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sistema límbico de manera unitaria, para regular el comporta- miento emocional e instintivo. Regulación hipotalámica de las funciones hormonales O B J E T I V O S Después de revisar este capítulo, el lector será capaz de: Describir las conexiones anatómicas entre el hipotálamo y la hipófisis, así como la impor- ■ tancia funcional de cada conexión. Señalar los factores que controlan la ingestión de agua y la manera en que ejercen sus efec- ■ tos. Describir la síntesis, el procesamiento, el almacenamiento y la secreción de las hormonas de ■ la adenohipófisis (hipófisis posterior). Comentar los efectos de la vasopresina, los receptores en los que actúa y cómo es regulada ■ la secreción de dicha sustancia. Comentar los efectos de la oxitocina, los receptores en los que actúa y cómo es regulada la ■ secreción de dicha sustancia. Señalar las hormonas hipofisiotrópicas y los efectos que ejerce cada una en la función de la ■ adenohipófisis. Mencionar los mecanismos que hacen posible la generación y la pérdida de calor del cuer- ■ po, y comentar las diferencias de temperatura en hipotálamo, recto, cavidad oral y piel. Describir los mecanismos termorreguladores, y cómo quedan integrados bajo el control ■ hipotalámico para conservar la temperatura corporal normal. Señalar los mecanismos fisiopatológicos de la fiebre. ■ El hipotálamo integra muchos de los mecanismos autonómicos complejos que conservan la constancia química y la temperatura del medio interno. El órgano mencionado también actúa con el INTRODUCCIÓN CONEXIONES AFERENTES Y EFERENTES DEL HIPOTÁLAMO Casi todas las principales vías aferentes y eferentes que llegan y salen del hipotálamo son amielínicas. Muchas lo conectan con el sistema límbico. Hay conexiones importantes entre el hipotá- lamo y algunos núcleos en el techo del mesencéfalo, la protube- rancia y el rombencéfalo. Las neuronas que secretan noradrenalina tienen su peri- carion en el rombencéfalo y terminan en puntos diferentes en el hipotálamo (fig. 15-5). Las neuronas paraventriculares, HIPOTÁLAMO: CONSIDERACIONES ANATÓMICAS El hipotálamo (fig. 18-1) es la zona del extremo anterior del diencéfalo que se halla debajo del surco hipotalámico y por de- lante de los núcleos interpedunculares. Este órgano está dividi- do en núcleos y áreas nucleares. que probablemente secretan oxitocina y vasopresina, a su vez envían prolongaciones al rombencéfalo y la médula espinal. Las que secretan adrenalina tienen su pericarion en el rombencéfalo y terminan en la porción ventral del hipotálamo. Un sistema intrahipotalámico de neuronas secretoras de do- pamina tienen su pericarion en el núcleo arqueado y terminan en los capilares (o cerca de ellos) que forman los vasos porta en la eminencia media. Las neuronas secretoras de serotonina en- vían proyecciones al hipotálamo desde los núcleos del rafe. RELACIONES DE LA HIPÓFISIS Hay conexiones nerviosas entre el hipotálamo y el lóbulo poste- rior de la hipófisis (neurohipófisis), así como vasos que conectan el hipotálamo y la adenohipófisis. En el desarrollo embrionario, la neurohipófisis nace en la forma de una evaginación del piso del tercer ventrículo. En su mayor parte, está compuesta por las terminaciones de axones que nacen del pericarion de neuronas en los núcleos supraóptico y paraventriculares, y de allí pasan a la neurohipófisis (fig. 18-2), a través del fascículo hipotalamo- hipofisario. Gran parte de las fibras supraópticas terminan en la propia neurohipófisis, en tanto algunas de las paraventriculares lo hacen en la eminencia media. En el embrión, los lóbulos an- terior e intermedio de la hipófisis nacen de la bolsa de Rathke, que es una evaginación del techo de la faringe (fig. 24-1). Las fibras simpáticas llegan a la adenohipófisis desde su cápsula y, las parasimpáticas, desde los nervios petrosos, pero sólo algunas fibras (tal vez ninguna) llegan a ella, del hipotálamo. Sin embar- go, los vasos hipofisarios porta forman un vínculo directo entre el hipotálamo y la adenohipófisis. Ramillas provenientes de las arterias carótidas y del circuito de Willis forman una red de ca- pilares fenestrados llamados el plexo primario en la cara ventral Área hipotalámica dorsal Núcleo paraventricular Área hipotalámica anterior Área preóptica Núcleo supraóptico Núcleo supraquiasmático Núcleo arqueado Quiasma óptico Eminencia media Arteria hipofisaria superior Vaso porta hipofisario Lóbulo anterior Hipófisis Lóbulo posterior Plexo primario Núcleo hipotalámico posterior Núcleo dorsomedial Núcleo ventromedial Núcleo premamilar Núcleo mamilar medial Núcleo mamilar lateral Cuerpo mamilar FIGURA 181 Hipotálamo del ser humano. Se ha sobreañadido un esquema de los vasos hipofisarios porta. FIGURA 182 Secreción de hormonas hipotalámicas. Las hor- monas de la neurohipófisis (lóbulo posterior [PL]) son liberadas en la circulación general desde las terminaciones de neuronas supraópticas y paraventriculares, en tanto las hormonas hipofisiotrópicas terminan en la circulación hipofisaria porta desde las terminaciones de neuronas en el núcleo arqueado y otras zonas del hipotálamo. AL, lóbulo anterior (ade- nohipófisis); MB, cuerpos mamilares; OC, quiasma óptico. MB OC PL Núcleos supraóptico y paraventricular Núcleos arqueados y otros más AL Hormonas de la adenohipófisis Hormonas de la neurohipófisis del hipotálamo (fig. 18-1). Las asas capilares también penetran en la eminencia media. Los capilares vacían su contenido en los vasos sinusoidales porta hipofisarios que llevan sangre a través del infundíbulo a los capilares de la adenohipófisis; el sistema anterior comienza y concluye en capilares sin contacto alguno con el corazón, y, por ello, constituye un sistema porta verdadero. En pájaros y algunos mamíferos, incluidos los seres humanos, no existe otra red arterial de la adenohipófisis, salvo vasos capsulares y conexiones anastomósicas desde los capilares de la neurohipó- fisis. Por lo general, se define la eminencia media como la zona de la porción ventral del hipotálamo, de la cual nacen los vasos porta; ella está fuera de la barrera hematoencefálica (cap. 34). FUNCIÓN HIPOTALÁMICA Las principales funciones del hipotálamo se resumen en el cua- dro 18-1. Algunas de ellas son netamente reflejos viscerales, y otras comprenden reacciones conductuales y emocionales com- plejas; sin embargo, todas ellas representan una respuesta par- ticular a un estímulo característico. Es importante recordar lo anterior cuando se estudie la función hipotalámica. RELACIÓN CON LA FUNCIÓN DEL SISTEMA AUTÓNOMO Hace años, Sherrington llamó al hipotálamo “la glándula maes- tra del sistema nervioso autónomo”. La estimulación de dicho órgano origina respuestas de tipo autonómico, pero al parecer no interviene en la regulación de las funciones viscerales por sí mismas. Más bien, las respuestas de dicho tipo desencadenadas CUADRO 181 Resumen de los principales mecanismos reguladores del hipotálamo Función Aferentes provenientes de Áreas de integración Regulación de la temperatura Termorreceptores en la piel, tejidos profundos, médula espinal, hipotálamo y otras partes del encéfalo Porción anterior del hipotálamo: reacción al calor; porción posterior del hipotálamo: reacción al frío Control neuroendocrino de: Catecolaminas Áreas límbicas vinculadas con la emoción Regiones dorsal y posterior del hipotálamo Vasopresina Osmorreceptores, “receptores de volumen”, otros Núcleos supraóptico y paraventricular Oxitocina Barorreceptores en glándulas mamarias, útero y genitales Núcleo supraóptico y paraventricular Hormona estimulante de tiroides (TSH, tirotropina) por medio de hormona liberadora de tirotropina (TRH) Termorreceptores en lactantes, quizás otros Núcleos paraventriculares y áreas vecinas Hormona adrenocorticotrópica (ACTH) y lipotropina β (β-LPH) por medio de hormona liberadora de corticotropina (CRH) Sistema límbico (estímulos emocionales); formaciónreticular (estímulos “sistémicos”), células hipotalámicas y adenohipofisarias sensibles al valor de cortisol en sangre circulante; núcleos supraquiasmáticos (ritmo diurno) Núcleos paraventriculares Hormonas estimulante de los folículos (FSH) y luteinizante (LH) por medio de hor- mona liberadora de gonadotropina (GnRH) Células hipotalámicas sensibles a estrógenos, ojos, barorreceptores en piel y genitales de especies con ovulación refleja Área preóptica; otras áreas Prolactina a través de hormona inhibidora de la prolactina (PIH) y la hormona liberadora de prolactina (PRH) Barorreceptores en glándulas mamarias; otros receptores desconocidos Núcleo arqueado; otras áreas (el hipotálamo inhibe la secreción) Hormona del crecimiento por medio de somatostatina y hormona liberadora de la hormona del crecimiento (GHRH) Receptores desconocidos Núcleo periventricular, núcleo arqueado Comportamiento “apetitivo” Sed Osmorreceptores probablemente situados en el órgano vasculoso de la lámina terminal; captación de angiotensina II en el órgano subfornical Zona laterosuperior del hipotálamo Hambre Células glucostáticas sensibles a la velocidad de utilización de la glucosa; receptores de leptina; receptores de otros polipéptidos Núcleos ventromedial, arqueado y paraventricular; zona lateral del hipotálamo Comportamiento sexual Células sensibles a estrógeno y andrógeno circulantes; otras Zona interior ventral del hipotálamo y, además, en el varón, corteza piriforme Reacciones de defensa (miedo, ira) Órganos de los sentidos y neocorteza; se desconocen las vías Difusas, en el sistema límbico y el hipotálamo Control de ritmos corporales Retina, a través de fibras retinohipotalámicas Núcleos supraquiasmáticos en el hipotálamo son parte de fenómenos más complejos, como la alimentación, y de emociones, como la ira. Por ejemplo, la estimulación de algunos puntos del hipotálamo, en particular áreas laterales, origina descarga simpática difusa y mayor secre- ción de la médula suprarrenal, que es la descarga simpática ma- siva observada en animales expuestos a estrés (reacción de huida o lucha; cap. 17). Se ha planteado que áreas hipotalámicas separadas controlan la secreción de adrenalina y noradrenalina. En algunas situacio- nes, se advierte la secreción diferencial de una o de otra de las dos catecolaminas de médula suprarrenal (cap. 22), pero son pe- queños los incrementos selectivos. El peso corporal depende del equilibrio entre el ingreso ener- gético y la utilización de calorías. Surge obesidad cuando el pri- mero rebasa la segunda. El hipotálamo y las partes vinculadas del encéfalo intervienen de manera decisiva en la regulación de la ingestión de alimentos. La obesidad se expone en detalle en el capítulo 27 y, en el capítulo 21, se comenta la relación entre ella y la diabetes mellitus. En el capítulo 15, se describe la regulación de los ritmos de sueño y circadianos por parte del hipotálamo. SED Otro mecanismo de apetencia regulado por el hipotálamo es la sed. El consumo de líquidos es regulado por la osmolalidad plas- mática y por el volumen del líquido extracelular (ECF), de modo muy similar a como ocurre con la secreción de vasopresina. La ingestión de agua aumenta cuando se intensifica la tensión os- mótica efectiva del plasma (fig. 18-3), por disminución del volu- men de líquido extracelular y por factores psicológicos y de otro tipo. La osmolalidad actúa a través de osmorreceptores, recep- tores que perciben la osmolalidad de los líquidos corporales y los cuales se encuentran en la zona anterior del hipotálamo. Los decrementos del volumen de líquido extracelular también estimulan la aparición de sed por una vía independiente que me- dia tal fenómeno en reacción a la hiperosmolalidad plasmática (fig. 18-4); por consiguiente, la hemorragia intensifica el consu- mo de líquidos, incluso si no cambia la osmolalidad del plasma. El efecto de la depresión del volumen del líquido extracelular en la sed es mediado en parte por el sistema renina-angiotensina (cap. 39). La secreción de renina aumenta con la hipovolemia, con lo cual se incrementa la concentración de angiotensina II circu- lante; esta última actúa en el órgano subfornical, área receptora especializada en el diencéfalo (fig. 34-7) para estimular las zonas nerviosas vinculadas con la sed. Algunos datos sugieren que ac- túa en el órgano vasculoso de la lámina terminal (OVLT). Las zonas en cuestión son muy permeables y constituyen dos de los órganos periventriculares fuera de la barrera hematoencefálica (cap. 34). Sin embargo, algunos fármacos que bloquean la acción de la angiotensina II, no anulan totalmente el fenómeno de la sed en respuesta a la hipovolemia y, al parecer, también intervienen los barorreceptores del corazón y los vasos sanguíneos. La ingestión de líquidos aumenta durante el consumo de alimentos (consumo prandial de líquido). Se ha dicho que tal incremento es una respuesta aprendida o un hábito, aunque no se ha investigado en detalle. Un factor sería el incremento de la osmolalidad plasmática, que surge cuándo se absorben las sus- tancias nutricias. Otro podría ser la acción de una o más hormo- nas gastrointestinales en el hipotálamo. Cuando queda anulada la sensación de sed, por daño directo del diencéfalo o por depresión o alteración de la conciencia, las personas ya no beben cantidades adecuadas de líquidos. Surge deshidratación si no se emprenden las medidas adecuadas para conservar el equilibrio hídrico. Si el sujeto consume gran can- tidad de proteínas, los productos de su metabolismo originan diuresis osmótica (cap. 38) y son grandes las cantidades de agua necesarias para conservar la hidratación. Muchos casos de hi- pernatremia en realidad provienen de la deshidratación simple en individuos con psicosis o enfermedad hipotalámica que no incrementan su ingestión de agua o no pueden hacerlo cuando es estimulado el mecanismo de la sed. Las lesiones de la arteria comunicante anterior también aminoran la sed, porque algunas ramas de ese vaso llevan sangre a las áreas hipotalámicas que intervienen en dicha función vital. 10 8 6 4 2 0 280 300 320 Osmolalidad del plasma (mosm/kg) In te ns id ad d e la s ed FIGURA 183 Relación de la osmolalidad plasmática con la sed en adultos sanos durante el goteo intravenoso de solución salina hipertónica. La intensidad de la sed se mide en una escala analógica especial. (Con autorización de Thopmson CJ et al: The osmotic thresholds for thirst and vasopressin release are similar in healthy humans. Clin Sci Lond 1986;71:651.) FIGURA 184 Esquema del mecanismo por el cual los cambios en la osmolalidad plasmática y los que ocurren en el volumen del líquido extracelular influyen en la sed por vías separadas. Hipertonicidad Osmorreceptores Hipovolemia Hipotálamo Sed Barorreceptores Angiotensina II OTROS FACTORES REGULADORES DEL INGRESO DE AGUA Otros factores definidos contribuyen a la regulación del ingreso de agua. Entre ellos, son importantes los aspectos psicológicos y sociales. La sequedad de la mucosa faríngea origina una sensa- ción de sed. Los pacientes sujetos a restricción de la ingestión de líquidos a veces sienten gran alivio de su sed al chupar fragmen- tos de hielo o un lienzo húmedo. Animales en etapa de deshidratación, como perros, gatos, came- llos y especies de otro tipo, beben rápidamente la cantidad de agua suficiente para compensar su déficit hídrico. Cesan de beber antes de que se absorba el agua (mientras el plasma es aún hipertónico), y por ello quizás intervenga algún tipo de “marcador” faríngeo- gastrointestinal. Algunos datos sugieren que los seres humanos tal vez posean un mecanismo similar, aunque no desarrollado. CONTROL DE SECRECIÓN DE LA NEUROHIPÓFISIS VASOPRESINA Y OXITOCINA En muchos mamíferos, las hormonas secretadas por la neuro- hipófisis son la arginina vasopresina (AVP) y la oxitocina. En los hipopótamos y muchos cerdos, la argininaen la molécula de vasopresina es sustituida por lisina para formar lisina vasopre- sina. La neurohipófisis de algunas especies de cerdos y marsu- piales contiene una mezcla de los dos tipos de vasopresinas. Las hormonas de la neurohipófisis son nonapéptidos con un anillo disulfuro en un extremo (fig. 18-5). BIOSÍNTESIS, TRANSPORTE INTRANEURONAL Y SECRECIÓN Las hormonas de la neurohipófisis son sintetizadas en el pericarion de neuronas magnocelulares en los núcleos supraóptico y paraven- tricular y transportadas por los axones de dichas neuronas hasta sus terminaciones en la neurohipófisis, en respuesta a la activi- dad eléctrica en esos puntos. Algunas de las neuronas elaboran oxitocina y otras vasopresinas y, en los dos tipos de núcleos, se identifican neuronas que contienen una y otras hormonas. La oxitocina y la vasopresina son las típicas hormonas ner- viosas, es decir, hormonas que las neuronas secretan en la circu- lación; el tipo mencionado de regulación nerviosa es comparado con otros mecanismos reguladores en la figura 18-6. El término neurosecreción fue acuñado originalmente para describir la se- creción de hormonas por parte de neuronas, pero es un término un poco desorientador, porque parecería que todas las neuronas secretan mensajeros químicos (cap. 7). A semejanza de otras hormonas péptidas, las de las neuro- hipófisis son sintetizadas como parte de moléculas precursoras de mayor tamaño. La vasopresina y la oxitocina poseen una neurofisina característica, con ellas asociada en los gránulos de las neuronas que las secretan: la neurofisina I, en el caso de la oxitocina y, la neurofisina II, en el de la vasopresina. Se pensa- ba originalmente que las neurofisinas eran polipéptidos de fija- ción, pero al parecer son simplemente partes de las moléculas precursoras. La precursora de la arginina vasopresina, la pre- propresofisina, contiene una secuencia directriz de 19 residuos aminoácidos, seguida de arginina vasopresina, neurofisina II y un glucopéptido (fig. 18-7). La prepro-oxifisina, precursora de Cry-Try-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 S S Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Leu-Gly-NH2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 S S Arginina vasopresina Oxitocina FIGURA 185 Arginina vasopresina y oxitocina. Cys, cistina; Tyr, tirosina; Phe, fenilalanina; Gln, glicina; Asn, asparagina; Arg, arginina; Leu, leucina; Pro, prolina; Ile, isoleucina. Acetilcolina Acetilcolina Acetilcolina Acetilcolina Vasopresina Circulación general Noradrenalina Adrenalina, noradrenalina ACTH, TSH, GH, FSH, LH, prolactina Noradrenalina o acetilcolina Hormonas liberadoras e inhibidoras Vasos porta Nervios motores a músculo de fibra estriada Nervios motores que van a músculo de fibra lisa y miocardio Células yuxta- glomelulares Médula suprarrenal Adenohipófisis Neurohipófisis Renina FIGURA 186 Mecanismos de control nervioso. En las dos situaciones de la mitad izquierda, los neurotransmisores actúan en las terminacio- nes nerviosas en el músculo; en los dos esquemas del centro, los neurotransmisores regulan la secreción de glándulas endocrinas y, en los dos esque- mas de la derecha, las neuronas secretan hormonas que pasan a la circulación porta-hipofisaria o general. ACTH, hormona adrenocorticotrópica; TSH, hormona estimulante de tiroides; GH, hormona de crecimiento; FSH, hormona estimulante de los folículos; LH, hormona luteinizante. la oxitocina, es una molécula semejante aunque menor, que no posee el glucopéptido. Las moléculas precursoras son sintetizadas en los ribosomas del pericarion neuronal. En el retículo endoplásmico, pierden sus secuencias directrices; son “empacadas” en gránulos secre- tores en el aparato de Golgi y transportadas por los axones, a las terminaciones en la neurohipófisis, gracias al flujo exoplásmico. Los gránulos secretores, llamados corpúsculos de Herring, cap- tan fácilmente el colorante en los cortes histológicos y han sido estudiados de manera extensa. La separación desde las molécu- las precursoras acaece en la fase de transporte; los gránulos de almacenamiento en las terminaciones contienen vasopresina u oxitocina libres y su correspondiente neurofisina. En el caso de la vasopresina, también está presente el glucopéptido. Todos los productos mencionados son secretados, pero se desconocen las funciones de los componentes, salvo las neuronas neurohipofi- sarias definidas. ACTIVIDAD ELÉCTRICA DE LAS NEURONAS MAGNOCELULARES Las neuronas que secretan oxitocina y vasopresina generan y conducen también potenciales de acción y, de éstos, los que llegan a las terminaciones nerviosas activan la liberación de hormona en ese sitio, por exocitosis, la cual depende de calcio. En ratas anestesiadas (por lo menos en esa especie), tales neu- ronas se hallan inactivas en reposo o descargan estímulos con ritmos pequeños, irregulares (0.1 a 3 “espigas” por segundo). Sin embargo, es variable su respuesta a estímulos (fig. 18-8). La estimulación de los pezones genera una descarga sincrónica y de alta frecuencia de las neuronas productoras de oxitocina, después de un lapso importante de latencia; la descarga causa la liberación de un “pulso” de oxitocina y, como consecuencia, la ex- pulsión de leche en las puérperas. Por otra parte, la estimulación de las neuronas que secretan vasopresina por algún elemento como la hemorragia, inicialmente incrementa de manera cons- tante el ritmo y la velocidad de emisión de impulsos, seguidos de un patrón duradero de descarga fásica en la cual alternan pe- riodos de descarga de alta frecuencia con otro de quiescencia eléctrica (“descargas fásicas”); estas últimas casi nunca muestran sincronía en las diferentes neuronas que secretan vasopresina. Su existencia está perfectamente adaptada para sostener un au- mento duradero en la producción de vasopresina, a diferencia de la descarga sincrónica relativamente breve y de alta frecuen- cia, de las neuronas secretoras de oxitocina en reacción a la esti- mulación de los pezones. 1 1 2 3 4 2 3 4 Péptido señalizador Vasopresina Neurofisina II Glucopéptido 19 aa 9 aa 95 aa 39 aa -Gly-Lys-Arg- -Arg- 1 1 2 3 2 3 Péptido señalizador Oxitocina Neurofisina I 19 aa 9 aa 93 aa -Gly-Lys-Arg- -Arg/His FIGURA 187 Estructura de la prepropresofisina bovina (izquierda) y la prepro-oxifisina (derecha). Gly (glicina) en la posición 10 de los péptidos es necesaria para la amidación del residuo glicínico en posición 9. aa, residuos aminoácidos. (Con autorización de Richter D: Molecular events in expre- sión of vasopressin and oxytocin and their cognate receptors. Am J Physiol 1988;255:F207.) Unidad Velocidad Testigo Extracción de 5 ml de sangre Extracción de 5 ml de sangre (+20 min) 1 min 10/s ME ME 50/s HFDA B Tensión intramamaria FIGURA 188 Respuestas de neuronas magnocelulares a la estimulación. Los trazos indican (registro individual extracelular) po- tenciales de acción, velocidades de descarga y tensión en el conducto intramamario. A) Respuesta de una neurona secretora de oxitocina; HDF descarga de alta frecuencia; ME, expulsión de leche. Los pezones fueron estimulados antes de que comenzara el registro. B) Respuestas de una neurona secretora de vasopresina, donde no se advierten cam- bios en la velocidad lenta de emisión de estímulos en respuesta a la estimulación de los pezones, y un incremento inmediato en la frecuencia de emisión de estímulos cuando se extrajeron 5 ml de sangre, seguido de la típica descarga fásica. (Con autorización de Wakerly JB: Hypothalamic neuro- secretory function: Insights from electrophysiological studies of the magno-cellular nuclei. IBRO News 1985;4:15.) VASOPRESINA Y OXITOCINA EN OTROS SITIOS Las neuronas que secretan vasopresina se ubican en los núcleos supraquiasmáticos; la vasopresina y la oxitocina también se de- tectan en las terminaciones de neuronas que envían proyeccio- nes desdelos núcleos paraventriculares al tallo encefálico y la médula espinal. Las neuronas en cuestión al parecer participan en el control cardiovascular. Además, las gónadas y la corteza suprarrenal sintetizan las dos hormonas mencionadas, y la oxi- tocina se ha identificado en el timo. No se han definido las fun- ciones de los péptidos en cuestión, en los órganos señalados. Receptores de vasopresina Se han identificado como mínimo, tres tipos de receptores de vasopresina: V1A, V1B, V2. Todos ellos están acoplados a la pro- teína G. Los dos primeros tipos de receptores actúan por medio de la hidrólisis de fosfatidilinositol para incrementar la concen- tración intracelular de calcio. El último tipo de receptores actúa a través de Gs para aumentar los valores de monofosfato de ade- nosina cíclico (cAMP). Efectos de la vasopresina La vasopresina, ante el hecho de que uno de sus principales efec- tos fisiológicos es la retención de agua por los riñones, ha recibido el nombre de hormona antidiurética (ADH). Ésta intensifica la permeabilidad de los conductos recolectores del riñón, para que el agua penetre al espacio intersticial hipertónico de las pirámides renales (cap. 38). De este modo, la orina se concentra y disminuye su volumen. Como consecuencia, el efecto global es la retención de agua, ante exceso de soluto; el resultado es la disminución de la tensión osmótica efectiva de los líquidos corporales. En ausen- cia de vasopresina, la orina es hipotónica (en comparación con el plasma), aumenta el volumen de dicho líquido y, como conse- cuencia, surge una pérdida neta de agua. El resultado es el incre- mento de la osmolalidad de los líquidos corporales. Efectos de la oxitocina En seres humanos, dicha hormona actúa principalmente en las glándulas mamarias y el útero, si bien al parecer interviene en la luteólisis (cap. 25). En el miometrio de la mujer, se ha identi- ficado un receptor oxitocínico de tipo serpentino acoplado a la proteína G, y se ha hallado otro similar o idéntico en el tejido mamario y los ovarios; aquél activa los incrementos en los valo- res de calcio intracelular. Reflejo de expulsión de leche La oxitocina origina la contracción de las células mioepitelia- les, células similares a las de músculo de fibra lisa, que revisten los conductos mamarios; tal fenómeno “expulsa” la leche de los alvéolos de la glándula mamaria de la puérpera, a conductos de mayor calibre (senos lactíferos) y de ahí al exterior del pezón (expulsión de leche). Muchas hormonas que actúan de mane- ra concertada son las encargadas del crecimiento mamario, así como de la secreción de leche y el paso de ella a los conductos (cap. 25), pero la expulsión de líquido lácteo en casi todas las especies necesita de la participación de la oxitocina. La salida de leche es desencadenada de modo normal por un reflejo neuroendocrino. En dicho reflejo intervienen los barorre- ceptores, los cuales abundan en la glándula mamaria y en par- ticular alrededor del pezón. Los impulsos nacidos de ellos son transmitidos por vías táctiles somáticas a los núcleos supraópti- co y paraventricular. La descarga de las neuronas que contienen oxitocina hace que la neurohipófisis secrete dicha hormona (fig. 18-8). El lactante que succiona del pezón de la madre estimula los barorreceptores y, con ello, los núcleos mencionados; es liberada la oxitocina y la leche pasa por presión a los senos lactóforos y de allí fluye a la boca del pequeño. En mujeres que amamantan a su hijo, la estimulación genital y la emocional también originan secreción de oxitocina y, a veces, la leche sale en chorros de las glándulas mamarias. Otras acciones de la oxitocina La oxitocina contrae el músculo de fibra lisa del útero, y la sensibi- lidad del mismo a dicha hormona es intensificada por el estrógeno e inhibida por la progesterona. El efecto inhibidor de esta última depende de una acción directa del esteroide en los receptores ute- rinos de oxitocina. A finales de la gestación, el útero se torna muy sensible a esta última y ello coincide con un incremento extraor- dinario en el número de receptores de dicha hormona y del ácido ribonucleico mensajero (mRNA) de dichos receptores (cap. 25). La secreción de oxitocina aumenta en el parto. Una vez dilatado el cuello uterino, el descenso del feto por el conducto de parto des- encadena impulsos en los nervios aferentes, los cuales son retrans- mitidos a los núcleos supraóptico y ventricular; con ello, se secreta oxitocina suficiente para intensificar el parto (fig. 25-32). La can- tidad de oxitocina plasmática es normal en el comienzo del parto. Es posible que el incremento extraordinario de los receptores de la hormona en ese lapso origine cifras normales de ella para desenca- denar contracciones y así establecer un bucle de retroalimentación positiva. Sin embargo, también aumenta la cantidad de la hormo- na en el útero, y tal vez intervenga la que es producida localmente. La oxitocina también puede actuar en el útero sin embarazo, para facilitar el transporte de espermatozoides. El paso de ellos por las vías genitales de la mujer hasta las trompas, sitio donde acaece la fecundación, depende no sólo de la habilidad motora del espermatozoide, sino también de las contracciones uterinas, por lo menos en algunas especies. La estimulación de genitales en el curso del coito origina la liberación de oxitocina, pero no se ha comprobado que sea ella la que desencadena las contrac- ciones más bien especializadas del útero, para transportar los espermatozoides. La secreción de oxitocina se intensifica gracias a estímulos “suprafisiológicos” y, a semejanza de la vasopresina, es inhibida por el alcohol. En varones, en el momento de la eyaculación, aumenta la concentración de oxitocina circulante; es posible que dicho in- cremento intensifique la contracción del músculo de fibra lisa del conducto deferente y, con ello, impulsa a los espermatozoi- des hacia la uretra. CONTROL DE SECRECIONES DE LA ADENOHIPÓFISIS HORMONAS ADENOHIPOFISARIAS La adenohipófisis secreta seis hormonas: la adrenocorticotrópica (ACTH, corticotropina); la tirotropina u hormona estimulante de tiroides (TSH); hormona del crecimiento, las hormonas estimulante de los folículos (FSH) y luteinizante (LH), y la prolactina (PRL). La hormona lipotropina β (β-LPH), un po- lipéptido adicional, es secretada con la hormona adrenocorti- cotrópica, pero se desconoce su participación fisiológica. Las acciones de las hormonas adenohipofisarias se señalan en la fi- gura 18-9 y se exponen en detalle sus funciones en los capítulos que tratan del sistema endocrino. El hipotálamo interviene como un órgano estimulador importante para regular la secreción de las hormonas adrenocorticotrópica, lipotropina β, estimulante de tiroides, de crecimiento, estimulante de los folículos y luteini- zante. También regula la secreción de prolactina, pero su efecto en ese caso es más bien inhibidor y no estimulante. NATURALEZA DEL CONTROL HIPOTALÁMICO La secreción adenohipofisaria es controlada por sustancias quí- micas que transcurren por el sistema porta hipofisario, que va del hipotálamo a la hipófisis; ellas han sido llamadas factores de li- beración o de inhibición, pero hoy en día se les llama hormonas hipofisiotrópicas, término que al parecer es adecuado, porque son secretadas a la corriente sanguínea y actúan a distancia desde su sitio de origen. Cantidades pequeñas se fugan a la circulación general, pero se hallan en gran concentración en la sangre del sis- tema porta hipofisario. HORMONAS HIPOFISIOTRÓPICAS Se han identificado seis hormonas hipotalámicas liberadoras e inhibidoras (fig. 18-10): hormona liberadora de corticotropina (CRH); hormona liberadora de tirotropina (TRH) y hormona liberadora de la hormona del crecimiento (GHRH); hormona inhibidora de la hormona del crecimiento (GIH), llamada hoy somatostatina; hormona liberadora de la hormona luteini- zante (LHRH), conocida generalmente como hormonalibe- radora de gonadotropina (GnRH), y la hormona inhibidora de la prolactina (PIH). Además, extractos hipotalámicos con- tienen actividad liberadora de prolactina, y se ha planteado la existencia de una hormona liberadora de prolactina (PRH). La hormona liberadora de tirotropina, el péptido intestinal vasoac- tivo y otros polipéptidos en el hipotálamo estimulan la secreción de prolactina, pero no se sabe si uno o más de ellos es la hormo- na liberadora de prolactina fisiológica. En fechas recientes, se aisló de la adenohipófisis un receptor “huérfano”, y la búsqueda de su ligando permitió aislar un polipéptido hipotalámico de 31 aminoácidos del ser humano; dicha sustancia estimulaba la Adenohipófisis ACTH TSH FSH LH Prolactina Hormona del crecimiento β-LPH ? Glándula mamaria 17-Hidroxi- corticoides Aldosterona, hormonas sexuales Somato- medinas Tiroxina Estrógeno Progesterona FIGURA 189 Hormonas de la adenohipófisis. En mujeres, la hormona estimulante de los folículos (FSH) y la hormona luteinizante (LH) actúan de manera seriada en el ovario para que crezca el folículo, haya ovulación y se forme y conserve el cuerpo amarillo. La prolactina estimula la lactancia. En varones, ambas hormonas controlan las funciones de los testículos. ACTH, hormona adrenocorticotrópica; TSH, hormona estimulante de tiroides; β-LPH, lipotropina β. Hipotálamo CRH TRH Adeno- hipófisis GnRH GRH GIH PRH PIH β-LPH ACTH TSH LH FSH ProlactinaHormona del crecimiento FIGURA 1810 Efectos de las hormonas hipofisiotrópicas en la secreción de hormonas adenohipofisarias. CRH, hormona liberadora de cortico- tropina; β-LPH, lipotropina β; ACTH, hormona adrenocorticotrópica; TRH, hormona liberadora de tirotropina; TSH, hormona estimulante de tiroides; GnRH, hormona liberadora de gonadotropina; LH, hormona luteinizante; FSH, hormona estimulante de los folículos; GHRH, hormona liberadora de la hormona del crecimiento; GIH, hormona inhibidora de la hormona del crecimiento; PRH, hormona liberadora de prolactina; PIH, hormona inhibidora de prolactina. secreción de prolactina al actuar en el receptor adenohipofisario, pero se necesitan más investigaciones para identificar si es la hormona liberadora de prolactina fisiológica. La hormona li- beradora de gonadotropina estimula la secreción de hormona estimulante de los folículos y también la de hormona luteini- zante y, por ello, es poco probable que exista una hormona in- dependiente que libere hormona estimulante de los folículos. En la figura 18-11, se señalan las estructuras de las seis hor- monas hipofisiotrópicas definidas. Se conocen las estructuras de los genes y de las preprohormonas correspondientes a hormona liberadora de tirotropina, hormona liberadora de gonadotropina, somatostatina, hormona liberadora de corticotropina, y hormona liberadora de la hormona de crecimiento. La forma preproTRH contiene seis copias de hormona liberadora de tirotropina. Otras preprohormonas pueden contener otros péptidos hormonalmen- te activos, además de las hormonas hipofisiotrópicas. La zona donde se secretan las hormonas liberadoras e inhi- bidoras hipotalámicas es la eminencia media del hipotálamo, región que contiene pocos pericariones, pero las terminaciones nerviosas se encuentran muy cerca de las asas capilares, de las cuales nacen los vasos porta. En la figura 18-12, se incluyen los sitios de los pericariones de neuronas que establecen proyecciones con la capa externa de la eminencia media y que secretan las hormonas hipofisiotrópicas; en ella también se señala el sitio de las neuronas que secretan oxitocina y vasopresina. Las neuronas que descargan hormona liberadora de gonadotropina están situadas principalmente en el área preóptica medial; las que secretan somatostatina se hallan en los núcleos paraventriculares y las que producen hormona li- beradora de tirotropina y hormona liberadora de corticotropina se encuentran en las zonas mediales de los núcleos paraventri- culares; las que secretan hormona liberadora de la hormona de crecimiento y dopamina están en los núcleos arqueados. Un número importante, o tal vez todas, de las hormonas hipo- fisiotrópicas interviene en la secreción de varias de las hormonas adenohipofisarias (fig. 18-10). En párrafos anteriores, se men- cionó la actividad estimulante de la hormona estimulante de los folículos propia de la hormona liberadora de gonadotropina. La hormona liberadora de tirotropina estimula la secreción de pro- lactina y de hormona estimulante de tiroides. La somatostatina inhibe la secreción de esta última y también la de la hormona del crecimiento. Normalmente no impide la secreción de otras hormonas adenohipofisarias, pero anula la secreción anormal- mente mayor de hormona adrenocorticotrópica en sujetos con el síndrome de Nelson. La hormona liberadora de corticotropi- na estimula la secreción de ACTH y de lipotropina β. TRh (piro)Glu-His-Pro-NH2 GnRH (piro)Glu-His-Trp-Ser-Tyr-Gly-Leu-Arg-Pro-Gly-NH2 Somatostatina Ala-Gly-Cys-Lys-Asn-Phe-Phe-Trp-Lys-Thr-Phe-Thr-Ser-Cys Ser-Glu-Glu-Pro-Pro-Ile-Ser-Leu-Asp-Leu-Thr-Phe-His-Leu-Leu-Arg-Glu-Val-Leu-Glu-Met-Ala-Arg-Ala-Glu-Gln-Leu- Ala-Gln-Gln-Ala-His-Ser-Asn-Arg-Lys-Leu-Met-Glu-Ile-Ile-NH2 CRH GHRH Tyr-Ala-Asp-Ala-Ile-Phe-Thr-Asn-Ser-Tyr-Arg-Lys-Val-Leu-Gly-Gln-Leu-Ser-Ala-Arg-Lys-Leu-Leu-Gln-Asp-Ile-Met- Ser-Arg-Gln-Gln-Gly-Glu-Ser-Asn-Gln-Glu-Arg-Gly-Ala-Arg-Ala-Arg-Leu-NH2 PIH Dopamina S S FIGURA 1811 Estructura de las hormonas hipofisiotrópicas en seres humanos. La preprosomatostatina es modificada hasta generar un tetradecapéptido (somatostatina 14 [SS14], señalada arriba), y también un polipéptido que contiene 28 residuos aminoácidos (SS28). TRH, hormona liberadora de tirotropina; GnRH, hormona liberadora de gonadotropina; CRH, hormona liberadora de corticotropina; GHRH, hormona liberadora de la hormona de crecimiento; PIH, hormona inhibidora de prolactina. 0.5 mm Oxitocina Vasopresina SS DA CRH GnRH TRH GRH Peri SO PV ME ARC IC PL IL AL BA PC MC TRH GRH DA FIGURA 1812 Sitio de los pericariones de las neuronas que secretan hormonas hipofisiotrópicas, en proyección ventral del hipotálamo y la hipófisis de la rata. AL, lóbulo anterior; ARC, núcleo arqueado; BA, tronco basilar; DA, dopamina; IC, arteria carótida interna; IL, lóbulo intermedio; MC, arteria cerebral media; ME, eminencia media; PC, arteria cerebral posterior; Peri, núcleo periventricular; PL, lóbulo posterior; PV, núcleo paraventricular; SO, núcleo supraóptico. TRH, hor- mona liberadora de tirotropina; CRH, hormona liberadora de corticotro- pina; GHRH, hormona liberadora de la hormona del crecimiento; GnRH, hormona liberadora de gonadotropina; TRH, hormona liberadora de tirotropina. Los nombres de las hormonas están dentro de rectángulos y cuadrados. (Cortesía de LW Swanson y de ET Cunningham Jr.) Las hormonas hipofisiotrópicas actúan como neurotransmi- soras en otras partes del encéfalo, la retina y el sistema nervioso autónomo (cap. 7). Además, la somatostatina está presente en los islotes pancreáticos (cap. 21); los tumores pancreáticos se- cretan hormona liberadora de la hormona de crecimiento y, en las vías gastrointestinales, se identifican somatostatina y hormo- na liberadora de tirotropina (cap. 26). Los receptores de muchas de las hormonas hipofisiotrópicas son serpentinos y acoplados a proteínas G. Se han identificado dos receptores humanos de hormona liberadora de corticotropi- na: hCRH-RI y hCRH-RII; este último difiere del primero por- que tiene 29 aminoácidos en su primer bucle citoplásmico. No se ha definido la importancia fisiológica de hCRH-RII, si bien se le ha identificado en muchas zonas del cerebro. Además, una proteína fijadora de hormona liberadora de corticotropina en la circulación periférica inactiva esta hormona. Se le identifica también en el citoplasma de células corticotrópicas en la adeno- hipófisis y, en ese sitio, tal vez participe en la internalización por receptores.Sin embargo, no se ha identificado la acción fisioló- gica exacta de tal proteína. Otras hormonas hipofisiotrópicas no cuentan con proteínas de fijación conocidas. IMPORTANCIA Y CONSECUENCIAS CLÍNICAS La investigación que busca definir las múltiples funciones regu- ladoras neuroendocrinas del hipotálamo es importante porque coadyuva la explicación de la manera en que la secreción endo- crina se ajusta y adapta a las exigencias del entorno cambiante. El sistema nervioso recibe información de cambios en los medios interno y externo, a través de los órganos de los sentidos; realiza ajustes a tales cambios por medio de mecanismos efectores que abarcan los movimientos somáticos, así como modificaciones en la rapidez de secreción de hormonas. Las manifestaciones de enfermedades hipotalámicas inclu- yen anomalías neurológicas, cambios endocrinos y alteraciones metabólicas, como la hiperfagia y la hipertermia. En el cuadro 18-2, se incluyen las frecuencias relativas de sig- nos y síntomas de las enfermedades de esa zona en una gran serie de casos. El clínico tendrá presente siempre la posibilidad de alteraciones hipotalámicas al valorar a toda persona con dis- función hipofisaria, en particular las que muestran deficiencias aisladas de hormonas hipofisiotrópicas. Un cuadro patológico de considerable interés en este contex- to es el síndrome de Kallmann, la combinación de hipogona- dismo por concentraciones pequeñas de gonadotropinas circu- lantes (hipogonadismo hipogonadotrópico), con hiposmia o anosmia, las cuales son la pérdida parcial o completa del olfato. En el embrión, las neuronas que producen hormona liberadora de gonadotropina se desarrollan en las vías nasales y ascienden a los nervios olfatorios para seguir su trayectoria hasta el hipotála- mo. Si anomalías congénitas de las vías mencionadas impiden la migración que se señala, las neuronas encargadas de la hormona liberadora de gonadotropina no llegan al hipotálamo y tampoco durante la pubertad hay maduración de las gónadas. El síndro- me es más habitual en varones y, en muchos casos, depende de la mutación del gen KALIG1, el cual se halla en el cromosoma X y codifica lo que al parecer es una molécula adhesiva necesaria para el desarrollo normal del nervio olfatorio, a través del cual las neuronas que generan hormona liberadora de gonadotro- pina migran al encéfalo. Sin embargo, dicho síndrome afecta a mujeres y quizá sea causado por otras alteraciones genéticas. REGULACIÓN TÉRMICA El organismo genera calor por medio del ejercicio muscular, la asimilación de alimentos y por todos los procesos vitales que con- tribuyen al metabolismo basal (cap. 27). El cuerpo pierde energía por radiación, conducción y vaporización de agua en las vías res- piratorias y en la piel. Por la orina y las heces, también se disipan cantidades pequeñas de calor. La temperatura corporal es la con- secuencia del equilibrio entre la producción y la pérdida calóricas. La rapidez de las reacciones químicas varía con la temperatura; los sistemas enzimáticos corporales tienen límites térmicos muy estrechos, en los que funcionan de manera óptima; por ambas ra- zones, las funciones corporales dependen de que la temperatura del cuerpo se mantenga en un nivel relativamente constante. Los invertebrados casi nunca ajustan su temperatura corporal y comparten la de su entorno. En los vertebrados, han evolucio- nado los mecanismos para conservar la temperatura del organis- mo, por medio de ajustes en la generación y la pérdida calóricas. En los reptiles, los anfibios y los peces, los mecanismos de ajuste son relativamente rudimentarios, razón por la cual se ha llama- do a dichas especies poiquilotérmicas, es decir, de sangre fría, CUADRO 182 Síntomas y signos en la necropsia de 60 sujetos con enfermedad hipotalámica Síntomas y signos Porcentaje de casos Signos endocrinos y metabólicos Pubertad temprana 40 Hipogonadismo 32 Diabetes insípida 35 Obesidad 25 Anomalías de la regulación térmica 22 Emaciación 18 Bulimia 8 Anorexia 7 Signos neurológicos Signos oculares 78 Déficit de vías piramidales y sensitivas 75 Cefalea 65 Signos extrapiramidales 62 Vómito 40 Trastornos psíquicos, episodios de ira, etc. 35 Somnolencia 30 Crisis convulsivas 15 Tomado de Bauer HG: Endocrine and other clinical manifestations of hypothalamic disease. J Clin Endocrinol 1954;14:13. Consúltese también: Kahana L, et al: Endocrine manifestations of intracranial extrasellar lesions. J Clin Endocrinol 1962;22:304. mínimo a las 6:00 horas y su máximo en la noche (fig. 18-14). La temperatura llega a su valor más bajo durante el sueño, es un poco mayor en el sujeto despierto pero relajado, y aumenta con la actividad. En las mujeres, una variación adicional cíclica men- sual se caracteriza por incremento de la temperatura basal en el momento de la ovulación (fig. 25-38). La regulación térmica es menos precisa en niños de corta edad y éstos pueden mostrar normalmente una temperatura que sea 0.5°C o más por arriba de la norma establecida para los adultos. En el ejercicio, el calor generado por la contracción muscu- lar se acumula en el cuerpo y la temperatura rectal casi siem- pre aumenta incluso a 40°C (104°F); tal incremento proviene en parte de la incapacidad de los mecanismos de disipación de calor para “anular” el aumento extraordinario en la cantidad de calor producida, pero algunos datos sugieren que, además, se eleva la temperatura corporal, con lo cual se activan durante el ejercicio los mecanismos de disipación calórica. Asimismo, la temperatura corporal aumenta moderadamente durante la exci- tación emocional, quizá por la tensión inconsciente de los múscu- los. Si el metabolismo es intenso como en el hipertiroidismo, el incremento constante puede llegar a 0.5°C; si el metabolismo es menor, como en el hipotiroidismo, la temperatura disminu- ye (fig. 18-14). Algunos adultos al parecer normales tienen de modo constante temperatura por arriba de los límites “fisiológi- cos” (hipertermia constitucional). PRODUCCIÓN DE CALOR La producción de calor y el equilibrio (balance) energético se describen en el capítulo 27. Diversas reacciones químicas bási- cas contribuyen a la producción calórica en todo momento. La ingestión de alimentos intensifica la termogénesis, por la acción dinámica específica de los alimentos (cap. 27), pero la principal fuente de calor es la contracción del músculo de fibra estriada (cuadro 18-3). La generación de calor quizá varíe con arreglo a mecanismos endocrinos, si la persona no ingiere alimentos ni hace ejercicio muscular. La adrenalina y la noradrenalina dan lugar a un incremento rápido pero breve en la producción tér- mica; las hormonas tiroideas originan un aumento de evolución lenta pero duradera. Además, la descarga simpática se reduce durante el ayuno y aumenta durante el consumo de alimentos. Una fuente importante de calor, sobre todo en lactantes, es la grasa parda; tal tejido tiene un metabolismo intenso y su función termógena ha sido comparada con la de una manta eléctrica. porque su temperatura corporal fluctúa enormemente. En las aves y los mamíferos, animales homeotérmicos, opera un grupo de respuestas reflejas integradas primordialmente en el hipotá- lamo, para conservar la temperatura corporal dentro de límites estrechos, a pesar de fluctuaciones amplias en la temperatura ambiental. Los mamíferos que hibernan constituyen una excep- ción parcial. En el lapso en que están despiertos son homeotér- micos, pero en la hibernación disminuye su temperatura. TEMPERATURA CORPORAL NORMAL En el caso de los animales homeotermos, la temperatura real en la que se conserva el organismo varía de una especie a otra y, en menor medida, de un individuo a otro. En los seres humanos, la cifra normal de la temperatura medida en la boca es de 37°C (98.6°F), pero en una gran serie de adultos jóvenes normales, la temperatura matinal en la boca fue de 36.7°C en promedio, con una desviaciónestándar de 0.2°C. Por lo comentado, cabría esperar que 95% de todos los adultos jóvenes tenga en la maña- na una temperatura de 36.3 a 37.1°C en la boca (97.3 a 98.8°F; media ± 1.96 desviaciones estándar; consúltese el Apéndice). Zonas diversas del cuerpo muestran temperaturas diferentes y la magnitud de tal diferencia entre ellas cambia con la temperatu- ra ambiental (fig. 18-13). En general, las extremidades son más frías que el resto del organismo. La temperatura del escroto está regulada finamente a 32°C; la del recto representa la que priva en el interior del cuerpo y varía poco con las modificaciones de la temperatura del entorno. La temperatura en la boca es 0.5°C menor en comparación con la del recto, pero es modificada por muchos factores, como la ingestión de líquidos calientes o fríos, masticar chicle, fumar y la respiración por la boca. La temperatura central normal del ser humano muestra una fluctuación circadiana regular de 0.5 a 0.7°C. En personas que duermen por la noche y están despiertas durante el día (incluso si están hospitalizadas y en reposo), la temperatura alcanza su 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 23 24 25 26 Pies Manos 27 28 29 30 31 32 33 34 Temperatura en el calorímetro (°C) T e m p e ra tu ra ( °C ) d e l s u je to Piel promedio Tronco Cabeza Recto FIGURA 1813 Temperaturas de diversas zonas del cuerpo de un sujeto desnudo, expuesto a temperaturas ambiente, en un ca- lorímetro. (Con autorización de Hardy JD, DuBois EF: Basal metabolism, radiation, convection and vaporization at temperatures of 22-35°C. J Nutr 1938;15:477.) 38 37 36 1 2 3 4 5 Ingreso al hospital DíasT em pe ra tu ra e n la b oc a (° C ) Hiper- tiroidismo Hipo- tiroidismo Normal FIGURA 1814 Registro típico de la temperatura de un pacien- te hospitalizado que no tenía enfermedad febril alguna. Se observa el aumento leve de la temperatura por la excitación y la aprensión en el momento de ser hospitalizado, y el ciclo circadiano regular de la tem- peratura. que gobierna en gran medida la magnitud de la pérdida o ga- nancia de calor por el cuerpo. El grado de calor que llega a la piel desde tejidos profundos varía con los cambios de la corriente sanguínea a la capa cutánea. Cuando se dilatan los vasos de la piel, permanece en ella la sangre caliente, en tanto en la vaso- constricción máxima, el calor es retenido en el interior del or- ganismo. La velocidad y el grado con los cuales es transferido el calor desde los tejidos profundos a la piel recibe el nombre de conductancia hística. Las aves tienen una “capa” de pluma muy cerca de la piel y muchos mamíferos también poseen otra nota- ble de pelo o cerdas. El calor es conducido desde la piel al aire atrapado en la capa mencionada y, de dicho aire, al exterior. Si aumenta el espesor de la capa de aire “atrapado” al esponjar las plumas o al enderezarse los pelos (horripilación), disminuye la transferencia térmica a través de dicha capa y aminoran las pér- didas calóricas (o en un entorno cálido hay ganancia calórica). La “carne de gallina” es el resultado de la horripilación en seres humanos y constituye una manifestación visible de la contrac- ción de los músculos piloerectores, inducida por frío, unidos a la cantidad relativamente pequeña de pelos o cerdas. Por lo regu- lar, las personas complementan la capa de cabello con una o más capas de ropas. El calor es conducido desde la piel a la capa de aire “atrapado” por los vestidos, que sigue su trayectoria, desde el interior hasta su cara externa y de esta última al exterior. La magnitud de la transferencia calórica a través de los vestidos, que está en función de su contextura y espesor, es el elemento determinante de la percepción del calor o del frío que se tiene con las ropas, pero también son importantes otros factores, en particular el espesor de la capa de aire cálido atrapado. Las ropas oscuras absorben calor radiado y las claras lo reflejan y lo de- vuelven al exterior. La vaporización de agua en la piel y las mucosas de la boca y las vías respiratorias constituye otro proceso decisivo de trans- ferencia de calor desde el cuerpo en los seres humanos y otros animales que sudan. La vaporización de un gramo de agua “eli- mina” 0.6 kcal de calor, aproximadamente. En todo momento se vaporiza una cantidad de agua que ha sido llamada pérdida in- sensible, la cual es, en promedio, de 50 ml/h en seres humanos. Al aumentar la secreción de sudor, el grado de su vaporización depende de la humedad del entorno. Un hecho frecuente es que una persona siente más calor en un día húmedo, y ello se debe en parte a que disminuye la vaporización de su sudor, pero incluso en situaciones en que dicho fenómeno es completo, la persona en un entorno húmedo siente más calor en comparación con quien se encuentra en un medio seco. Se desconoce la causa de tal diferencia, pero al parecer depende del hecho de que en el entorno húmedo el sudor se extiende en una zona mayor de la piel, antes de evaporarse. Durante el ejercicio muscular en un entorno cálido, la secreción de sudor llega a ser incluso de 1 600 ml/h y, en una atmósfera seca, gran parte del sudor se vaporiza. Como consecuencia, la pérdida calórica por vaporización del agua varía de 30 a más de 900 kcal/h. Algunos mamíferos pierden calor por el jadeo; esta respira- ción rápida y superficial incrementa notablemente la vaporiza- ción de agua en boca y vías respiratorias y, con ello, la cantidad de calor perdido. La respiración es superficial y, por esta razón, es poco el cambio que ésta genera en la composición del aire alveolar (cap. 35). La contribución relativa de cada uno de los procesos menciona- dos donde ocurre transferencia calórica desde el cuerpo (cuadro 18-3), varía con la temperatura ambiental. En una temperatura PÉRDIDA DE CALOR En el cuadro 18-3, se listan los fenómenos por los cuales el or- ganismo pierde calor cuando la temperatura ambiente es menor que la corporal. La conducción es el intercambio calórico entre objetos o sustancias con temperaturas diferentes, cuando están en contacto mutuo. Una característica básica de tal fenómeno es que las moléculas de los objetos se encuentran en movimien- to y la magnitud de éste es proporcional a la temperatura; las moléculas mencionadas chocan con las de objetos más fríos y les transfieren energía calórica. El grado de calor transferido es proporcional a la diferencia térmica entre los objetos en con- tacto (gradiente térmico). La conducción es facilitada por la convección, que es el desplazamiento de moléculas lejos del área de contacto. Por ejemplo, un objeto en contacto con el aire con temperatura diferente, modifica la densidad de este último y dado que el aire caliente asciende y el frío desciende, entra en contacto con el objeto una nueva “bocanada” de aire. Por su- puesto, la convección se facilita enormemente si el objeto se des- plaza en el medio que lo rodea o este último pasa sobre el objeto, verbigracia, cuando una persona nada en agua o un ventilador eléctrico hace que circule aire en una habitación. La radiación es la transferencia de calor por rayos electromagnéticos infra- rojos de un objeto a otro con temperatura diferente, con el cual no está en contacto. Si una persona se halla en un entorno frío, pierde calor por conducción al aire que la rodea y por radia- ción a los objetos fríos vecinos. Por lo contrario, por supuesto, el calor es transferido a una persona y aumenta la carga térmica por tales procesos, cuando la temperatura externa es mayor que la corporal. Es importante destacar que a causa de la radiación, una persona puede sentir escalofrío en una estancia con paredes frías a pesar de que prive dentro de ella calor relativo. En un día frío pero soleado, el calor del sol reflejado de objetos brillantes ejerce un notable efecto de calentamiento. Por ejemplo, el calor que la nieve refleja es el que permite a los deportistasesquiar con ropas relativamente ligeras a pesar de que la temperatura del aire sea menor que la de congelación. La conducción se produce desde la superficie de un objeto a la de otro; por esa causa, la temperatura cutánea es el elemento 3-81 ORDAUC Producción y pérdida calóricas corporales El calor corporal es producido por: Procesos metabólicos básicos Ingestión de alimentos (acción dinámica específica) Actividad muscular El cuerpo pierde calor por: Porcentaje de calor perdido a 21°C Radiación y conducción 70 Vaporización del sudor 27 Respiración 2 Micción y defecación 1 frío intensifica la secreción de hormona estimulante de tiroides y el calor la reduce en animales de laboratorio, pero los cambios en la secreción de la hormona tiroestimulante generados por el frío en seres humanos adultos son pequeños y de poca impor- tancia. Todo mundo sabe que en un clima cálido, disminuye la actividad porque “hace demasiado calor como para moverse”. Los ajustes termorreguladores comprenden respuestas loca- les y otras de tipo reflejo más generales. Cuando los vasos cutá- neos se enfrían, se tornan más sensibles a las catecolaminas y se contraen las arteriolas y las venillas; dicho efecto local del frío “aleja” de la piel la sangre. Otro mecanismo termoconservador importante en animales que viven en agua fría, es la transferen- cia térmica de la sangre arterial a la venosa en las extremidades. Las venas profundas (venas comitantes) transcurren de forma paralela muy cerca de las arterias que llevan sangre a las extre- midades, y de ese modo hay transferencia calórica de la sangre arterial caliente que va a las extremidades, a la sangre venosa fría que llega desde ellas (intercambio a contracorriente) (cap. 38); este fenómeno conserva frías las puntas de las extremidades, pero impide la pérdida del calor corporal. Las respuestas reflejas activadas por el frío son controladas por la zona posterior del hipotálamo; las activadas por calor, lo son más bien por la zona anterior de dicho órgano, aunque se presen- ta moderada termorregulación contra el calor incluso después de descerebración a nivel del mesencéfalo rostral. La estimu- lación de la porción anterior del hipotálamo origina vasodila- tación y sudor cutáneos, y las lesiones de dicha zona originan hi- pertermia, y la temperatura rectal a veces alcanza 43°C (109.4°F). La estimulación de la zona posterior del hipotálamo ocasiona es- calofríos y, si el animal muestra alguna lesión en dicha zona, su temperatura corporal disminuye y se acerca a la del entorno. AFERENTES Se ha dicho que el hipotálamo integra la información de la tem- peratura corporal que le llega de receptores sensitivos (de mane- ra predominante los criorreceptores) presentes en piel, tejidos profundos, médula espinal, zonas extrahipotalámicas del cere- bro, y del propio hipotálamo. De los cinco impulsos de entrada mencionados, cada uno aporta, en promedio, 20% de la infor- mación que es integrada. Se conocen temperaturas centrales “lí- mite” correspondientes a cada una de las respuestas termorre- guladoras y, cuando el nivel umbral se alcanza, se desencadena la respuesta. Las cifras umbrales son de: 37°C para la sudación y la vasodilatación; 36.8°C para la vasoconstricción; 36°C para la termogénesis química y 35.5°C para el escalofrío. FIEBRE La fiebre tal vez sea el signo definitorio más antiguo y universal de enfermedad. Aparece no sólo en mamíferos, sino también en aves, reptiles, anfibios y peces. Cuando surge en animales ho- meotérmicos, los mecanismos termorreguladores se comportan como si se ajustaran para conservar la temperatura corporal a un nivel mayor que el normal, es decir, “como si se reajustara el ter- mostato” a una nueva temperatura por encima de 37°C. Los re- ceptores térmicos envían señales de que la temperatura real está por debajo del nuevo punto “reajustado” y se activan los meca- nismos termógenos; ello suele originar sensaciones de frío por vasoconstricción cutánea y, a veces, escalofríos suficientes para de 21°C, la vaporización corresponde a un componente peque- ño en la persona en reposo. Conforme la temperatura ambiente se acerca a la corporal, disminuyen las pérdidas por radiación y aumentan las originadas por vaporización. MECANISMOS TERMORREGULADORES Las respuestas termorreguladoras reflejas y semirreflejas en se- res humanos se describen en el cuadro 18-4; éstas comprenden modificaciones somáticas, endocrinas, conductuales y las origi- nadas en el sistema autónomo. Un grupo de respuestas intensifi- ca la pérdida calórica y disminuye la generación de calor; el otro origina el fenómeno contrario. En general, la exposición al calor estimula el primer grupo de reacciones e inhibe el segundo, en tanto la exposición al frío genera el fenómeno contrario. Acurrucarse “en un ovillo o pelota” es una reacción al frío frecuente de los animales y tiene su equivalente en la posición que adoptan algunas personas al permanecer en un lecho frío. El acurrucamiento disminuye la superficie corporal expuesta al entorno. El escalofrío es una respuesta involuntaria de los músculos de fibra estriada, pero el frío también genera un in- cremento general semiconsciente de la actividad motora. Entre los ejemplos se hallan el pataleo y el subir y bajar escaleras en un día frío. La mayor secreción de catecolaminas constituye una respuesta endocrina importante al frío. Los ratones que no sintetizan noradrenalina ni adrenalina porque se les “anuló” o eliminó el gen de la dopamina hidroxilasa β, no toleran el frío. Su vasoconstricción es deficiente y no pueden incrementar la termogénesis en el tejido adiposo pardo, por medio de UCP 1. El CUADRO 184 Mecanismos termorreguladores Mecanismos activados por el frío Escalofríos Hambre Mayor actividad voluntaria Mayor secreción de noradrenalina y adrenalina Menor pérdida calórica Vasoconstricción cutánea “Acurrucarse como ovillo” Horripilación Mecanismos activados por el calor Mayor pérdida calórica Vasodilatación cutánea Sudación Taquipnea Menor producción de calor Anorexia Apatía e inercia de carbunco, neumonía neumocócica, lepra y varios trastornos por hongos, rickettsias y virus. La hipertermia también lentifica la proliferación de algunos tumores. Sin embargo, las tempera- turas muy grandes son dañinas; la que rebasa 41°C en el recto (106°F) por lapsos largos origina a veces daño permanente en el cerebro. Si la temperatura excede 43°C, surge siriasis (golpe de calor) y la persona muere. En la hipertermia maligna, algunas mutaciones del gen que codifica el receptor de rianodina (cap. 5) permiten la liberación excesiva de calcio durante la contracción muscular activada por algún factor suprafisiológico lesivo (estrés); ello a su vez origina contracturas musculares, mayor metabolismo de músculos y un gran incremento en la generación de calor por dichos órganos. La mayor producción calórica hace que aumente de manera ex- traordinaria la temperatura corporal, todo lo cual culmina en la muerte si no es tratada. Surgen también fiebres periódicas en personas con mutacio- nes del gen de pirina, proteína en los neutrófilos; con las del gen de la mevalonato cinasa, enzima que interviene en la síntesis de colesterol y con las del gen del receptor del factor de necrosis tumoral (TNF) de tipo 1, que participa en las respuestas infla- matorias. Sin embargo, se desconoce el mecanismo por el cual los tres productos génicos mutantes originan fiebre. HIPOTERMIA En mamíferos que hibernan, la temperatura corporal disminuye a cifras bajas sin causar efectos nocivos demostrables, cuando están en la fase de despertamiento ulterior; dicha observación fue el punto de partida de experimentos sobre la hipotermia in- ducida. Si la piel o la sangre son enfriadas a un nivel suficiente para disminuir la temperatura corporal en animales que no hi- bernan y, en seres humanos, se lentifican los fenómenos meta- bólicos y fisiológicos. Son muy lentas las frecuenciasde la respi- ración y el corazón; se reduce la presión arterial y el sujeto cae en inconsciencia. Si la temperatura rectal se acerca a 28°C, se pierde la habilidad de recuperar de manera espontánea la temperatura normal, pero el sujeto todavía vive y si se calienta con una fuente externa, recupera su estado normal. Cuando se toman medidas para evitar la formación de cristales de hielo en los tejidos, en los animales de experimentación puede disminuirse la temperatura corporal por debajo de la congelación, sin ocasionar daño detec- table cuando el animal es calentado más adelante. Los seres humanos toleran temperaturas corporales de 21 a 24°C (70 a 75°F) sin mostrar efectos lesivos permanentes y la hi- potermia inducida se ha utilizado en cirugía. Por otra parte, la hipotermia accidental por exposición duradera al aire o al agua fríos es un trastorno grave que obliga a vigilancia cuidadosa y calentamiento rápido. RESUMEN DEL CAPÍTULO Entre el hipotálamo y la neurohipófisis, existen conexiones nervio-■ sas y hay otras de tipo vascular entre el hipotálamo y la adenohipó- fisis. En muchos animales, las hormonas secretadas por la neurohipófi-■ sis son la vasopresina y la oxitocina. La primera incrementa la per- meabilidad de los conductos recolectores de los riñones, al agua y, con ello, se concentra la orina. La segunda actúa en las glándulas mamarias (lactancia) y en el útero (contracción). que el cuerpo comience a temblar; sin embargo, la naturaleza de la respuesta depende de la temperatura ambiente. El incremento térmico en animales de experimentación a los que se inyecta un pirógeno depende más bien de la mayor termogénesis, del hecho que la persona esté en un entorno frío, y sobre todo de la menor pérdida calórica si se halla en un entorno cálido. La patogenia de la fiebre se resume en la figura 18-15. Las toxinas generadas por bacterias, como las endotoxinas, actúan en monocitos, macrófagos y células de Kupffer para producir ci- tocinas que se desempeñan como pirógenos endógenos (EP). Se conocen datos convincentes de que actúan independientemente sustancias como IL-1β, IL-6, β-IFN, γ-IFN y TNF-α (cap. 3) para producir fiebre. Las citocinas señaladas son polipéptidos y es poco probable que las circulantes penetren en el cerebro. En vez de ello, las pruebas sugieren que actúan en el órgano vasculoso de la lámina terminal, uno de los órganos periventriculares (cap. 34); ello a su vez activa el área preóptica del hipotálamo. Las ci- tocinas también son producidas por células del sistema nervioso central (SNC), cuando son estimuladas por infección, y quizá tengan actividad directa en los centros termorreguladores. La fiebre generada por las citocinas probablemente proviene de la liberación local de prostaglandinas en el hipotálamo, pues la inyección de tal sustancias en esa zona origina incremento térmico. Además, en el hipotálamo se ejerce directamente el efecto antipirético de la aspirina y este fármaco inhibe la síntesis de prostaglandina. La prostaglandina E2 (PGE2) es una de las prostaglandinas que origina fiebre; actúa en cuatro subtipos de receptores de ella, como son EP1, EP2, EP3 y EP4 y la “elimina- ción” del receptor EP3 anula la respuesta febril a PGE2, IL-1β y el lipopolisacárido bacteriano (LPS). No se ha definido con certeza si la fiebre es beneficiosa para el organismo. Posiblemente lo sea, porque ha evolucionado y per- sistido como respuesta a las infecciones y otras enfermedades. Muchos microorganismos proliferan mejor dentro de límites relativamente estrechos de la temperatura y, al haber hiperter- mia, su proliferación queda inhibida. Además, al aumentar la temperatura corporal se incrementa la producción de anticuer- pos. Antes de contar con los antibióticos, se inducía fiebre de modo artificial para el tratamiento de la neurosífilis y tal medi- da era beneficiosa. La hipertermia es útil en sujetos infectados Endotoxina Inflamación Otros estímulos pirógenos Monocitos Macrófagos Células de Kupffer Citocinas Área preóptica del hipotálamo Prostaglandinas Aumenta el nivel prefijado en “el termostato” Fiebre FIGURA 1815 Patogenia de la fiebre. En las preguntas 3 a 8, elija la letra A si el tema está vinculado con (a) del renglón inferior; B si el punto está relacionado con (b) del renglón inferior, C si el tema esta vinculado con (a) y (b) y D si (a) y (b) no están relacionados. (a) Receptores V1A de vasopresina (b) Receptores V2 de vasopresina 3. Activación de GS 4. Vasoconstricción 5. Incremento en el nivel intracelular de trifosfato de inositol 6. Desplazamiento de la acuaporina 7. Proteinuria 8. Expulsión de leche RECURSOS DEL CAPÍTULO Brunton PJ, Russell JA, Douglas AJ: Adaptive responses of the maternal hypothalamic-pituitary-adrenal axis during pregnancy and lacta- tion. J Neuroendocrinol. 2008;20:764. Lamberts SWJ, Hofland LJ, Nobels FRE: Neuroendocrine tumor mar- kers. Front Neuroendocrinol 2001;22:309. Loh JA, Verbalis JG: Disorders of water and salt metabolism associated with pituitary disease. Endocrinol Metab Clin 2008;37:213. McKinley MS, Johnson AK: The physiologic regulation of thirst and fluid intake. News Physiol Sci 2004;19:1. La adenohipófisis secreta seis hormonas: adrenocorticotrópica■ (ACTH, corticotropina), hormona estimulante de tiroides (TSH, tirotropina), del crecimiento o somatotropina, estimulante de los folículos (FSH), luteinizante (LH) y prolactina (PRL). En el hipotálamo están integrados otros mecanismos complejos del■ sistema autónomo que conservan la constancia química y térmica del medio interno. PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE Para todas las preguntas elija una sola respuesta, a menos que se indique lo contrario. 1. La sed es estimulada por A) incrementos de la osmolalidad y el volumen plasmáticos B) incremento de la osmolalidad plasmática y disminución del volumen plasmático C) disminución de la osmolalidad plasmática y aumento del volu- men plasmático D) reducción de la osmolalidad y el volumen plasmático E) inyección de vasopresina en el hipotálamo 2. Cuando una persona está desnuda en una estancia donde la tempe- ratura del aire es de 21°C (69.8°F) y la humedad de 80%, el cuerpo pierde la mayor cantidad de calor por A) intensificación del metabolismo B) respiración C) micción D) vaporización del sudor E) radiación y conducción
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