol (figura 5-5) y otros esteroides suprarrenales, incluyendo la aldostero- na; además, también estimula productos de la molécula precursora de ACTH, como la POMC junto con la hor- mona estimulante de la tiroides (MSH), la β lipotropina (β-LPH) y las β endorfinas, es inhibida por los glucocor- ticoides. La CRH se sintetiza a partir de un precursor de 196 aminoácidos y tiene una vida media plasmática de 60 min. Las neuronas secretoras se encuentran en la porción anterior de los núcleos paraventriculares, pero también en la corteza cerebral, el sistema límbico y la médula es- pinal. Se cree que estas localizaciones son la base de los efectos neurales que incluyen incremento de la actividad del sistema nervioso simpático, liberación de adrenalina y noradrenalina, hiperglucemia, hipertensión, taquicar- dia, entre otros, como respuesta al estrés (cuadro 5-1). Además, se ha descrito una proteína fijadora específica de CRH (CRHBP) en diversas células, pero la principal productora es la placenta, encontrándose presente entre el segundo y tercer trimestres de gestación, sin activación del eje hipófisis-suprarrenal. La CRH se utiliza en el muestreo del seno petroso y distingue los tumores ectópicos productores de los hi- pofisarios. Hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH o LHRH) La GnRH, también llamada LHRH, es un decapéptido que controla el eje reproductor. Su precursor llamado Figura 5-4. Diagrama del eje hipotálamo-hipófisis-tiroides. Las hor- monas marcadas con el símbolo (+) estimulan, las marcadas con el símbolo (-) inhiben. Con línea punteada (......) se señala la retroali- mentación negativa. T3, triyodotironina, T4, tiroxina. Hipotálamo Hipófisis Figura 5-5. Diagrama del eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal. Las hormonas marcadas con el símbolo (+) estimulan, las marcadas con (-) inhiben. Con la flecha punteada se indica la retroalimentación ne- gativa. CRH, hormona liberadora de corticotropina; ACTH, hormona adrenocorticotropa. http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org © E di to ria l E l m an ua l m od er no F ot oc op ia r s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. Generalidades del hipotálamo y. . . • 57 pro-GnRH contiene 92 aminoácidos; esta prehormona contiene el péptido asociado a la GnRH (GAP, por sus siglas en inglés), el cual contiene 56 aminoácidos. Existen en los mamíferos dos genes que codifican para la GnRH, ambos contienen cuatro exones que codifican para el ARNm de la prehormona, en el humano este gen se lo- caliza en el brazo corto del cromosoma 8. Las neuronas de GnRH se localizan en el área preóptica y en el núcleo arcuato, extienden sus axones terminales a la eminencia media. Tienen su origen em- brionario fuera del sistema nervioso central y derivan de la placoda olfatoria; durante la tapa embrionaria, estas neuronas migran hacia el hipotálamo, junto con o como parte del nervio terminal a través de la lámina cribiforme. Defectos en la migración de estas neuronas resultan en una deficiencia de GnRH asociada con la ausencia de bulbo olfatorio en humanos (síndrome de Kallmann), la principal alteración endocrina es la dificultad para secre- tar la hormona liberadora de gonadotropinas resultando en la incapacidad para sintetizar la hormona luteinizante (LH) y la hormona foliculoestimulante (FSH). Durante el embarazo la GnRH estimula la secreción de la hormo- na gonadotropina coriónica humana (hGH). La hormona GnRH se libera en forma de pulsos, los cuales pueden ser regulados por señales externas al hipotálamo, tales como las hormonas esteroides. En ni- ñas prepúberes, la frecuencia de estos pulsos es de uno cada 3 o 4 h. Mientras que en la mujer adulta dicha frecuencia es de un pulso cada 90 a 100 min en la fase temprana folicular y de uno cada 60 min en la fase folicular tardía. La naturaleza pulsátil de la secre- ción de la GnRH resulta en la liberación en fases de la LH y FSH (figuras 5-6 y 5-7). La vida media de la GnRH en el humano se ha calculado que es menor de 10 min. Dado que la vida promedio de esta hormona es muy corta, resulta difícil medir su actividad, por lo que se valora a través de la concentración de la LH circulante. Los receptores de la GnRH se encuentran exclusi- vamente en membranas citoplasmáticas. El principal si- tio diana de esta hormona son los gonadotropos de la adenohipófisis. Sin embargo, receptores de esta hormona se han encontrado en las gónadas, en la placenta, en el tejido adrenal, algunos tumores de mama y en el sistema nervioso central. Dopamina La dopamina es la principal hormona inhibidora de pro- lactina y la secretan las neuronas del sistema dopami- nérgico tuberoinfundibular, que se localizan en el nú- cleo arcuato y sus axones terminan en la capa externa de la eminencia media. La dopamina se encuentra en la circulación porta-hipofisaria en concentraciones sufi- cientes para inhibir la síntesis y secreción de prolactina. Esto se lleva a cabo en los lactotropos, ya que actúa en el receptor de dopamina subtipo D2, inhibiendo la síntesis de DNA y la división celular, lo que ocasiona crinofagía Cuadro 5-1. Acciones de la CRH implicadas en la respuesta integrada al estrés Activación del eje hipófisis-suprarrenal Aumento de la actividad del sistema nervioso simpático después de la inyección central con incremento de la glucemia, consumo de oxígeno, volumen por minuto y presión arterial Disminución de la función reproductiva Supresión de la liberación de GnRH. Disminución de la actividad sexual Disminución de la liberación de hormona de crecimiento (en animales) Disminución de la función gastrointestinal Anorexia Disminución de la secreción de ácido gástrico Estimulación de la respiración Alteraciones de las respuestas inmunitarias/inflamatorias Respuesta a las interleucinas Efecto antipirético Activación conductual (excitación, actividad locomotora) GnRH, hormona liberadora de gonadotropinas LH + FSH + Estradiol (-) Inhibina (-) Figura 5-6. Eje hipotálamo-hipófisis ovario. En líneas punteadas y con el signo (-) se señala la retroalimentación negativa; +, estímulo; GnRH, hormona liberadora de gonadotropinas; LH hormona luteini- zante; FSH, hormona foliculoestimulante. http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org Endocrinología clínica de Dorantes y Martínez 5ª Edición Sección II.Neuroendocrinología 5. Generalidades del hipotálamo y de la hipófisis booksmedicos.org Botón1:
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