¿Cómo regula el hipotálamo el sistema nervioso autónomo?
El hipotálamo ejerce la corrección superior de la actividad del sistema nervioso autónomo (SNA). Sus diferentes regiones ejercen efectos opuestos sobre el organismo:
- Región rostral (anterior): es responsable de la actividad parasimpática (trofotropa). Su estimulación favorece el descanso y la recuperación. Disminuyen la presión arterial (PA), la frecuencia cardíaca (FC) y el volumen corriente respiratorio. Al mismo tiempo, se intensifican la peristalsis gastrointestinal, la salivación y la actividad contráctil de la vejiga urinaria. Las pupilas se contraen y el metabolismo se desacelera.
- Región caudal (posterior): desencadena la actividad simpática (ergotropa). Prepara al organismo para el estrés y el esfuerzo físico. Aumentan la PA, la FC y la frecuencia respiratoria. Se intensifica el riego sanguíneo en los músculos esqueléticos y los pulmones, y se constriñen los vasos de la red capilar gastrointestinal. Se inhibe la peristalsis, se retiene orina y aumentan los niveles de glucosa y adrenalina en sangre. Las pupilas y las hendiduras palpebrales se dilatan.
Regulación neuroendocrina y núcleos hipotalámicos
El hipotálamo contiene hasta 50 pares de núcleos y está funcionalmente conectado con la hipófisis a través del sistema hipotálamo-hipofisario. Se distinguen dos sistemas secretores:
- Núcleos magnocelulares (hipotálamo anterior): incluyen los núcleos supraópticos (situados por encima del quiasma óptico) y paraventriculares (en la pared lateral del III ventrículo). Están formados por grandes células neurosecretoras que sintetizan hormonas peptídicas: hormona antidiurética (HAD, vasopresina) y oxitocina. A través de los axones, estas hormonas descienden hasta el lóbulo posterior de la hipófisis (neurohipófisis), donde pasan a la sangre.
- Núcleos parvocelulares (hipotálamo medial): se encuentran en la región del túbersonoro (tuber cinereum), por ejemplo, los núcleos arqueados. Producen hormonas hipofisiotrópas que controlan el lóbulo anterior de la hipófisis (adenohipófisis). La neurosecreción se vierte en el sistema porta hipofisario. Estas hormonas incluyen liberinas (estimulan la síntesis y secreción de hormonas adenohipofisarias, como la corticoliberina y la tiroliberina) y estatinas (inhiben la síntesis y secreción de hormonas glandotrópas, como la somatostatina y la prolactostatina — dopamina).
Centros de las motivaciones biológicas y las emociones
El hipotálamo es el centro de las motivaciones biológicas: el hambre y la sed, el impulso sexual, y también contiene los centros de termorregulación y del ciclo sueño-vigilia.
- Regulación de la conducta alimentaria: la sensación de hambre se desencadena al disminuir la glucosa en plasma sanguíneo y producirse contracciones de los músculos estomacales durante la evacuación de los alimentos y el vaciamiento gástrico. En el hipotálamo se producen estimulantes del apetito: GABA, dopamina, $\beta$-endorfina y encefalinas. Inhibidores del apetito, que generan la sensación de saciedad: serotonina, noradrenalina, colecistocinina y somatostatina.
- Emociones y corazón: la estimulación de los centros emociógenos negativos del hipotálamo provoca alteraciones graves de la actividad cardíaca, tales como arritmias y extrasístoles. La estimulación de los centros emociógenos positivos provoca cambios similares, pero menos pronunciados. Si a la estimulación de los centros negativos le sigue la de los positivos, las alteraciones de la actividad cardíaca prácticamente desaparecen.
- Memoria: el marcapasos hipotalámico desempeña un papel crítico en la formación de engramas de memoria. El aprendizaje y la formación de engramas ocurren mediante la interacción del estado motivacional y los factores de reforzamiento. La desaparición completa del engrama de memoria se observa únicamente al suprimir la actividad del marcapasos hipotalámico.
Características fisiológicas de las neuronas
Características fisiológicas de las neuronas hipotalámicas:
- Ausencia de barrera hematoencefálica: permite el contacto directo de las neuronas con la sangre.
- Alta sensibilidad a los factores humorales: las neuronas responden a los cambios en la presión parcial de oxígeno y dióxido de carbono, el pH del medio, la concentración de iones de sodio y potasio, así como al contenido de catecolaminas.
- Presencia de glucorreceptores: se han encontrado en los núcleos ventrobasales y laterales.
Significado clínico
Los conocimientos sobre las hormonas hipotalámicas se aplican en farmacología. Por ejemplo, se ha sintetizado un análogo octapeptídico estable de la somatostatina: el octreótido. Este inhibe la secreción de la hormona del crecimiento, así como la secreción exocrina del páncreas y la secreción de péptidos gastrointestinales. El fármaco se utiliza en endocrinología para el tratamiento de la acromegalia y el gigantismo, en gastroenterología para la pancreatitis aguda, así como para detener las hemorragias por várices esofágicas.
Preguntas de clases y exámenes
¿Cómo se conecta el hipotálamo con el lóbulo posterior de la hipófisis?
La conexión se realiza a través de los axones de los núcleos magnocelulares: supraópticos y paraventriculares. A través de ellos, la vasopresina y la oxitocina se transportan hacia la neurohipófisis y se liberan al torrente sanguíneo.
¿Qué factores desencadenan la sensación de hambre a nivel hipotalámico?
El hambre se desencadena al disminuir la glucosa plasmática, por las contracciones de los músculos gástricos durante la evacuación del alimento y el vaciamiento del estómago, así como por la sensación subjetiva de «vacío en el estómago». En el hipotálamo aumenta la producción de estimulantes del apetito: GABA, dopamina, β-endorfina y encefalinas.
¿Por qué el hipotálamo puede responder directamente a la composición de la sangre?
En la región del hipotálamo no existe barrera hematoencefálica. Esto garantiza el contacto directo de las neuronas con la sangre y una alta sensibilidad a la pO₂, pCO₂, el pH, el contenido de catecolaminas y la concentración de Na⁺ y K⁺.
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- Hipófisis
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