Eje hipotalámico-hipofisario-adrenal
El eje hipotalámico-hipofisario-adrenal (eje HHA) es un conjunto complejo de influencias directas e interacciones retroalimentadas entre el hipotálamo, una parte del cerebro hueca con forma de fuelle, la hipófisis (glándula pituitaria), una estructura en forma de haba localizada debajo del hipotálamo, y la glándula adrenal o suprarrenal, una glándula pequeña, pareada y de forma piramidal localizado en la parte superior de los riñones. Las interacciones homeostáticas finas (homeostasis) entre estos tres órganos constituyen el eje HHA, una parte esencial del sistema neuroendocrino que controla las reacciones al estrés y regula varios procesos del organismo como la digestión, el sistema inmune, las emociones, la conducta sexual y el metabolismo energético. Muchos organismos, desde los seres humanos hasta los más primitivos comparten componentes del eje HHA. Este mecanismo y su conjunto de interacciones entre glándulas, hormonas y elementos del cerebro medio son responsables del síndrome general de adaptación.
Anatomía
Los elementos clave del eje HHA son:
- El núcleo paraventricular del hipotálamo, que contiene neuronas neuroendocrinas que sintetizan y secretan vasopresina y la hormona liberadora de corticotropina (CRH) o corticoliberina. Estos dos péptidos regulan:
- El lóbulo anterior de la glándula pituitaria. En particular, el CRH y la vasopresina estimulan la secreción de la hormona adrenocorticotropa (ACTH), también conocida como corticotropina. A su vez, la ACTH actúa sobre:
- El córtex adrenal, que produce hormonas glucocorticoides, principalmente cortisol en humanos, en respuesta a la estimulación por ACTH. Los glucocorticoides a su vez retroactúan sobre el hipotálamo y la hipófisis (para inhibir la producción de CRH y ACTH) en un ciclo de retroalimentación negativo.
El CRH y la vasopresina se liberan desde las terminaciones nerviosas neurosecretoras de la eminencia media. Son transportadas a la pituitaria anterior a través del sistema portal del tallo hipofisario. allí, la CRH y la vasopresina puede actuar sinérgicamente para estimular la secreción de la ACTH almacenada en las células corticotropas. la ACTH se transporta por la sangre al córtex adrenal de la glándula suprarrenal, donde estimula rápidamente la biosíntesis de corticoesteroides como el cortisol a partir de colesterol. El cortisol es la principal hormona del estrés y tiene efectos en muchos tejidos del organismo, incluyendo el encéfalo, en donde actúa en dos tipos de receptores: los receptores de mineralocorticoides y los receptores de glucocorticoides, que se expresan en la superficie de muchos tipos de neuronas. Un destino importante de los glucocorticoides es el hipocampo, que es el principal centro de control del eje HHA.
La vasopresina se puede concebir como una "hormona conservadora del agua" y por ello también se la conoce como la "hormona antidiurética". Se libera cuando el organismo se deshidrata y tiene poderosos efectos sobre el riñón para que conserve el agua. También es un poderoso vasoconstrictor. En la función del eje HHA son importantes algunos bucles de retroalimentación:
- El cortisol producido en el córtex adrenal retroalimenta negativamente el sistema inhibiendo el hipotálamo y la hipófisis. Esto reduce la secreción de CRH y la vasopresina, y también reduce directamente la escisión de propiomelanocortina (POMC) en ACTH y β-endorfina.
- La Epinefrina y norepinefrina se producen en la médula adrenal a través de la estimulación simpática y los efectos locales del cortisol (sobrerregulación de enzimas para fabricar E/NE) . Posteriormente la E/NE retroalimentan positivamente a la hipófisis e incrementan de esa manera la transformación de la POMC en ACTH y β-endorfinas.
Función
La liberación de CRH a partir del hipotálamo está bajo la influencia del estrés mediante los niveles de cortisol sanguíneo y por el ciclo sueño-vigilia. En los individuos sanos, el cortisol aumenta rápidamente tras el despertar, alcanzando un pico en 30-40 minutos. Posteriormente decrece de forma gradual a lo largo del día, aumentando nuevamente al atardecer. Los niveles de cortisol caen entonces de madrugada, llegando al mínimo a media noche. Se ha relacionado al síndrome de fatiga crónica con un ciclo circadiano del cortisol anormalmente plano (MacHale, 1998), con el insomnio (Backhaus, 2004) y con el burn-out (Pruessner, 1999). Las conexiones anatómicas entre las áreas cerebrales como la amígdala cerebral, el hipocampo y el hipotálamo facilitan la activación del eje HHA. La información sensorial que llega al aspecto lateral de la amígdalas se procesa y transmite al núcleo central, que la proyecta posteriormente a varios lugares del cerebro implicados en la respuesta hacia el miedo. En el hipotálamo, los impulsos señalizadores de pánico activan tanto el sistema nervioso simpático como los sistemas moduladores del eje HHA
El incremento de la producción de cortisol media las relaciones de alarma al estrés, facilitando una fase adaptativa del síndrome general de adaptación en el que las reacciones de alarma, como la respuesta inmune, son suprimidas permitiendo al organismo generar contramedidas.
Los glucocorticoides tienen muchas funciones importantes, incluyendo la modulación de las reacciones de estrés, pero en exceso pueden ser dañinas. Se cree que la atrofia del hipocampo en humanos y animales expuestos a estrés severo está provocada por la exposición prolongada a elevadas concentraciones de glucocorticoides. Las deficiencias en el hipocampo pueden reducir los recursos disponibles de memoria para ayudar al organismo a formular reacciones apropiadas al estrés. El eje HHA está implicado en la neurobiología de los trastornos emocionales y en enfermedades funcionales, como el trastorno de ansiedad, el trastorno bipolar, el Síndrome por estrés postraumático, la depresión clínica, el burn-out, el Trastorno límite de la personalidad, el síndrome de fatiga crónica y el síndrome del intestino irritable.
Investigaciones científicas
Los estudios experimentales han demostrado en muchos tipos diferentes de estrés los efectos sobre el eje HHA en diferentes circunstancias.[1]Los estresantes pueden ser de muchos tipos distintos -en estudios experimentales en ratas, se hace a menudo una distinción entre "estrés social" y "estrés físico", pero ambos tipos activan el eje HPA, aunque por vía de diferentes rutas.[2] Algunos neurotransmisores del tipo monoamina son importantes en la regulación del eje HHA, especialmente la dopamina, la serotonina y la norepinefrina (noradrenalina). En la "medicina natural" algunas plantas contienen adaptógenos que funcionan regulando el eje HHA.
Se ha encontrado que el eje HHA muestra un ritmo circadiano con mayor liberación de glucocorticoides en el día en animales diurnos y mayor liberación en la noche en animales nocturnos . El eje HHA de ratas muestra picos de liberación máxima en ratas a las 17:00 (Paredes, Sánchez, Rial, Rodriguez & Barriga, 2005). Se ha reportado dimorfismo sexual en el eje HHA; por ejemplo en ratas hembras se ha registrado mayor liberación de glucocorticoides comparados con machos. Las diferencias son más pronunciadas en los picos del ritmo circadiano (17:00 horas). Estas diferencias se han relacionado con los días del ciclo estral y es en la etapa del proestro donde se ha registrado la concentración más alta de corticosterona (Atkinson & Waddell, 1997).
El eje HHA es una característica de otros vertebrados, además de los mamíferos. Por ejemplo, los biólogos que estudian el estrés en peces mostraron que la subordinación social conduce a un estrés crónico, relacionado con la reducción de interacciones agresivas, con la sumisión y con la constante amenaza impuesta por el pez dominante. La serotonina (5HT) parece ser el neurotrasmisor activo implicado en la mediación de la respuesta de estrés, y los incrementos de serotonina están relacionados con el aumento en el nivel plasmático de la MSH, que provocan oscurecimiento de la piel (una señal social en los salmónidos), la activación del eje HHA y la inhibición de la agresión. La inclusión del aminoácido L-triptófano, un precursor de la 5HT, en la alimentación de la trucha arcoíris reduce la agresividad de la trucha y su respuesta al estrés.[3] No obstante, el estudio menciona que el cortisol plasmático no se ve afectado por el L-triptófano de la dieta.
Véase también
Referencias
- Douglas A (2005). «Central noradrenergic mechanisms underlying acute stress responses of the Hypothalamo-pituitary-adrenal axis: adaptations through pregnancy and lactation.». Stress 8 (1): 5-18. PMID 16019594.
- Engelmann M, Landgraf R, Wotjak C. «The hypothalamic-neurohypophysial system regulates the hypothalamic-pituitary-adrenal axis under stress: an old concept revisited.». Front Neuroendocrinol 25 (3-4): 132-49. PMID 15589266.
- (Winberg S, Øverli Ø, Lepage O (2001). «Suppression of aggression in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) by dietary L-tryptophan.». J Exp Biol 204 (Pt 22): 3867-76. PMID 11807104.
4. Atkinson, H. C., & Waddell, B. J. (1997). Circadian variation in basal plasma corticosterone and adrenocorticotropin in the rat: Sexual dimorphism and changes across the estrous cycle.
Endocrinology, 138(9), 3842–3848. http://doi.org/10.1210/en.138.9.3842
5. Paredes, S., Sánchez, S., Rial, R., Rodriguez, A. & Barriga, C. (2005). Changes in behaviour and the circadian rhythms of melatonin and corticosterone in rats subjected a forced-swimming test. Journal of Applied Biomedicine, 3, 47-57.
Generales
- Merali Z. y otros. (1998) Aversive and appetitive events evoke the release of corticotropin-releasing hormone and bombesin-like peptides at the central nucleus of the amygdala J Neurosci 18:4758-99
En relación con enfermedades
- Backhaus J y otros (2004) Sleep disturbances are correlated with decreased morning awakening salivary cortisol Psychoneuroendocrinology 29:1184-91
- Pruessner JC y otros. (1999) Burnout, perceived stress, and cortisol responses to awakening Psychosom Med 61:197-204
- MacHale SM y otros.(1998) Diurnal variation of adrenocortical activity in chronic fatigue syndrome Neuropsychobiology 38:213-7
- Patacchioli FR y otros. (2001) Actual stress, psychopathology and salivary cortisol levels in the irritable bowel syndrome (IBS) J Endocrinol Invest 24:173-7
- Winston, David & Maimes, Steven. “Adaptogens: Herbs for Strength, Stamina, and Stress Relief,” Healing Arts Press, (2007)
Enlaces externos
- Mind-Body-Health.net page on HPA axis