Resumen temas 12 al 14 psicobiología

TEMA 12: LOS SISTEMAS EFECTORES Psicobiología

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vTEMA 12: LOS SISTEMAS EFECTORES A los diferentes sistemas usados tanto para actuar sobre el medio externo como para controlar nuestro estado interno se les denomina sistemas efectores. Uno de estos sistemas efectores es el sistema motor somático o simplemente sistema motor. Este sistema motor está organizado de modo jerárquico y está constituido por los músculos y los circuitos neurales que ordenan los movimientos, de forma que es el SNC quien coordina todas las respuestas que constituyen nuestro repertorio conductual. Otros sistemas efectores son el sistema nervioso autónomo (SN autónomo) y el sistema endocrino. Las respuestas de los sistemas efectores están bajo el control último del SNC que actúa de forma muy estrecha y en coordinación con el sistema endocrino, cuando nos referimos a estos 2 sistemas de forma conjunta se denomina sistema neuroendocrino. Las diferentes respuestas emitidas por el sistema motor, el SN autónomo y el sistema endocrino están mediadas por diferentes tipos de órganos que se conocen con el nombre de órganos efectores. TIPOS DE EFECTORES Hay diversos tipos de órganos efectores encargados de configurar diversos tipos de respuestas, son principalmente las glándulas y los músculos, que se corresponden respectivamente con los 2 tipos de acciones efectoras: la secreción glandular y la contracción muscular. Las glándulas son los órganos formados por células secretoras que cuentan con una maquinaria especializada, el aparato de Golgi, encargado de almacenar, concentrar y empaquetar sustancias específicas en vesículas denominadas gránulos de secreción. Estos gránulos de secreción permanecen en el citoplasma de la célula hasta que ésta es estimulada, liberando sus secreciones fuera de la glándula. Existen 2 tipos de glándulas:

- Glándulas endocrinas: sintetizan hormonas que son liberadas a la circulación sanguínea para actuar sobre células y órganos diana situados a distancia en el interior del organismo.


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- Glándulas exocrinas: segregan sus productos en conductos especiales que los transportan a órganos adyacentes o al medio externo.

La mayoría de estas glándulas están controladas de alguna forma por el SN, principalmente por el SN autónomo. En las glándulas que están bajo control nervioso, la estimulación de la célula ganglionar es producida por el neurotransmisor liberado desde la neurona eferente, que generalmente provoca su despolarización. Los mecanismos son similares a los implicados en la liberación del neurotransmisor desde la célula nerviosa. Figura 12.1 Esquemas representativos de las semejanzas en los mecanismos que conducen a la liberación de sustancias desde las células glandulares bajo control nervioso (izquierda) y desde las células nerviosas (a la derecha).

Los músculos también pueden ser de diferentes tipos, principalmente, estriados y lisos. Los músculos estriados están controlados por neuronas localizadas en el SNC y su estimulación produce la contracción muscular, base de los movimientos. Se denominan también músculos esqueléticos, ya que todos los músculos que se fijan al esqueleto por medio de tendones son de este tipo.


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Figura 12.2 Estructura del músculo estriado El movimiento equivalente a la apertura de la navaja se denomina extensión y a los músculos cuya contracción es responsable de este movimiento se les denomina músculos extensores. El movimiento en la dirección que cierra la navaja se denomina flexión y los músculos responsables se denominan músculos flexores. Los músculos que actúan juntos para mover la articulación en una dirección son músculos sinérgicos entre sí. Dado que flexores y extensores mueven la articulación en direcciones opuestas, se dice que son músculos antagonistas entre sí. Los músculos esqueléticos están formados por numerosas fibras que se extienden en toda su longitud, las fibras musculares1. Cada fibra muscular está delimitada por una membrana celular excitable denominada sarcolema y está compuesta por miofibrillas pudiendo llegar a tener varios miles de miofibrillas.

Cada miofibrilla consta de una cadena de pequeñas unidades repetidas regularmente, denominadas sarcómeros, que constituyen las unidades contráctiles de la fibra y confieren a la miofibrilla su apariencia estriada (bandas claras y oscuras). Los músculos lisos deben su denominación a que no presentan las estrías del músculo esquelético. Están compuestos por fibras mucho

1 Fibra muscular y célula muscular son sinónimos.


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más pequeñas y de menor longitud, no presentan miofibrillas ni la organización del músculo esquelético. El músculo cardíaco tiene características que lo sitúan entre el liso y el estriado. Está compuesto por miofibrillas similares a las del músculo esquelético, diferenciándose fundamentalmente en su disposición. Los músculos estriados son los efectores del sistema motor, mientras que los músculos lisos y el músculo cardíaco son efectores del SN autónomo. En el caso de las glándulas, se trata de órganos efectores tanto del SN autónomo como del sistema endocrino. APROXIMACIÓN GENERAL A LOS SISTEMAS MOTORES Las posturas y movimientos se alternan constantemente en el comportamiento y ambos se encuentran bajo control del SNC, que planifica, coordina y ejecuta el control motor de las estructuras periféricas (músculos esqueléticos) que intervienen en su mantenimiento o realización. Gran parte del control motor depende de diversas estructuras del encéfalo que canalizan sus señales a través de vías descendentes que confluyen finalmente en las motoneuronas espinales y troncoencefálicas. Estas neuronas motoras inervan los músculos esqueléticos y su activación desencadena la contracción muscular, base de los distintos movimientos. Hay diferentes tipos de movimientos:

- Los movimientos reflejos: son las unidades elementales del comportamiento motor. Se ejecutan de modo continuado para mantener las condiciones posturales necesarias que van a permitir el desarrollo de conductas más complejas. Son respuestas relativamente simples, rápidas, estereotipadas e involuntarias, cuyo inicio puede ser desencadenado por estímulos sensoriales y que una vez que se han disparado no pueden ser modificadas hasta que terminan. En el reflejo más sencillo la neurona sensorial establece sinapsis directamente sobre la neurona motora, sin intervención de otros grupos neuronales del SNC.

- Los movimientos voluntarios: son os que realizamos con un propósito, requieren una planificación previa y son los más complejos. Son movimientos en gran medida aprendidos cuya


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ejecución mejora con la práctica, de tal forma que pueden realizarse de forma casi inconsciente.

- Los movimientos rítmicos: no son típicamente reflejos ni típicamente voluntarios. Se realizan de forma automática y no requieren nuestra atención, a no ser que aparezcan perturbaciones inesperadas, en cuyo caso, podemos iniciarlos o terminarlos voluntariamente, aunque una vez iniciados, la secuencia de movimientos repetitivos se ejecuta de forma automática.

Una de las características fundamentales de los sistemas motores es que muestran una organización jerárquica, lo que significa que existe una gradación de funciones entre sus distintos componentes, de forma que las órdenes fluyen desde los niveles superiores a los inferiores. El nivel inferior en el organigrama de control motor está constituido por las motoneuronas de la médula espinal y del tronco del encéfalo, que tienen autonomía para realizar actos motores estereotipados y automáticos, como los movimientos reflejos, sin contar con los niveles superiores, aunque también reciben órdenes motoras desde ellos. El nivel superior de la jerarquía motora lo desempeña la corteza cerebral, en concreto, la corteza motora y diversas áreas de asociación. Desde la corteza motora se originan vías motoras descendientes de la corteza cerebral al tronco del encéfalo y a la médula espinal. El nivel intermedio de esta jerarquía motora está constituido por diversos núcleos del tronco del encéfalo, donde también se originan parte de los sistemas descendentes a la médula espinal. Hay 2 sistemas moduladores: Los ganglios basales y el cerebelo que no envían órdenes directas a las motoneuronas sino que intervienen en el control motor modulando la actividad de los sistemas descendentes.


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Figura 12.4 Componentes de los sistemas motores

Esta organización jerárquica por la que las órdenes descienden desde los niveles superiores a los inferiores pasando por niveles intermedios se denomina organización en serie. Sin embargo, las vías motoras descendentes no sólo están organizadas en serie, sino que existe una organización directa en paralelo, de forma que existen vías que van directamente de la corteza cerebral a la medula espinal. Esta organización en paralelo aporta mayor capacidad de procesamiento y de adaptación en el control motor. Figura 12.5 Organización jerárquica de los sistema motores


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LAS NEURONAS MOTORAS Y LOS RECEPTORES SENSORIALES DE LOS MÚSCULOS Gran parte del control motor es llevado a cabo por diversas estructuras encefálicas, una parte de este control se realiza en circuitos locales localizados en la médula espinal y en el tronco del encéfalo. Para que un movimiento pueda ser ejecutado de forma correcta, el SNC debe recibir información que le permita conocer la posición de las extremidades y el estado en que se encuentran los músculos antes de iniciar los movimientos y durante su ejecución. Los receptores que realizan esta función son los propioceptores y están situados en los músculos y las articulaciones.

1. Las Motoneuronas y la contracción muscular Las motoneuronas o neuronas motoras establecen sinapsis con las fibras musculares. A través de estas sinapsis, la información procedente de diferentes zonas del SNC se transmite de forma unificada a los músculos, transformándose en una respuesta muscular. Las motoneuronas encargadas de esta función son las motoneuronas alfa que se localizan en las astas anteriores o ventrales de la medula espinal y en los núcleos motores del tronco del encéfalo. La sinapsis que se establece entre el botón terminal de una neurona motora y la membrana de una fibra muscular constituye la unión neuromuscular. Cada motoneurona, su axón y las fibras musculares que inerva constituyen una unidad motora, que es la unidad básica de funcionamiento que subyace a cualquier conducta motora.


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Figura 12.6 Unidad motora formada por una motoneurona alfa localizada en la médula espinal, el axón eferente que llega hasta el músculo y las fibras musculares con las que éste establece sinapsis.

Los botones sinápticos localizados en las ramificaciones del axón penetran hasta una región especializada de la membrana de la fibra muscular denominada placa terminal (o placa motora).

Figura 12.7 La unión neuromuscular. Cuando el axón de la neurona motora alcanza el músculo pierde su envoltorio de mielina y se ramifica en un complejo de terminales nerviosos que se invaginan en la fibra muscular. El neurotransmisor liberado desde las zonas activas de los botones sinápticos es la acetilcolina (ACh) y los receptores que se localizan en la membrana de la fibra muscular son receptores nicotínicos. Cuando un potencial de acción llega a los botones terminales del axón de la motoneurona, se da la liberación de la ACh. La unión de este neurotransmisor a sus receptores en la fibra muscular abre los canales para sodio y potasio.


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Figura 12.8 La ACh liberada desde el axón de la motoneurona alfa produce un potencial de placa en la fibra muscular como consecuencia de la apertura de los canales de sodio y potasio activados por neurotransmisor (1). Esta despolarización abre los canales de sodio activados por voltaje (2). Con la entrada de suficiente sodio, se da la despolarización necesaria para disparar un potencial de acción y producir la contracción de la fibra muscular (3).

La entrada y salida de estos iones produce una despolarización de la membrana postsináptica que recibe el nombre de potencial de placa terminal. Los potenciales de placa terminal se diferencian de los potenciales excitatorios postsinàpticos producidos en las sinapsis entre neuronas, en que los primeros son lo suficientemente amplios para genera

un potencial de acción que provoca la contracción de la fibra muscular. Figura 12.9 La contracción muscular

Las sinapsis de la unión neuromuscular son siempre excitatorias, lo que implica que un músculo sólo puede estar relajado cuando se suprime la actividad de la neurona motora. Desde el punto de vista funcional, existen distintos tipos de fibras musculares:

- Fibras de contracción rápida: responden de una forma veloz y enérgica pero se fatigan con rapidez.

- Fibras de contracción lenta: mantienen una contracción más duradera, alcanzan su máximo nivel más lentamente y presentan mayor resistencia a la fatiga.


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Cada músculo está compuesto por fibras de contracción rápida y fibras de contracción lenta. En cuanto a la fuerza con la que se produce la contracción muscular, la fuerza de contracción depende del número de unidades motoras que se activan y de la frecuencia de los potenciales de acción disparados por la motoneurona. Cuanto mayor es el número de unidades motoras activadas y mayor es la frecuencia de descarga de potenciales de acción, mayor será la fuerza de contracción. En cuanto a la precisión con que controlamos nuestros movimientos depende de la cantidad de axones motores que alcanzan los diferentes grupos musculares y del número de fibras musculares que cada uno inerva. El control será más preciso cuanto menor sea el número de fibras musculares inervadas por un axón.

2. Receptores sensoriales de los músculos. La propiocepción El organismo dispone de receptores especializados que nos informan de las deformaciones mecánicas que se producen en el interior de nuestro cuerpo y que nos permiten conocer cuándo y cuánto se estiran y contraen nuestros músculos. Estos son los propioceptores, (receptores de sí mismo), mientras que el término propiocepción hace referencia a los mecanismos sensoriales que nos informan de los movimientos y de la posición de nuestro cuerpo. Esta información llega al SNC desde los propioceptores localizados en los músculos, los tendones y las articulaciones. Entre estos receptores se encuentran los mecanorreceptores de las articulaciones y los receptores sensoriales que se localizan en los músculos: los husos musculares y los órganos tendinosos de Golgi.

- Husos Musculares Se sitúan en paralelo entre las fibras que constituyen el músculo esquelético.


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Figura 12.10 Localización de los husos musculares y los órganos tendinosos de Golgi

La densidad de husos varía en función de las características funcionales de cada músculo, de forma que los músculos más grandes y que producen movimientos menos precisos tienen pocos husos y aquellos que intervienen en los movimientos más finos cuentan con una mayor densidad. En los husos musculares se pueden distinguir 3 componentes fundamentales: las fibras intrafusales y los terminales sensoriales y motores. Cada huso muscular está compuesto de 2 a 14 fibras musculares especializadas denominadas fibras intrafusales (dentro del huso) rodeadas por una cápsula de tejido conectivo. Alrededor del huso muscular se localizan las fibras musculares, también llamadas fibras extrafusales que constituyen los elementos contráctiles del músculo. La información captada por el huso muscular sobre el estado de las fibras musculares que lo rodean es transmitida al SNC por axones sensoriales mielinizados que establecen sinapsis con la porción central de las fibras intrafusales. Cuando se da el estiramiento o extensión de un músculo, los husos musculares, también se estiran. El estiramiento del huso alarga la zona central de las fibras intrafusales, produciendo la activación de canales iónicos sensibles al estiramiento, la despolarización de los terminales sensoriales y el disparo de potenciales de acción en los axones aferentes que transmiten la información al SNC.


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Cuando se da el estiramiento, los husos envían información al SNC pero cuando se da la contracción de las fibras musculares que hace que se acorten al igual que las fibras intrafusales y como consecuencia, los husos dejan de enviar información al SNC. Para que esto no ocurra el SNC dispone de mecanismos de control centrífugo que le permiten regular la información que recibe enviando axones eferentes a los mismos órganos sensoriales de los que proceden las aferencias. Las motoneuronas gamma (o neuronas fusimotoras), están localizadas en el asta ventral unto a las motoneuronas alfa. A través de ellas el SNC modula la información sensorial que le llega desde los músculos, de forma que los husos musculares están inervados por axones eferentes mielinizados pertenecientes a estas motoneuronas. Durante la realización de los movimientos, la estimulación de las motoneuronas alfa se compensa con la activación conjunta de las motoneuronas gamma. Esta coactivación es fundamental para enviar al SNC información acerca de si el movimiento se está dando correctamente y para que el SNC pueda compensar los posibles errores. La activación de las motoneuronas gamma asegura que las aferencias del huso continúen transmitiendo información, debido a que mantienen el estiramiento de las fibras intrafusales y en consecuencia regulan la sensibilidad de los receptores que proporcionan información sobre el estado de los músculos.

- Órganos Tendinosos de Golgi Son receptores encapsulados localizados en la unión del músculo y el tendón, que se sitúan en serie con las fibras musculares extrafusales a las que se unen mediante fibras de colágeno trenzadas. Estos propioceptores están inervados por axones sensoriales mielinizados que se ramifican entre las fibras de colágeno y que son algo más finos que aquellos que inervan los husos musculares.


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Figura 12.11 Órganos tendinosos de Golgi La diferente disposición de los husos musculares (en paralelo) y de los órganos tendinosos de Golgi (en serie) respecto a las fibras musculares extrafusales determinan respuestas muy distintas al estiramiento y a la contracción del músculo. La actividad en las aferencias procedentes de los husos musculares transmite al SNC información sobre la longitud del músculo (estiramiento) mientras que la actividad en las aferencias procedentes de los órganos tendinosos de Golgi transmite información sobre la tensión muscular (contracción).

LOS REFLEJOS MEDULARES Los reflejos son las unidades elementales del comportamiento motor. Se trata de respuestas simples, rápidas y estereotipadas en cuya ejecución participan 5 componentes:

- Un receptor sensorial - Una vía aferente hacia el SNC - Una o más sinapsis en el SNC - Una vía eferente - Un efector

Figura 12.14 Componentes básicos de un reflejo

La complejidad de los reflejos varía en función de los grupos neuronales que intervienen, siendo el reflejo más sencillo aquel en el que la neurona sensorial establece sinapsis directamente con la neurona motora, sin intervención de otros grupos neuronales del SNC.


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Los reflejos elicitados por circuitos neurales tanto del tronco del encéfalo como de la médula espinal son los reflejos medulares. Entre los reflejos medulares el más sencillo es el reflejo de extensión o miotático que es elicitado por la extensión de un músculo, de forma que ésta provoca la contracción refleja del mismo, como si se resistiera al estiramiento. Figura 12.15 Utilidad del reflejo de extensión: el estiramiento del músculo que se da al aplicar una carga, como cuando sostenemos una jarra llena, provoca su propia contracción, como si se resistiera al estiramiento, para evitar la caída de esa carga.

Figura 12.16 Circuito neural del reflejo de extensión o miotático


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Los axones aferentes también establecen sinapsis con interneuronas inhibitorias que disminuyen la actividad de las motoneuronas alfa que inervan los músculos antagonistas. Al disminuir la estimulación de estos músculos, también decrece la tensión y se da el estiramiento. Mecanismo de la inhibición recíproca: un grupo de músculos es excitado al mismo tiempo que sus antagonistas son inhibidos. El circuito neural que constituye el reflejo de extensión tiene una única sinapsis, la que establecen las fibras aferentes del huso muscular con las motoneuronas alfa, al reflejo de extensión también se le denomina reflejo monosináptico. Los reflejos de extensión permiten mantener un cierto grado de contracción de la musculatura extensora, el tono muscular, que es la fuerza por la que el músculo se resiste a la extensión producida por la gravedad.

1. Reflejos Polisinápticos El reflejo de extensión es el único reflejo medula en el que interviene una sola sinapsis, todos los demás son reflejos polisinápticos ya que están controlados por circuitos donde una varias interneuronas se intercalan entre la neurona sensorial y la motora. Estos reflejos varían en cuanto a su complejidad. Algunos son relativamente sencillos como el reflejo de flexión y el reflejo miotático inverso. El reflejo de flexión se desencadena en su grado máximo cuando se aplica a una extremidad un estímulo nocivo, lo que provoca la contracción de todos los músculos flexores de la extremidad para retirarla del estímulo, se denomina también reflejo de retirada. Puede implicar a diferentes músculos en función de la intensidad del estímulo.


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Figura 12.17 Circuito neural del reflejo de flexión o de retirada y del reflejo de extensión cruzado.

La estimulación de los receptores cutáneos produce la contracción de os músculos flexores y la inhibición de los músculos extensores ipsilaterales, lo que permite retirar la extremidad. En algunas ocasiones la retirada del miembro donde se ha dado la estimulación nociva produce la respuesta opuesta en los músculos del miembro contralateral, de forma que se contraen los músculos extensores y se inhiben los músculos flexores para mantener la extremidad apoyada. A este reflejo se le denomina reflejo de extensión cruzado.

Mientras el miembro dañado se aparta del peligro, el otro miembro mantiene el equilibrio o participa en la locomoción. El reflejo miotático inverso, en el cual los procesos involucrados son opuestos a los que se dan en el reflejo de extensión o miotático. Su función es enlentecer la contracción muscular según va aumentando su magnitud y disminuirla si ésta es tan elevada que existe riesgo de que se lesionen los tendones por un estiramiento excesivo. Cuando esto ocurre, los órganos tendinosos de Golgi envían información a la médula espinal para activar el reflejo de forma que se dé la inhibición de los músculos flexores, lo que evita la contracción y la estimulación de los extensores para permitir el estiramiento del brazo2.

2 En el reflejo de extensión ocurre lo contrario, los músculos flexores son estimulados y los antagonistas inhibidos.


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Figura 12.18 Circuito neural del reflejo miotático inverso. Este circuito de retroalimentación negativa regula el grado de la contracción muscular.

AREAS CORTICALES QUE INTERVIENENEN EL CONTROL MOTOR Sólo una parte del control motor se lleva a cabo en estos circuitos locales responsables de los reflejos. Sin embargo, la ejecución de la mayoría de nuestros movimientos está bajo control de diversas estructuras del encéfalo, que constituyen los niveles superiores e intermedios de la jerarquía motora y cuyas señales confluyen finalmente en las motoneuronas espinales y troncoencefálicas. El nivel superior de esta jerarquía está constituido por la corteza cerebral (corteza motora y diversas áreas de asociación). En la corteza cerebral se localizan 2 componentes esenciales de los sistemas motores:

- las áreas de asociación de la corteza parietal posterior y prefrontal dorsolateral. - las áreas motoras, constituidas por las áreas motoras secundarias o áreas premotoras (zona lateral) y el área motora primaria.


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1. Áreas de asociación de la corteza cerebral Las señales procesadas en la corteza parietal posterior se transmiten a la corteza de asociación prefrontal dorsolateral y a las áreas motoras de la corteza. Figura 12.19 Flujo de señales aferentes y eferentes entre las diversas áreas corticales implicadas en el control motor

La corteza de asociación parietal posterior parece intervenir en los movimientos dirigidos a un blanco aportando las claves sensoriales necesarias para su realización y las señales motivaciones relacionadas con el estado del individuo, enviando esta información a la corteza de asociación prefrontal dorsolateral y a la corteza motora. La corteza de asociación prefrontal dorsolateral desempeña un papel fundamental en la planificación de nuestro comportamiento en función de la experiencia. La información que recibe desde la corteza de asociación parietal posterior es almacenada en esta área cortical para aportar una representación mental de los estímulos a los que el sujeto tiene que responder. Esta corteza prefrontal dorsolateral selecciona los aspectos más relevantes la estrategia más adecuada para ejecutar con éxito el movimiento. Además, toma la decisión de iniciar los movimientos.


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2. Áreas motoras de la corteza cerebral Las áreas motoras de la corteza cerebral son un componente esencial y exclusivo de los sistemas motores y desde ellas parten las vías descendentes que envían las órdenes a los niveles inferiores de la jerarquía motora. Estas áreas se localizan en el lóbulo frontal, anteriores a la cisura central. El área o corteza motora primaria se localiza en la circunvolución precentral, desde la cisura lateral hasta la superficie medial del hemisferio cerebral. Anterior a ella, se localizan las áreas premotoras o corteza motora secundaria, constituidas por la corteza premotora en la superficie lateral del hemisferio y el área motora suplementaria, en la parte superior y medial del mismo. (Figura 12.19 C). Figura 12.20 Organización somatotópica de la corteza motora primaria y homúnculo motor.

La corteza motora primaria, al igual que otras áreas corticales esta organizada en columnas que controlan la acción de músculos individuales. Las zonas que controlan cada parte del cuerpo en las 3 áreas de la corteza motora de cada hemisferio están interconectadas por fibras de asociación.

- Función de las áreas premotoras o corteza motora secundaria

La función primordial de la corteza premotora es participar en la preparación de los movimientos, en la planificación o programación motora,

especialmente de los movimientos desencadenados por estímulos externos.


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El área premotora se activa cuando se realiza un movimiento guiado por un estímulo externo pero si no existe esta estimulación externa, la corteza premotora no se activa aunque el sujeto realiza el movimiento. Las neuronas del área motora suplementaria también se activan antes de que se ejecute una tarea motora y también requiere una mayor estimulación que el área motora primaria para evocar movimientos. El área motora suplementaria también interviene en la programación motora y además en la coordinación de movimientos complejos (coordinación bimanual)

- Función del área motora primaria El área motora primaria se activa durante la realización de los movimientos y sobre ella convergen las proyecciones de las áreas premotoras por lo que parece que estas áreas la preparan para su ejecución. Además recibe importantes proyecciones desde otras áreas. El área motora primaria participa en el inicio o disparo del movimiento. Las neuronas individuales de la corteza motora primaria codifican el grado de fuerza ejercida por los músculos, la fuerza de la contracción muscular, mediante un código temporal, por la frecuencia de disparo de potenciales de acción. Algunas de estas neuronas corticales parece que codifican también la velocidad de la fuerza que se está aplicando. La dirección en la que se han de realizar los movimientos no parece depender tanto de la activación de neuronas individuales, sino de la acción conjunta de amplias poblaciones de neuronas que responden de forma desigual a diferentes direcciones del movimiento. Se considera que la corteza motora primaria elabora las órdenes motoras de cuándo y cómo se han de mover los músculos para enviarlas a través de los sistemas motores descendentes (junto a las señales procedentes de las áreas premotoras) a los niveles inferiores de la jerarquía motora, las motoneuronas que inervan los músculos, para


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que se produzca la contracción muscular y la ejecución de los movimientos. SISTEMAS MOTORES DESCENDENTES Los sistemas motores descendentes están formados por las vías que descienden desde la corteza motora y desde el tronco del encéfalo hasta confluir sobre las motoneuronas que ocupan el nivel inferior de la jerarquía motora y son la vía final común que controla la contracción de los músculos. Esta organización en paralelo de vía descendentes indirectas (en serie) y directas aporta una mayor capacidad de procesamiento y de adaptación en el control motor.

1. Sistemas Descendentes de la Corteza Motora Los axones que se originan en la corteza motora y se dirigen al tronco del encéfalo y a la médula espinal forman varios tractos que descienden organizados de forma somatotópica e influyen sobre las motoneuronas troncoencefálicas y espinales que inervan los músculos representados en sus zonas de origen.


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Figura 12.24 Zonas de origen de los tractos motores en el área motora primaria y organización somatotópica en su trayectoria descendentes

En las zonas de la corteza motora donde están representadas la cabeza y la cara se origina el tracto corticobulbar. A través de este tracto la corteza motora controla los músculos de la cabeza que intervienen en movimientos voluntarios. Hay vías que descienden en posición lateral y otras que lo hacen en posición medial:

- Las vías laterales son el tracto corticoespinal lateral (vía directa) y las fibras corticorrubrales (vía indirecta)

- Las vías mediales son el tracto corticoespinal ventral (vía directa) y las fibras corticorreticulares (vía indirecta)


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Figura 12.25 Vías descendentes de la corteza motora primaria y de las áreas premotoras

Los tractos corticoespinales son los más largos del SNC y a través de ellos la corteza motora influye de forma directa sobre las motoneuronas de la médula espinal. Se originan en las 3 áreas motoras, pero contiene tantos axones procedentes del área motora primaria como la suma de los que proceden de las áreas premotoras. El tracto corticoespinal lateral se origina en las zonas de la corteza motora en las que están representadas las extremidades (antebrazos, parte inferior de las piernas, manos, pies y dedos). Este tracto cruza la línea media en las pirámides bulbares. Al ser un tracto cruzado, el tracto corticoespinal lateral controla los músculos de las extremidades contralaterales. El tracto corticoespinal ventral se origina en las zonas de la corteza motora en las que están representados el cuello, el tronco y las zonas proximales de las extremidades (cadera, hombro o el brazo). Este tracto no cruza la línea media en las pirámides.


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La corteza motora influye también sobre la médula espinal a través de 2 vías indirectas que terminan sobre diversos núcleos del tronco del encéfalo que envían proyecciones descendentes a la médula espinal. Estas vías descendentes de la corteza motora terminan en el núcleo rojo (fibras corticorrubrales) y en la formación reticular (fibras corticorreticulares). Se originan en las mismas zonas de representación cortical que los tractos corticoespinales, por lo que las que terminan en el núcleo rojo proceden de las zonas de representación de las extremidades al igual que el tracto corticoespinal lateral, pues ambas son vías laterales. Mientras que las que terminan en la formación reticular se originan en las zonas de representación del cuello, del tronco y de las zonas proximales de las extremidades, al igual que el tracto corticoespinal ventral, pues ambas son vías mediales.

2. Sistemas descendentes del tronco del encéfalo En el tronco del encéfalo se originan diversos tractos formados por axones que se dirigen a la médula espinal y que al igual que los procedentes de la corteza motora, se organizan en vías que descienden en posición lateral o medial. La vía lateral se origina en el núcleo rojo, tracto rubroespinal. Al igual que el tracto corticoespinal lateral, este tracto sigue una trayectoria cruzada. Figura 12.26 Vía lateral del tronco del encéfalo: tracto rubroespinal

Las vías mediales están constituidas por diversos tractos originados en diferentes núcleos del tronco del encéfalo (como la formación reticular, los núcleos vestibulares y el colículo superior). Estas vías descienden en posición ventral al igual que el tracto corticoespinal ventral, que es también otra vía medial


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Figura 12.27 Vías mediales del tronco del encéfalo: tratos vestibuloespinal medial y lateral.

3. Funciones de los sistemas

descendentes Los sistemas motores descendentes de la corteza motora y del tronco del encéfalo a la médula espinal llevan a cabo diferentes funciones según se trate de las vías laterales o mediales. Estas funciones son:

- Promover los movimientos independientes de las extremidades para la ejecución de movimientos voluntarios, llevada a cabo por las vías laterales.

- Controlarla postura. - Dirigir la locomoción.

Estas 2 últimas funciones son responsabilidad de las vías mediales. Las funciones concretas de las vías laterales están constituidas por una vía directa, el tracto corticoespinal lateral y una vía indirecta a través del tronco del encéfalo (fibras corticorrubrales y tracto rubroespinal). El tracto corticoespinal lateral es la vía fundamental para la realización de movimientos voluntarios, finos y precisos de las extremidades, sobre todo de las manos.

Una de sus funciones primordiales es controlar los movimientos fraccionados (discretos) o independientes de los dedos.


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El tracto corticoespinal lateral interviene también en otros aspectos del control motor, como es la preparación de los músculos de las extremidades para iniciar movimientos voluntarios. La otra vía lateral (indirecta) descendente de la corteza motora al núcleo rojo (fibras corticorrubrales) y desde éste a la médula espinal (tracto rubroespinal) parece participar también en el control voluntario de las extremidades contralaterales, en concreto, de los movimientos independientes de los hombros y de las extremidades, fundamentalmente del codo y de la mano, pero no de los dedos. Las funciones de las vías mediales está constituidas por el tracto corticoespinal ventral (vía directa) y diversos tractos que van de la corteza cerebral al tronco del encéfalo y desde éste a la médula espinal (indirecta). El tracto corticoespinal ventral es la vía directa por la que la corteza motora interviene en el control de los músculos del cuello, del tronco y de los músculos proximales de las extremidades, y colabora con la otra vía medial (indirecta) en el control de la postura y de la locomoción. Las vías mediales del tronco del encéfalo desempeñan un papel fundamental en estas funciones, ya que distribuyen las señales de control muchos núcleos motores de la médula espinal relacionados con el mantenimiento del equilibrio y de la postura. Cada uno de los tractos que forman las vías mediales del tronco del encéfalo realiza su propia contribución al mantenimiento de la postura, aunque se considera que los núcleos reticulares del puente son la región facilitadora por excelencia de los reflejos espinales antigravitatorios para el mantenimiento de la postura erguida. Además de las vías mediales del tronco del encéfalo controlan los ajustes posturales anticipatorios que requiere cualquier movimiento voluntario. Las vías mediales del tronco del encéfalo también participan en el control de los movimientos que permiten desplazarse de un sitio a otro, denominados en conjunto locomoción y que requieren la coordinación de contracciones alternas y rítmicas de los músculos extensores y flexores.


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Los patrones motores rítmicos implicados en la locomoción se generan en la médula espinal, en unos circuitos o redes neurales denominados generadores de acción central o generadores centrales de patrones. En el tronco del encéfalo residen los centros que activan estos generadores centrales de patrones rítmicos de la locomoción, concretamente en la región locomotora subtalámica y en la región locomotora mesencefálica. Por tanto, la médula espinal y los sistemas descendentes del tronco del encéfalo aportan patrones elementales de control motor que permiten que los niveles superiores puedan centrar su actividad en controlar aspectos más complejos. Resumen: Las vías laterales son las únicas que cruzan al lado opuestos del cuerpo para controlar los músculos de las partes más laterales de las extremidades. Por el contrario, las vías mediales no cruzan al lado opuesto por lo que discurren medialmente para controlar los músculos del tronco y de las partes más proximales de las extremidades y precisamente por su disposición y función, son las más indicadas para participar en el control de la postura y en la locomoción. SISTEMAS MODULADORES: EL CEREBELO Y LOS GANGLIOS BASALES Además de los 3 niveles de la jerarquía motora, hay otros 2 componentes de los sistemas motores que desempeñan una importante función en el control motor: el cerebelo y los ganglios basales. Estos no envían vía directamente a la médula espinal, sino que ejercen su influencia principalmente a través de conexiones con los componentes donde se originan los sistemas motores descendentes, por lo que son considerados centros moduladores del control motor.

1. El Cerebelo Esta estructura compara las órdenes motoras descendentes que se están emitiendo, con la información acerca de los movimientos que se están realizando. En función del resultado, actúa a través de diferentes vías sobre el tronco del encéfalo y la corteza motora para aportar precisión a los movimientos y corregir los posibles errores.


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El cerebelo puede intervenir, ya sea modulando la actividad de las vías descendentes o bien, la actividad de la corteza premotora, modificando los programas motores. Las 3 divisiones funcionales del cerebelo actúan en paralelo para controlar diferentes aspectos del control motor mediante su influencia sobre los sistemas motores descendentes. Figura 12.31 Influencias de las divisiones funcionales del cerebelo sobre las vías motoras descendentes

El VESTIBULOCEREBELO envía señales correctoras a los núcleos vestibulares para modificar la postura y restablecer el equilibrio. Las lesiones en esta zona producen inestabilidad tanto al mantenerse quieto de pie como durante la ejecución de movimientos. El ESPINOCEREBELO genera señales que corrigen las disonancias entre la acción que se pretende realizar y la que se está llevando a cabo en los músculos. Cada uno de los componentes de esta zona influye sobre distintas vías descendentes modificando el tono muscular de los músculos laterales de las extremidades e interviniendo en el control de la postura y en la locomoción. Las lesiones en esta zona provocan un característico modo de andar vacilante o titubeante.


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El CEREBROCEREBELO es la unidad funcional que modula principalmente los sistemas motores descendentes de la corteza cerebral para la planificación de nuevos movimientos y su ejecución suave y precisa. Su influencia es clave para la coordinación de los movimientos voluntarios. Participa en la preparación de los movimientos, sobre todo de los movimientos en los que intervienen múltiples articulaciones y de los movimientos fraccionados de los dedos, en asociación con la corteza premotora y envía a la corteza motora primaria órdenes importantes para disparar el inicio de los mismos. Las lesiones en esta zona provocan demoras en el inicio y en la terminación de los movimientos, desórdenes en la coordinación temporal de aquellos en los que intervienen múltiples articulaciones… Su función fundamental es por tanto la programación de secuencias coordinadas de movimientos y su coordinación temporal.

2. Los Ganglios Basales Los ganglios basales (cuerpo estriado, núcleo subtalámico y sustancia negra) forman un sistema funcional de gran importancia para el control motor. La alteración de los ganglios basales produce trastornos motores que implican la aparición de movimientos involuntarios. 2 de estos trastornos son la corea o enfermedad de Huntington y la enfermedad de Parkinson. Al igual que ocurre con el cerebelo, los ganglios basales no forman parte de los sistemas motores descendentes sino que su intervención en el control motor se realiza por bucles de retroalimentación entre los diversos componentes y, en conjunto, a través del tálamo, con la corteza de asociación prefrontal y con la corteza motora sobre todo con el área motora suplementaria. Los ganglios basales intervienen fundamentalmente en la planificación y en la fase de inicio de los movimientos. El neoestriado es el principal centro receptor de las señales que llegan al cuerpo estriado, mientras que el globo pálido y la sustancia negra reticulada son los centros efectores del sistema de los ganglios basales, de modo que dentro del sistema las señales viajan desde el neoestriado hacia los 2 centros efectores.


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Figura 12.32 2 circuitos de retroalimentación de los ganglios basales a la corteza cerebral.

En el neoestriado existe una gran diversidad de circuitos neuroquímicos a través de los que éste recibe señales excitadoras e inhibidoras. Figura 12.33 Modelo de funcionamiento normal de los ganglios basales


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Los trastornos motores hipercinéticos como la corea de Huntington, el balismo que es un trastorno que se caracteriza por un movimiento de lanzamiento violento e involuntario de las extremidades o los tics, caracterizados por las contracciones estereotipadas, repetitivas e involuntarias de determinados músculos, parecen depender de una disminución en la actividad del núcleo subtalámico (NST) Los trastornos hipocinéticos, de los que la enfermedad de Parkinson es el prototipo, se producen por la degeneración de la sustancia negra. La degeneración de gran parte de las neuronas dopaminérgicas de la sustancia negra y de sus proyecciones al neoestriado produce cambios en la actividad de los circuitos de este sistema, dando como resultado un debilitamiento de las señales que llegan a las áreas mototas de la corteza cerebral, al producirse una reducción de las señales excitatorias procedentes del tálamo. Figura 12.34 Modelo de funcionamiento de los ganglios basales en la enfermedad de Parkinson


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SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO El sistema nervioso autónomo (SNA) forma parte del SNP y constituye otro de los sistemas efectores. Su función es regular la actividad de los órganos internos para ajustar su funcionamiento frente a las demandas del medio. Se necesitan mecanismos fisiológicos coordinados que permitan mantener un estado de equilibrio interno u homeostasis, por lo que los mecanismos neurales esenciales para mantener esta estabilidad se localizan en el hipotálamo. Esta estructura del SN integra la información que recibe de muchas regiones del encéfalo y genera una respuesta unificada a través de los 2 sistemas que están bajo su control: el SNA y el sistema endocrino. Las respuestas del SNA para mantener la homeostasis están mediadas por diferentes órganos efectores: el músculo cardíaco, los músculos lisos situados en diferentes órganos y las glándulas. El SNA incluye fibras aferentes que llevan información sensorial al SNC sobre el estado de los órganos internos para modular la actividad autónoma. Los cuerpos celulares de los que se originan estos axones aferentes se localizan en los ganglios de las raíces dorsales de la médula espinal y en los ganglios de los nervios craneales. El SNA es considerado principalmente un sistema eferente, un sistema de respuesta. Las fibras eferentes del SNA ejercen el control de la musculatura lisa, del músculo cardíaco y de las glándulas. El SNA no funciona de forma autónoma, también se le denomina involuntario o vegetativo. Generalmente las funciones controladas por el SNA suelen llevarse a cabo de una forma automática, y de una manera extraordinariamente coordinada.


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Figura 12.35 Organización del SNA. Presenta 2 divisiones: el SN simpático y el SN parasimpático

1. Organización anatómica del SNA El SNA controla el funcionamiento de los órganos internos mediante reflejos con diferente grado de complejidad. Los hay relativamente simples y en ellos intervienen la médula espinal y el tronco del encéfalo, mientras que otros requieren un control más complejo dependiente de niveles superiores del SNC. Algunos núcleos del tronco del encéfalo contribuyen a regular el SNA: el núcleo del tracto solitario es uno de ellos. Este núcleo del bulbo raquídeo conectado con el hipotálamo, recibe la información sensorial procedente de las vísceras y controla el funcionamiento del SNA a través de un conjunto de circuitos reflejos.


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Otras funciones del SNA requieren de la regulación de centro superiores del SNC, siendo el hipotálamo la estructura encefálica que desempeña el papel más relevante en este control. Este centro de control integra las aferencias que recibe desde diferentes regiones del encéfalo y la información visceral procedente de la médula espinal y del tronco del encéfalo para generar un patrón coherente de respuestas autónomas. En la inervación autónoma intervienen 2 neuronas que unen el SNC con los órganos de la periferia, la neurona preganglionar y la neurona postganglionar. El cuerpo celular de la neurona preganglionar se localiza en el SNC; mientras que el de la neurona postganglionar se encuentra en el ganglio autónomo. Figura 12.36 Esquema en el que se comparan las conexiones que se establecen entre el SNC y los órganos efectores del sistema motor somático y del SNA

Las neuronas que emiten las órdenes motoras a los músculos estriados se localizan en el SNC (en la médula espinal o en el tronco del encéfalo)


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mientras que las neuronas que inervan a los órganos efectores del SNA se localizan fuera del SNC, en los ganglios autónomos. El SNA tiene 2 divisiones principales: el SN simpático y el SN parasimpático, existiendo diferencias fundamentales en su organización anatómica y funcional:

- El lugar del SNC donde se localizan las neuronas preganglionares:

En el SN simpático los axones preganglionares se localizan en las astas laterales de la médula espinal y en el SN parasimpático se localizan en núcleos del tronco del encéfalo y en algunos segmentos sacros intermedios de la médula espinal.

- La localización de los ganglios periféricos: En el SN simpático los axones preganglionares son cortos, porque establecen sinapsis con ganglios muy próximos al SNC y en el SN parasimpático los axones preganglionares son generalmente largos situándose cerca de los órganos que inerva o en ellos.

- Los neurotransmisores: Los liberados por los axones postganglionares se dan sobre los órganos diana. Los axones postganglionares del SN simpático liberan principalmente noradrenalina que se une a diferentes subtipos de receptores adrenérgicos. Los axones postganglionares del SN parasimpático liberan acetilcolina que se une a los receptores muscarínicos presentes en las membranas de las células efectoras. Hay similitudes también entre el SN simpático y parasimpático ya que en ambos casos las neuronas preganglionares liberan acetilcolina que se une a receptores nicotínicos situados en todos los ganglios autónomos. Una tercera división del SNA es el sistema nervioso entérico que se encuentra situada en su totalidad en la periferia y su actuación muestra una gran autonomía respecto al hipotálamo y al resto del SNC. Este sistema neural proporciona inervación a los órganos del sistema digestivo. Está formado por una red de neuronas interconectadas ue constituyen 2 plexos cuyos somas se localizan en múltiples ganglios. Recibe aferencias del SN simpático y parasimpático y también indirectamente está modulado por el SNC.


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2. Funciones del SNA La función principal que desempeña el SN simpático es actuar como sistema de “urgencia” provocando los cambios vasculares, hormonales, metabólicos y fisiológicos que permiten una respuesta conductual adecuada en situaciones de emergencia y en otras condiciones que requieran realizar una actividad. El SN parasimpático es el responsable de los procesos fisiológicos de carácter reparador que suelen ir asociados al estado de reposo, pues es la división especializada en la conservación de energía. La activación del SN simpático moviliza la energía necesaria para permitir a nuestro organismo realizar un esfuerzo importante a corto plazo, el SN parasimpático estimula los procesos que tienen lugar en condiciones normales para asegurar el bienestar a largo plazo. Los circuitos del SNC que activan al SN simpático inhiben al mismo tiempo al SN parasimpático. El normal funcionamiento de muchos órganos internos depende del equilibrio adecuado entre las divisiones simpática y parasimpática. Algunas funciones que están bajo control del SNA requieren de la acción complementaria y coordinada de ambas divisiones.

TEMA 13: SISTEMA NEUROENDOCRINO Psicobiología

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TEMA 13: SISTEMA NEUROENDOCRINO La Psicoendocrinología centra su interés en conocer los mecanismos por los que las hormonas afectan a la conducta y a los procesos psicológicos y cómo éstos a su vez pueden influir en la liberación y funcionamiento de las hormonas. Los organismos cuentan con mecanismos que operan para mantener un equilibrio interno, u homeostasis. El mantenimiento de la homeostasis requiere la acción coordinada de diferentes sistemas que recojan información, la integren y den la respuesta más apropiada. Para dar una respuesta adaptativa los organismos han desarrollado 2 sistemas de coordinación interna y de interacción con el exterior, el sistema nervioso y el sistema endocrino que cooperan entre sí. El sistema endocrino interviene en la regulación y el control de diferentes procesos del organismo mediante señales químicas, las hormonas, que se difunden a través de la circulación sanguínea. La relación entre el SN y el sistema endocrino es muy estrecha. En el mismo encéfalo se producen hormonas y la principal glándula endocrina, la hipófisis, está alojada dentro de éste y directamente relacionada con el hipotálamo constituyendo el eje hipotalámico-hipofisario. HORMONAS: PRINCIPIOS GENERALES Hormona (significa excitar o estimular): son moléculas orgánicas producidas y liberadas fundamentalmente por las glándulas endocrinas. Las glándulas endocrinas liberan las hormonas en sangre y a través de la circulación sanguínea se difunden hacia otras zonas del cuerpo donde actúan sobre determinados órganos o tejidos diana. Aunque las hormonas pueden llegar a través del torrente sanguíneo a cualquier parte del organismo, sus efectos se producen únicamente en aquellas células (denominadas células blanco) que disponen de receptores a los que las hormonas se unen de forma específica para realizar su función.


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1. Tipos de hormonas. Hay 3 clases de hormonas según su estructura química:

- Hormonas esteroides - Hormonas peptídicas - Hormonas monoamínicas

Las hormonas esteroides derivan de una molécula común, el colesterol, por lo que todas comparten un grupo químico característico en el centro de cada molécula. Se incluyen en este grupo las hormonas procedentes de la corteza adrenal y de las gónadas. Estas hormonas son liposolubles, por lo que atraviesan fácilmente la membrana celular pero al ser escasamente hidrosolubles en la sangre (compuesta fundamentalmente de agua), se desplazan unidas a proteínas transportadoras específicas hasta los órganos diana. Las hormonas peptídicas están formadas por cadenas de aminoácidos y son solubles en sangre. Se incluyen en esta categoría las hormonas del hipotálamo y de la hipófisis, las hormonas que intervienen en la regulación del calcio, las hormonas gastrointestinales y las hormonas del páncreas. Las hormonas monoamínicas o derivadas de aminoácido son hormonas que se sintetizan en unos cuantos pasos simples a partir de una molécula de aminoácido. Se incluyen en esta categoría las hormonas de la médula adrenal y las hormonas tiroideas.

2. Mecanismos de Acción de las hormonas Existencia de 2 mecanismos de acción diferentes:

- a través de receptores de membrana - a través de receptores intracelulares

Las hormonas hidrosolubles no atraviesan fácilmente las membranas celulares, actuando a través de un receptor que se sitúa en la cara externa de la membrana de la célula diana.


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Figura 13.2 Esquema que muestra el mecanismo de acción de las hormonas que usan el AMPc como segundo mensajero

Cuando la hormona se une al receptor de la membrana celular, éste sufre una modificación en su configuración. En su forma modificada, el receptor puede activar o producir un mensajero molecular intracelular conocido como segundo mensajero. Este segundo mensajero (la hormona es el primero) desencadena una serie de reacciones que dan como resultado una gran amplificación de la señal. El AMPc es el mensajero intracelular

producido como respuesta a muchas de las hormonas peptídicas y a las aminas, si bien otros segundos mensajeros como el calcio o el GMPc, también median efectos hormonales. Las hormonas esteroides y tiroideas ejercen su acción mediante un mecanismo diferente. Cuando llegan estas hormonas a los tejidos diana, se disocian de la proteína transportadora y atraviesan la membrana plasmática por difusión, uniéndose en el interior de la célula a proteínas receptoras específicas. Figura 13.3 Mecanismo de acción de las hormonas esteroides.

Explicación de la figura: 1. La hormona se difunde a través de

la membrana plasmática y se une a su receptor específico.

2. El complejo hormona-receptor es transportado al núcleo de la célula donde se une a elementos específicos de reconocimiento del ADN denominados elementos que responden a las hormonas (HRE). Esta unión facilita la transcripción de los genes adyacentes afectando directamente a su expresión génica.

3. El ARNm es traducido a proteínas


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4. Las proteínas sintetizadas cambian la función celular.

Las funciones activadas en la célula como consecuencia de las proteínas recién sintetizadas constituyen la respuesta celular a las hormonas. Además de estos receptores intracelulares, existen receptores para esteroides en la membrana celular que producen efectos rápidos debido a que su activación da lugar a respuestas celulares no genómicas.

3. Comparación entre la transmisión neuronal y la comunicación hormonal

Diferencias: - La comunicación neuronal implica la transmisión química de información a través de la hendidura sináptica y la actuación de los neurotransmisores sobre la célula postsináptica. La acción hormonal es más amplia en cuanto que las hormonas se difunden generalmente por todo el cuerpo a través de la sangre pudiendo llegar a múltiples lugares y actuar sobre cualquier célula que disponga de receptores. - La comunicación neuronal se produce rápidamente, en milisegundos. Se trata de un suceso “todo o nada”. Por el contrario, los mensajes hormonales son habitualmente lentos y de intensidad graduada, y están implicados en la regulación de procesos que tienen una duración prolongada (digestión, crecimiento, desarrollo sexual, reproducción) Semejanzas: - Tantos las neuronas como las células de las glándulas endocrinas sintetizan sustancias químicas que se desplazan hacia la membrana celular en vesículas que se funden con la membrana para liberar neurotransmisores u hormonas según el caso. - Tanto transmisores sinápticos como hormonales actúan sobre receptores específicos y de la existencia de éstos dependerán sus efectos. Además, la mediación de segundos mensajeros es un proceso común para que algunas hormonas o algunos neurotransmisores afecten a las células a las que llegan. - Algunas hormonas también actúan en el SN como neurotransmisores o como neuromoduladores. Además, las mismas neuronas pueden


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actuar como células endocrinas que secretan sustancias que llegan hasta las células receptoras a través de la circulación sanguínea. Figura 13.4 A Comunicación neuronal y B comunicación endocrina

GLÁNDULAS ENDOCRINAS Las glándulas endocrinas tienen como función principal la liberación de hormonas en la circulación sanguínea para actuar sobre células y órganos situados generalmente en otra parte del organismo. Las glándulas endocrinas están repartidas por todo el cuerpo. Figura 13.5 Localización de algunos de los órganos que liberan hormonas.

El hipotálamo ejerce la coordinación de muchos tejidos que segregan hormonas. Al hipotálamo llegan aferencias de diferentes áreas del encéfalo y señales que informan de la concentración en sangre de hormonas o de otras sustancias. Todos estos mensajes se integran en el hipotálamo, que responde produciendo hormonas que llegan a la hipófisis.


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Figura 13.6 Principales ejes neuroendocrinos

La hipófisis es una estructura que consta de 2 partes funcionalmente diferenciadas:

- el lóbulo posterior o neurohipófisis que almacena y libera a la circulación general 2 hormonas sintetizadas en el hipotálamo

- el lóbulo anterior o adenohipófisis que segrega numerosas hormonas que tienen como diana otras glándulas endocrinas (corteza adrenal, tiroides, ovarios y testículos) o diferentes tejidos del organismo

HORMONAS HIPOFISARIAS Y SU RELACIÓN CON EL HIPOTÁLAMO La hipófisis o glándula pituitaria se encuentra situada en la base del encéfalo, unida al hipotálamo.


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Figura 13.7 Localización de la hipófisis

Es el hipotálamo la que desempeña el papel principal en el control del sistema endocrino y de la que dependía el funcionamiento de la hipófisis. Hay una conexión sanguínea entre el hipotálamo y la hipófisis, ya que el hipotálamo puede liberar determinadas hormonas en los vasos sanguíneos que le unen con la hipófisis, el sistema porta hipotalámico-hipofisario. Estas hormonas al llegar a la hipófisis,

inducían la liberación de las hormonas hipofisarias. Se demostró la presencia de estas hormonas hipotalámicas. Algunas neuronas del hipotálamo liberan hormonas en respuesta a la información neural, actúan como transductores neuroendocrinos constituyendo el punto de conexión entre el SN y el sistema endocrino. Las hormonas liberadas por neuronas hipotalámicas reciben el nombre de neurohormonas debido a que son sintetizadas en neuronas a las que se denomina células neurosecretoras o neuroendocrinas. Los terminales axónicos de las neuronas hipotalámicas pueden formar contactos sinápticos como los de cualquier otra neurona o pueden liberar hormonas en la circulación sanguínea. Según los axones se dirijan a los lóbulos anterior o posterior de la hipófisis tienen diferentes posibilidades para liberar sus hormonas. Figura. 13.9 Las neuronas hipotalámicas disponen de 3 posibilidades para liberar sus productos de secreción:


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A. estableciendo comunicación interneuronal como cualquier neuronas

B. en un sistema vascular restringido, el sistema porta hipotalámico-hipofisario para llegar hasta la hipófisis anterior

C. en la circulación general La hipófisis está formada por 2 regiones muy diferenciadas:

- un lóbulo posterior o neurohipófisis considerado una extensión del hipotálamo

- un lóbulo anterior o adenohipófisis que no posee ninguna conexión nerviosa y actúa como una glándula real.

Estas 2 partes funcionan de forma totalmente independiente y tienen orígenes embriológicos diferentes. Entre estas 2 zonas hay una región relativamente pequeña, denominada parte intermedia, y cuya función es la síntesis de la hormona estimulante de melanocitos (MSH)1 El control que el hipotálamo ejerce sobre la hipófisis se lleva a cabo de 2 formas diferentes:

- liberando hormonas a la circulación general desde la neurohipófisis

- sintetizando hormonas que son segregadas al sistema porta hipotalámico-hipofisario hasta alcanzar la hipófisis anterior donde estimulan o inhiben la actividad secretora de sus células

El hipotálamo constituye una región clave en la interacción que se establece entre el SN y el sistema endocrino.

1. Hormonas de la neurohipófisis La hipófisis posterior libera 2 hormonas, oxitocina y vasopresina, producidas en los núcleos supraóptico y paraventricular del hipotálamo. Estos núcleos hipotalámicos contienen grandes células (neuronas magnocelulares) cuyos axones se dirigen hasta la neurohipófisis donde terminan en numerosas ramificaciones que entran en contacto con los capilares sanguíneos.

1 La MSH controla la pigmentación de la piel al estimular la síntesis de melanina en los melanocitos


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Figura 13.10 Localización de las células hipotalámicas que sintetizan las hormonas vasopresina y oxitocina liberadas por la neurohipófisis

La neurohipófisis no es en sí una glándula endocrina, sino una red especializada de capilares que recibe las hormonas del hipotálamo y las libera a la circulación general. La vasopresina y la oxitocina son péptidos formados por 9 aminoácidos, con una estructura muy semejante, sólo difieren en 2 aminoácidos. Se sintetizan como prohormonas2 en los somas de las neuronas magnocelulares y son transportadas en vesículas a lo largo de los axones hasta la neurohipófisis

donde van a ser liberadas. El procesamiento de las prohormonas en vasopresina y oxitocina se produce durante el transporte a lo largo del axón. La liberación de estas hormonas tiene lugar cuando los potenciales de acción producidos en las propias células neurosecretoras llegan hasta el terminal axónico.

- Funciones de la Oxitocina La oxitocina está involucrada fundamentalmente en la función reproductora de los mamíferos, tanto en la fecundación, como en el parto y la lactancia. La oxitocina actúa como neuromodulador en el cerebro donde interviene en diferentes procesos conductuales. La oxitocina liberada en la sangre por la neurohipófisis no puede llegar al cerebro dado que no atraviesa la barrera hematoencefálica. Sus efectos sobre la conducta se deben a su intervención en diferentes circuitos del SNC, con la existencia de receptores para oxitocina en la amígdala, el hipotálamo ventromedial y el septum. Parece ser que es la hormona implicada en la formación de vínculos entre individuos.

2 Las prohormonas pueden realizar acciones hormonales por sí mismas o pueden transformarse en otras hormonas con propiedades distintas.


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- Funciones de la Vasopresina A la vasopresina se la conoce también como hormona antidiurética (ADH) o como arginina vasopresina (AVP) y es una hormona implicada en la regulación de los líquidos del organismo. Su efecto principal es inducir un descenso en la producción de orina, aumentando así la cantidad de agua que se retiene. La vasopresina es uno de los factores que intervienen en la regulación del volumen sanguíneo, el balance electrolítico y la presión arterial, contribuyendo así al mantenimiento de la constancia del medio interno u homeostasis. La liberación de vasopresina en la circulación sanguínea por parte de las neuronas magnocelulares de los núcleos supraóptico y paraventricular del hipotálamo está influida por varios sistemas de retroalimentación que controlan el ritmo de descarga de estas neuronas. Reciben aferencias desde los órganos circunventriculares que se localizan en las paredes de los ventrículos encefálicos y desempeñan un papel fundamental en la detección de cambios en los fluidos intra y extracelulares. Figura 13.13 Diferentes mecanismos regulan la liberación de vasopresina

Además reciben información periférica desde los barorreceptores arteriales cuyas señales llegan hasta el hipotálamo. Estos receptores de presión son esenciales para la detección de cambios en el volumen sanguíneo el cual debe mantenerse dentro de unos límites bastante estrictos para el correcto funcionamiento del corazón. Cuando se producen pérdidas importantes de sangre la vasopresina actúa regulando la

presión, provocando la constricción de los vasos sanguíneos lo que hace que el flujo sanguíneo sea más lento y de esta forman aumentar las posibilidades de supervivencia.


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La vasopresina actúa como neuromodulador en el cerebro donde parece desempeña un papel mediador en la formación de la memoria.

2. Hormonas de la Adenohipófisis y hormonas hipotalámicas implicadas en su liberación

La adenohipófisis es una verdadera glándula endocrina compuesta de células secretoras. Está a su vez bajo un estricto control hormonal. Las neurohormonas hipotalámicas se denominan hormonas liberadoras u hormonas inhibidoras según actúen estimulando o inhibiendo la secreción hormonal de las células de la hipófisis anterior. Las neurohormonas que controlan la adenohipófisis son liberadas por las neuronas parvocelulares del hipotálamo en un sistema vascular especializado, el sistema porta hipotalámico-hipofisario. Este sistema garantiza que las neurohormonas no se diluyan en la circulación sanguínea general y que estas señales hormonales sean captadas por las células de las adenohipófisis. Figura 13.15 Las células secretoras de la adenohipófisis están bajo el control de las hormonas liberadas por células hipotalámicas en el sistema porta hipotalámico-hipofisario.

De las hormonas segregadas por la hipófisis anterior3, 4 son hormonas trópicas: hormonas que tienen como diana otra glándula sobre la que actúan para regular su producción hormonal. Es el caso de la hormona estimulante del tiroides (TSH), la hormona adrenocorticotrópica (ACTH) y las gonadotropinas, que incluyen la hormona foliculoestimulante (FSH) y la hormona luteinizante (LH). Además de estas hormonas trópicas, la adenohipófisis libera la hormona del crecimiento (GH) y la prolactina.

3 Todas las hormonas liberadas por la adenohipófisis son polipéptidos que se agrupan en 3 clases en función de su estructura química:

- hormonas glucoproteicas - hormonas derivadas de la pro-opiomelanocortina - péptidos de cadena única de aproximadamente 200 aminoácidos


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Figura 13.16 Hormonas liberadas por la hipófisis anterior

La hormona estimulante del tiroides (TSH) o tirotropina se fija a receptores específicos localizados en la membrana de las células de la glándula tiroides para estimular la liberación de hormonas tiroideas. La secreción de TSH está regulada por la hormona liberadora de tirotropina (TRH) Las gonadotropinas son la hormona foliculoestimulante (FSH) y la hormona luteinizante (LH), controlan las funciones ováricas y testiculares. La secreción de estas hormonas está controlada tanto por la liberación periódica de una hormona hipotalámica, la hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH) como por los niveles plasmáticos de hormonas gonadales. La hormona adrenocorticotrópica o corticotropina (ACTH) tiene como función principal regular la secreción de glucocorticoides de la corteza suprarrenal.


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La secreción de ACTH se halla bajo el control ejercido conjuntamente por el hipotálamo a través de la liberación de hormona liberadora de corticotropina (CRH) y por el efecto regulador de los glucocorticoides circulantes. La hormona del crecimiento (GH) llamada también somatotropina, estimula el crecimiento del cuerpo mediante la producción en el hígado de diferentes sustancias a las que se denomina somatomedinas. Las somatomedinas afectan al crecimiento a través de sus acciones sobre los huesos y otros tejidos. Éstas activan la síntesis de proteínas y afectan al metabolismo de la glucosa. La secreción de GH está regulada por 2 hormonas hipotalámicas, una que facilita su liberación, la hormona liberadora de hormona del crecimiento (GHRH) y otra que la inhibe, la hormona inhibidora de hormona del crecimiento o somatostatina. La somatostatina actúa en las células somatotropas de la adenohipófisis bloqueando la liberación pero no la síntesis de GH. Esta acción está compensada por la GHRH que estimula la síntesis y la liberación de GH y hace posible a través de esta interacción un desarrollo normal. La prolactina es una hormona hipofisaria que tiene un efecto estimulador de la producción de leche en los mamíferos tras el parto. Los niveles de prolactina son normalmente bajos, sin embargo aumentan de forma importante durante el embarazo para promover el desarrollo de las mamas, y de forma muy significativa en el momento del nacimiento, provocando una rápida secreción de leche. La hormona liberadora de tirotropina (TRH) parece potencia la liberación de prolactina, pero ésta es fundamentalmente controlada por un factor de inhibición hipotalámico. La dopamina es el principal factor inhibidor de la liberación de prolactina. Los 3 ejes neuroendocrinos más importantes son: el eje hipotalámico-hipofisario-tiroideo, el eje hipotalámico-hipofisario-adrenal y el eje hipotalámico-hipofisario-gonadal.


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HORMONAS LIBERADAS POR ACCIÓN DE LAS HORMONAS ADENOHIPOFISARIAS

1. Hormonas tiroideas La tiroxina o tetrayodotironina (T4) y la triyodotironina (T3) son hormonas liberadas por la glándula tiroides. La glándula tiroides es uno de los órganos endocrinos más grandes, formada por 2 lóbulos unidos por una banda de tejido y fuertemente adheridos a la tráquea. Figura 13.17 A Glándula tiroides y B folículos que la constituyen

Está constituida por unas estructuras esféricas densamente agrupadas y rodeadas de una red de capilares, denominada folículos, donde se sintetizan, almacenan y segregan las hormonas tiroideas. Además contiene otra población de células, llamadas parafoliculares o células C, que producen la hormona calcitonina que interviene en el metabolismo del calcio. Las hormonas tiroideas T3 y T4 provienen de una molécula glucoproteica denominada tiroglobulina, que es el componente principal del interior del folículo. El tiroides se caracteriza en comparación con otras glándulas endocrinas por la gran cantidad de hormonas almacenas que contiene. Los niveles en sangre de hormonas tiroideas están regulados por los mecanismos que aparecen en la figura 13.19.


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Figura 13.19 Mecanismos que regulan la secreción de hormonas tiroideas (+: estimulan y -: inhiben)

Su secreción depende de la acción que sobre la glándula tiroides ejerce la hormona estimulante del tiroides (TSH) liberada desde la adenohipófisis. La secreción de la TSH está en función tanto del nivel circulante de hormonas tiroideas, como de la acción estimulante ejercida por la hormona de tirotropina (TRH) producida por el hipotálamo. Además la glándula tiroides está inervada por las divisiones simpática y parasimpática del SNA. Las hormonas tiroideas son necesarias para mantener la tasa metabólica basal4 a un nivel normal, para controlar la producción de energía en el cuerpo, ya que intervienen en el metabolismo de glúcidos, lípidos y proteínas, y aumentan la cantidad de oxígeno que las células usan. Las hormonas tiroideas contribuyen a regular los procesos de crecimiento celular y diferenciación de los tejidos. Intervienen en la secreción de hormona del crecimiento (GH). También afecta a la reproducción. También son fundamentales para el desarrollo y la maduración normal del SN. Su falta durante el desarrollo

produce importantes daños en el SNC y éstos dependerán del momento en que se inicia la deficiencia.

4 El metabolismo basal es el valor mínimo de energía necesaria para mantener el cuerpo con vida.


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Cretinismo o hipotiroidismo congénito: es una forma de deficiencia congénita de la glándula tiroidea, lo que provoca un retardo en el crecimiento físico y mental.

2. Hormonas corticosuprarrenales Las hormonas corticosuprarrenales (o adrenocorticales) se producen en la corteza de las glándulas suprarrenales (o adrenales) que se sitúan encima de los riñones. Cada glándula adrenal está formada por 2 partes bien diferenciadas: la corteza y la médula. Figura 13.20 Las glándulas suprarrenales se localizan en la parte superior de cada riñón

La corteza suprarrenal se divide en 3 zonas: la zona glomerular externa, la zona fasciculada, que es la capa intermedia y de mayor tamaño y la zona reticular. Los glucocorticoides y los mineralocorticoides son las principales hormonas segregadas por la corteza adrenal, aunque también libera esteroides sexuales como estrógenos y andrógenos. La aldosterona es el principal mineralocorticoide. Se sintetiza en la zona glomerular e interviene en la regulación de la concentración de iones en sangre, principalmente de sodio. La función principal de esta hormona es retener los iones de sodio. Cuando faltan mineralocorticoides se produce una pérdida de sodio en la orina acompañada de una gran pérdida de agua, lo que ocasiona una peligrosa bajada de la presión sanguínea.


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Los glucocorticoides se sintetizan en las zonas fasciculada y reticular de la corteza suprarrenal. Su liberación depende de la ACTH que a su vez está controlada por la CRH. La secreción de CRH y ACTH puede suprimirse si la concentración plasmática de glucocorticoides es alta o potenciarse si esta concentración es baja mediante un sistema de retroalimentación negativa. Figura 13.21 Mecanismos que regulan la secreción de glucocorticoides (+: estimulan y -: inhiben)

El cortisol es el principal glucocorticoide. Los glucocorticoides cuentan con receptores en prácticamente todas las células del cuerpo e intervienen en la regulación de procesos metabólicos que conducen al consumo de la energía almacenada. Incrementan los niveles de glucosa en la circulación sanguínea a través de diferentes procesos. La liberación de glucocorticoides aumenta de forma notable en situaciones de estrés ya que son esenciales para que el organismo reaccione ante una amenaza. Los glucocorticoides tienen propiedades antiinflamatorias ya que inhiben la liberación de diversos mediadores químicos de la inflamación. También suprimen la respuesta del sistema inmunitario. Los glucocorticoides son esenciales para nuestra supervivencia ya que preparan a nuestro organismo para un estado de respuesta rápida, sin embargo un elevado nivel de secreción tiene consecuencias a largo plazo enormemente perjudiciales.


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3. Hormonas Gonadales La función principal de las gónadas (testículos y ovarios) es la producción de gametos (espermatozoides y óvulos) pero ésta no tendría lugar sin la existencia de las hormonas gonadales, las cuales tienen además un papel fundamental en el desarrollo del organismo y en la conducta reproductora. Los andrógenos y los estrógenos son las 2 clases principales de hormonas gonadales y son sintetizados tanto en los testículos como en los ovarios, aunque en cantidades muy diferentes.

- Hormonas Gonadales Masculinas Densamente agrupados en cada uno de los testículos se encuentran los tubos seminíferos, lugares de producción de los espermatozoides. Figura 13.23 A Corte de un testículo donde se observan los tubos seminíferos densamente agrupados y B Sección transversal de tubos seminíferos donde se ve el citoplasma de las células de Sertoli

Durante el periodo de formación de espermatozoides, las células de Sertoli les proporcionan soporte y alimento. En el tejido que rodea los tubos seminíferos se localizan las principales células productoras de hormonas, las células intersticiales o células de Leyding.


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La liberación de hormonas gonadales es necesaria para la maduración de los espermatozoides. Los andrógenos son las principales hormonas que segregan los testículos y de éstas, la testosterona es uno de los andrógenos biológicamente más importantes. A partir del colesterol se sintetiza la testosterona, así como sus dos metabolitos activos principales, dihidrotestosterona y estradiol. Los andrógenos regulan en adultos una serie de procesos relacionados con la función reproductora masculina, pero además son los responsables de la inducción del fenotipo masculino durante la embriogénesis. En el cromosoma Y se localiza la región determinante del sexo, el gen sry, que cuando se activa comienza a sintetizar una proteína, llamada factor determinante testicular (TDF), que provoca el desarrollo de los testículos y el comienzo de la producción de testosterona. Esta hormona va a ser responsable de la diferenciación y crecimiento de los genitales, y órganos reproductores internos. También en la pubertad, los cambios anatómicos y funcionales que tienen lugar se deben a los esteroides gonadales. Los esteroides gonadales no solo masculinizan los genitales, sino también organizan los circuitos del SN que generan los patrones conductuales típicos de la hembra o del macho. Las diferencias entre los sexos en algunas estructuras encefálicas se deben probablemente a las acciones que ejercen las hormonas sobre la expresión génica, pero también se sabe que distintas áreas del encéfalo adulto muestran un patrón diferenciado de receptores para esteroides gonadales lo que indica que pueden tener un efecto directo sobre la actividad neural. Tanto la producción de espermatozoides como la síntesis y liberación de andrógenos, está regulada por las gonadotropinas (LH y FSH) secretadas por la hipófisis anterior, cuya liberación está determinada por la secreción del hipotálamo de la GnRH.


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Figura 13.25 Control de la secreción de las hormonas gonadales masculinas

La LH actúa sobre las células intersticiales donde estimula la producción de testosterona, mientras que la FSH actúa sobre las células de Sertoli, interviniendo en el desarrollo de los espermatozoides. A medida que la concentración en sangre de testosterona o dihidrotestosterona aumenta, éstas ejercen un efecto inhibidor tanto sobre el hipotálamo como sobre la hipófisis. Es inhibida por un péptido sintetizado por acción de la FSH sobre las células de Sertoli, realiza una retroalimentación negativa sobre la hipófisis anterior para inhibir la producción de FSH y de esa forma mantener un ritmo constante de espermatogénesis. Además hay una regulación encefálica de la secreción de hormonas gonadales.

- Hormonas Gonadales Femeninas Los ovarios son un par de glándulas localizadas en la cavidad abdominal, formadas por masas compactas de células. Los ovarios tienen 2 funciones distintas pero relacionadas, la producción de gametos y la síntesis de hormonas esteroides.


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Figura 13.26 Sección transversal de un ovario donde se puede observar el desarrollo de los ovocitos dentro de los folículos

Las hormonas ováricas son los estrógenos principalmente el estradiol y la progesterona. La progesterona es la hormona de la gestación al ser la encargada de prepara el tracto reproductor para la implantación del cigoto y del mantenimiento del embarazo, interviniendo también en el aumento y la preparación de las mamas para secretar leche. En la capa más externa del ovario se encuentran los ovocitos, de los que se desarrollarán los óvulos. Cada ovocito está rodeado de células especializadas que constituyen el folículo ovárico, cuya función es proporcionar alimento al ovocito que se está desarrollando y liberar estrógenos. El desarrollo de ovocitos y la ovulación (expulsión del ovocito del ovario) es un proceso cíclico (ciclo menstrual) y es resultado de las interacciones hormonales en el eje formado por el hipotálamo, la hipófisis y los ovarios.


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Al comenzar el ciclo menstrual la producción de hormonas en el ovario es escasa. Figura 13.27 Cambios en la concentración hormonal durante el ciclo menstrual

La secreción de gonadotropinas, principalmente de FSH, promueve el crecimiento del folículo ovárico (fase folicular) que consta de un ovocito rodeado de células granulosas y de 2 capas de células tecales. Las células de la teca interna son las principales responsables de la liberación de estrógenos que se va a producir en esta fase. La elevada secreción de estrógenos que tiene lugar regenera el endometrio y dispara la secreción de la LH la cual produce la rotura del folículo y la ovulación. Después de la ovulación el folículo roto, ya sin el ovocito se convierte por acción de la LH en cuerpo lúteo (fase luteínica).

El cuerpo lúteo permanece durante algún tiempo en la superficie del ovario donde libera gran cantidad de progesterona y se mantiene la secreción de estrógenos. Estos niveles elevados de hormonas ováricas ejercen una retroalimentación negativa que inhibe la producción de la GnRH hipotalámica y en consecuencia desciende la liberación de FSH y LH de la hipófisis. Si la fecundación no se produce, los bajos niveles de FSH y LH producen la degeneración del cuerpo lúteo lo que hace descender los niveles de estrógenos y progesterona. La falta de estas hormonas provoca que el endometrio se desprenda para iniciar la menstruación y que se produzca la liberación de gonadotropinas hipofisarias para comenzar un nuevo ciclo. Si hay fecundación los niveles de estrógenos y progesterona aumentan gradualmente a lo largo del embarazo.


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Los estrógenos también intervienen en el desarrollo del fenotipo femenino. Durante los primeros años de la vida la liberación de estrógenos es escasa debido a que se mantiene un nivel bajo de secreción de gonadotropinas en la infancia. En la pubertad se da un aumento gradual en la secreción de estrógenos que va a promover el desarrollo y mantenimiento de los órganos reproductores femeninos, así como la aparición de los caracteres sexuales secundarios. El nivel de los estrógenos durante los ciclos menstruales continúa pero se va dando una disminución progresiva hacia el final de la vida reproductora, no existiendo apenas secreción después de la menopausia. Los estrógenos actúan sobre estructuras del SN donde intervienen en su organización específica según el sexo y afectan a su actividad neural. La secreción de hormonas gonadales femeninas está bajo el control de los mismos estrógenos y de las hormonas hipofisarias LH y FSH, y éstas bajo el control de la GnRH. ALGUNAS GLÁNDULAS Y HORMONAS MÁS

1. Hormonas de la Médula Adrenal La región interna de las glándulas adrenales, constituye la médula adrenal, zona formada casi exclusivamente por células cromafines. La adrenalina, o epinefrina y la noradrenalina o norepinefrina son las principales hormonas liberadas por la médula adrenal. Ambas se forman a partir del aminoácido tirosina, y junto con la dopa y la dopamina pertenecen a un grupo de aminas denominadas catecolaminas. La noradrenalina y la adrenalina actúan como hormonas que son liberadas a la circulación sanguínea. Al igual que los glucocorticoides y las hormonas tiroideas afectan a la mayoría de los tejidos e influyen en muchas funciones. La finalidad de sus efectos es preparar nuestro organismo para un esfuerzo importante. La médula adrenal y el SN simpático forman una unidad fisiológica y funcional conocida como sistema simpaticoadrenal. Las células cromafines son componentes funcionales y estructurales integrantes del SNA. La adrenalina y la noradrenalina junto con los glucocorticoides, son las hormonas que se liberan en situaciones de estrés.


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Contribuyen a proporcionar mayor riego sanguíneo en aquellos órganos necesarios para responder a una situación estresante (corazón, músculo esquelético y encéfalo) y desencadenan distintos procesos metabólicos que aportan la energía necesaria para que estos órganos funcionen correctamente. Por otro lado, las conexiones entre corteza cerebral y los núcleos encefálicos que regulan la función del sistema simpaticoadrenal proporcionan otro tipo de control: la anticipación de una determinada actividad.

2. Hormonas Pancreáticas El páncreas es una glándula que participa en 2 tipos de funciones secretoras:

- contiene células exocrinas productoras de enzimas digestivas para su secreción al sistema gastrointestinal

- contiene células endocrinas que sintetizan y segregan las hormonas peptídicas: insulina, glucagón y somatostatina.

Estas se localizan en unas pequeñas acumulaciones de células llamadas islotes de Langerhans. Estos islotes contienen diferentes tipos de células, cada uno de los cuales produce un tipo de hormona distinto. Figura 13.30 Esquema de los diferentes tipos de células que constituyen los islotes de Langerhans del páncreas.

La insulina se libera como consecuencia de una elevación de los niveles de azúcar en sangre y su función consiste en transformar este exceso de glucosa tanto en glucógeno, en el hígado y en el músculo, como en grasa. La acción del glucagón es la opuesta a la de la insulina ya que produce un incremento de los niveles de glucosa en sangre. Este aumento de la glucosa es detectado por las células de los islotes que liberan insulina.


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Esta hormona estimula la captación de glucosa por los tejidos y en algunos como el hígado y la musculatura esquelética promueve la formación de glucógeno. También estimula el almacenamiento del exceso de glucosa en forma de grasa. Como consecuencia de esta captación acelerada de glucosa sanguínea, ésta se reduce a sus niveles normales y cesa la liberación de insulina. Tras un tiempo sin haber ingerido alimentos, los niveles de glucosa en sangre disminuyen, lo que provoca la secreción de glucagón. El glucagón produce un aumento de glucosa en sangre al estimular la degradación del glucógeno hepático. También actúa sobre el tejido adiposo aumentando la movilización de los ácidos grasos para ser usados como combustible y estimula la transformación de los aminoácidos en glucosa. Las acciones recíprocas ejercidas por la insulina y el glucagón contribuyen a que el nivel de glucosa en sangre sea el adecuado para un correcto funcionamiento del cerebro y de los demás órganos de nuestro cuerpo. Además la liberación de insulina está bajo control neural (a través del nervio vago). La hormona del crecimiento, los glucocorticoides y las catecolaminas de la médula adrenal también intervienen en el aumento de los niveles de concentración de glucosa en sangre. Aunque varias hormonas intervienen para aumentar los niveles de glucosa en sangre, sólo una es capaz de reducirlos, la insulina, y en consecuencia, cualquier alteración en esta hormona tiene nefastas consecuencias. La somatostatina es otra hormona liberada por el páncreas, además de por el hipotálamo (actúa como hormona inhibidora de la liberación de la hormona del crecimiento) y por algunas células intestinales. Modula la secreción de insulina y glucagón.


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3. Hormonas de la Glándula Pineal La glándula pineal o epífisis está formada por un grupo de células que se localizan en el centro del encéfalo. Esta glándula sintetiza melatonina en respuesta a la información luminosa. Las células de la glándula pineal están inervadas por fibras del SN simpático. La glándula pineal interviene en el control de los ritmos biológicos. Parece estar implicada en la regulación de los ciclos que se producen cada día (circadianos) y en el inicio del sueño. REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN HORMONAL Estos sistemas hormonales forman parte de un circuito de retroalimentación en el que la variable controlada determina la magnitud de secreción de dicha hormona. El control empleado suele ser de retroalimentación negativa: al aumentar el nivel de hormona en sangre se informa a los mecanismos que controlan su secreción para que ésta disminuya o al contrario para que aumente cuando el nivel de hormona disminuye. El mecanismo d retroalimentación más sencillo es aquel en el que la secreción hormonal está regulada por la concentración en sangre de la misma hormona o de alguna otra sustancia. La complejidad de los mecanismos de retroalimentación aumenta de forma considerable en los sistemas hormonales cuya secreción está regulada por los efectos activadores o inhibidores de otras hormonas.


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Los diferentes mecanismos de retroalimentación que controlan la secreción hormonal (figura 13.32): Figura 13.32 Mecanismos de retroalimentación usados por los sistemas hormonales bajo control hipotalámico-hipofisario.

Explicación de la figura: 1. Cuando la concentración en

sangre de hormonas producidas por estas glándulas diana aumenta, el hipotálamo detiene la secreción de hormonas liberadoras.

2. El nivel de hormona en sangre también puede regular la secreción de hormonas adenohipofisarias.

La adenohipófisis ajusta la liberación de hormonas trópicas para controlar la secreción de las glándulas sobre las que actúan. Este mecanismo reduce la capacidad que tienen las células adenohipofisarias de responder a las hormonas liberadas más que afectar a su capacidad secretora.

3. Las hormonas hipofisarias constituyen una señal de retroalimentación que puede afectar a la liberación de hormonas hipotalámicas. Este sistema de control también interviene en la regulación de las gonadotropinas.

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

El SNC a través del hipotálamo regula la secreción de las hormonas producidas por las glándulas endocrinas. Estas hormonas llegan a través de la circulación sanguínea a diferentes órganos, entre ellos el cerebro, cerrando así un bucle de retroalimentación.

TEMA 14: PSICONEUROINMUNOLOGIA Psicobiología

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TEMA 14: PSICONEUROINMUNOLOGÍA EL NACIMIENTO DE LA PSICONEUROINMUNOLOGIA La Psiconeuroinmunología tiene como objeto de estudio las interrelaciones que de forma bidireccional se establecen entre el SN, el sistema endocrino, el sistema inmune y la conducta. La principal premisa que asume es que el SN, el sistema endocrino y el sistema inmune constituyen un único e integrado sistema de defensa, cuyo objetivo es lograr la adaptación del individuo a su medio, lo que garantiza su supervivencia y la de su especie. Figura 14.1 Objeto de estudio de la Psiconeuroinmunología.

UNA VISIÓN GENERAL DEL SISTEMA INMUNE Las respuestas de defensa contra los agentes extraños pueden considerarse una parte esencial de la homeostasis, pues aseguran la integridad del medio interno ante agentes nocivos como bacterias, hongos, virus y parásitos y ante enemigos internos como las células tumorales. El sistema encargado de desencadenar las respuestas de defensa ante los agentes extraños es el sistema inmune, que se encuentra diseminado por todo el organismo y que permanece en un constante estado de alerta. Comprende una serie de órganos y tejidos que reciben el nombre de linfoides y que funcionan de forma integrada.


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Los órganos linfoides primarios, denominados así por ser órganos donde se originan y diferencian todas las células inmunitarias, son el timo y la médula ósea. Es en la médula ósea donde se originan no sólo las células inmunitarias que son los glóbulos blancos o leucocitos, sino también el resto de células sanguíneas como los glóbulos rojos o hematíes y las plaquetas. Tabla 14.1 Las células sanguíneas: las células inmunitarias


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Las células inmunitarias (glóbulos blancos o leucocitos) se clasifican en:

- Linfocitos: son los leucocitos más pequeños y se clasifican principalmente en linfocitos B y linfocitos T.

- Monolitos: son los leucocitos de mayor tamaño y se convierten en macrófagos ante la presencia de un agente extraño al que destruyen por fagocitosis, siendo capaces de enfrentarse a microorganismos de gran tamaño.

- Granulocitos: se clasifican según sus propiedades de coloración en:

- Neutrófilos: son los más numerosos son los neutrófilos y se movilizan ante los primeros síntomas de inflamación y destruyen a las partículas extrañas y los microorganismos, especialmente las bacterias, por fagocitosis.

- Eosinófilos: parecen estar relacionados con las infecciones por parásitos.

- Basófilos: están implicados en la respuesta inflamatoria de los tejidos y en las alergias.

Una vez originadas y diferenciadas muchas células inmunitarias abandonan los órganos linfoides primarios y circulan por todo el organismos formando parte de la sangre, alcanzando los tejidos corporales y los órganos linfoides secundarios, entre los que se encuentran el sistema linfático1, el bazo, el apéndice, las amígdalas y ciertos tejidos del tubo digestivo y de los pulmones.

1 El sistema linfático está formado por los vasos linfáticos y los ganglios o nódulos linfáticos, distribuidos por todo el cuerpo, aunque se encuentran más concentrados en el cuello, las axilas y las ingles.


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Figura 14.2 Órganos linfoides

Aunque todos los seres vivos son capaces de detectar y rechazar los agentes extraños, las respuestas de defensa de algunos de ellos, como las plantas, las esponjas o los insectos, constituyen una respuesta inespecífica no existe un reconocimiento específico de cada uno por separado, sino un reconocimiento global de todos ellos como agentes extraños, por lo que tampoco existe una respuesta específica para cada sino una respuesta que es común para todos. Aparece por primera vez en los vertebrados un nuevo tipo de respuesta que recibe el nombre de respuesta inmune específica o adaptativa aunque permanece también la respuesta inespecífica.

Existen mecanismos específicos de reconocimiento de un determinado agente y respuestas específicas contra ese agente. Este tipo de respuesta es lo que se denomina respuesta inmune. Esta respuesta necesita un cierto tiempo para su puesta en funcionamiento por lo que ahí entra en juego la respuesta inespecífica. Figura 14.3 Las respuestas de defensa del organismo: la respuesta inespecífica y la respuesta específica

1. La respuesta inmune específica

Este tipo de respuesta puede ser provocada por la presencia de cualquier molécula que sea reconocida como extraña al organismo, pudiendo proceder esta molécula tanto del exterior como del interior del organismo.


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Antígeno: cualquier molécula que dentro del organismo pueda ser reconocida por el sistema inmune y sea capaz de desencadenar una respuesta de este sistema. Alergia: cualquier molécula que normalmente no desencadena una respuesta del sistema inmune y no es nociva para el organismo puede convertirse en antígeno provocando una respuesta de este sistema. Enfermedad autoinmune: se origina debido a que moléculas propias del organismo se llegan a considerar extrañas así en antígenos que el sistema inmune ataca y destruye. Frente a la respuesta inespecífica, la respuesta específica se caracteriza por:

- su especificidad pues el sistema inmune reconoce de forma particular a un determinado antígeno.

- su eficacia, pues se ponen en marcha respuestas específicas eficaces contra ese antígeno concreto.

- su memoria inmunológica ya que la exposición a un determinado antígeno protege al organismo durante años e incluso durante toda la vida del individuo ante exposiciones posteriores a ese agente.

Las principales células inmunitarias mediadoras de la respuesta específica son un tipo de leucocitos denominados linfocitos. Existen 2 tipos principales, los B y los T o también llamados células B y células T. Ambos tipos de linfocitos difieren en la forma en que se enfrentan al agente extraño, originando 2 tipos de respuesta específica:

- la respuesta mediada por anticuerpos en el caso de los linfocitos B

- la respuesta mediada por células en el caso de los linfocitos T.


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Figura 14.4 Origen y diferenciación de los linfocitos B y T

- Respuesta Mediada por Anticuerpos Este tipo de respuesta inmune recibe también el nombre de inmunidad humoral, pues tiene lugar en los humores o líquidos corporales entre los que se encuentra la sangre. Esta respuesta está mediada por lo linfocitos B que no atacan directamente al antígeno sino que producen unas moléculas específicas denominadas anticuerpos, que se enfrentan a él y activan diversos mecanismos que desencadenan su destrucción. Los anticuerpos son proteínas que reconocen de forma específica a los antígenos o cuerpos extraños al organismos, aquellos que no son reconocidos como propios. Son particularmente activos contra las bacterias, los virus y las sustancias tóxicas que éstos producen. Existe una gran variedad de linfocitos B patrullando por el organismo, siendo cada uno de ellos capaz de reconocer un antígeno específico, pues portan en sus membranas celulares diferentes tipos de receptores. Cuando reconoce un determinado antígeno, establece una conexión con él que es similar a la que forman los neurotransmisores y sus receptores en el SN. Esta unión produce la activación de ese linfocito B que aumenta de tamaño y sufre sucesivas divisiones celulares, dando origen a 2 tipos de células hijas:


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- células plasmáticas: responsables de la producción masiva de anticuerpos contra un antígeno específico

- células de memoria: no secretan anticuerpos por sí mismas, sino

únicamente cuando son nuevamente expuestas al mismo antígeno. Son responsables de desencadenar una respuesta inmune rápida ante una nueva invasión del mismo agente y que esta rápida respuesta es la base de la memoria inmunológica.

Figura 14.5 Activación de los linfocitos B

Una vez producidos por las células plasmáticas, los anticuerpos son liberados al exterior celular pasando al plasma sanguíneo (anticuerpos circulantes) donde se unen a los antígenos formando el denominado complejo antígeno-anticuerpo que pone en marcha diferentes mecanismos para contrarrestar al invasor.


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Figura 14.6 Estructura, tipos y mecanismos de actuación de los anticuerpos

- Respuesta Mediada por Células Este tipo de respuesta está mediado por células que atacan de una forma más directa al agente extraño, por lo que se denomina respuesta inmune mediada por células. Es un tipo de respuesta complementaria a la desencadenada por los linfocitos B, pues los anticuerpos no son capaces de proteger al organismo contra los agentes extraños en todas las situaciones. Si pasan rápidamente al interior celular donde establecen la infección, los anticuerpos circulantes no los detectan. En esta respuesta participan los linfocitos T. Estos se encuentran patrullando por el organismo y poseen receptores en su superficie celular que están especializados en el reconocimiento de un determinado antígeno, existiendo millones de recetores diferentes.


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A diferencia de los linfocitos B, los receptores de los linfocitos T no son capaces de reconocer los antígenos libres, no se fijan a la molécula completa del antígeno, sino que únicamente reconocen y se unen a pequeños fragmentos del mismo. Esta característica es muy útil si un virus ha infectado una célula y se está replicando en su interior, pues durante este proceso algunos de los fragmentos del virus son exhibidos en la superficie de la célula infectada pudiendo ser entonces reconocidos por los linfocitos T. Los linfocitos T reconocen los antígenos ocultos en las células, actuando de forma coordinada con los linfocitos B, cuyos anticuerpos reconocen y contrarrestan los antígenos enteros libres. Los linfocitos T necesitan la colaboración de otras células que les muestren esos fragmentos del antígeno, reciben el nombre de células presentadoras de antígenos. En este proceso de reconocimiento del antígeno por parte de los linfocitos T se requiere que el fragmento del antígeno sea presentado por unas proteínas especializadas, las proteínas CMH, de estas células presentadoras del antígeno y que también son reconocidas por receptores específicos en la superficie celular del linfocito T. El sistema inmune reconoce a las células del organismo como propias gracias a estas proteínas localizadas en la superficie de las células de todos los mamíferos y que están codificados por genes que forman parte del denominado Complejo Mayor de Histocompatibilidad (CMH), en el ser humano recibe el nombre de Complejo Antígeno Leucocitario Humano o HLA. Mediante los distintos receptores que poseen los linfocitos T, éstos son capaces de reconocer:

- por una parte a un determinado antígeno - por otra a una célula propia del organismo que al estar infectada

debe ser destruida. Si no ocurre este doble proceso de reconocimiento el linfocito T no se activa. La activación de los linfocitos T desencadena al igual que sucede en los linfocitos B, sucesivas divisiones celulares que dan origen a 2 tipos de células hijas, las células activas y las células de memoria. Los linfocitos T resultantes de estas divisiones celulares son células idénticas al linfocito originalmente activado por el antígeno, por lo que


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destruirán todas las células infectadas por ese antígeno (eficacia y especificidad de la respuesta inmune). En la respuesta mediada por células también se producen células de memoria que pueden permanecer indefinidamente en el organismo y activarse ante la nueva presencia de ese antígeno (memoria inmunológica). Entre las células T activadas por la presencia del antígeno se encuentran diferentes tipos de linfocitos, algunos de los cuales desempeñan un papel fundamental en la proliferación y diferenciación de los linfocitos B a células plasmáticas productoras de anticuerpos y a células de memoria. Figura 14.9 Activación de los linfocitos T

Explicación: Cuando un linfocito T reconoce un antígeno específico, presentado por una molécula propia (proteína CMH) de una célula del organismo o de una célula inmunitaria (células presentadoras de antígenos), se produce su activación que desencadena sucesivas divisiones celulares que originarán diferentes tipos de linfocitos T activos y células de memoria.


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Los linfocitos T activos desempeñan funciones muy diversas en la respuesta inmune:

- las células T colaboradoras son el tipo mayoritario y desempeñan un papel fundamental en la proliferación y diferenciación de los linfocitos B y T

- las células T citotóxicas son los linfocitos T más sencillos - las células T supresoras están implicadas en la supresión de la

respuesta de los linfocitos B y T una vez que el antígeno ha sido controlado.

Figura 14.10 Las respuestas desencadenas por el sistema inmune constituyen una respuesta integrada.

Explicación:

1. Una de las primeras respuestas del organismo está constituida por los neutrófilos con una vida media corta

2. También está constituida esa primera respuesta por los macrófagos, con una vida media más laga que fagocitan las


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células infectadas y forman parte de los mecanismos de defensa inespecíficos.

3. También son activadas las enzimas del complemento presentes en la sangre, que producen orificios en la pared celular del microorganismo desencadenando su destrucción.

4. Se ponen en marcha una serie de procesos que desencadenan la respuesta inmune específica. Los macrófagos actúan como células presentadoras de antígenos exponiendo en su superficie celular fragmentos de los mismos para que éstos puedan se reconocidos por un tipo de linfocitos, los T colaboradores.

5. Estos linfocitos liberan sustancias químicas fundamentales para que los linfocitos B una vez activados por el antígeno, puedan proliferar y diferenciarse a células plasmáticas productoras de anticuerpos y células de memoria (7). Los anticuerpos circulantes ponen en marcha diversos mecanismos de actuación contra el antígeno.

6. Las sustancias químicas liberadas por los linfocitos T colaboradores también son necesarias para la diferenciación y proliferación de otro tipo de linfocitos, los linfocitos T citotóxicos a células activas y células de memoria (7). Los linfocitos T citotóxicos ponen en marcha diferentes mecanismos para hacer frente al invasor, como la liberación de sustancias químicas que producen la muerte de las células diana, que atraen a los macrófagos estimulando la fagocitosis o que activan a las células asesinas.

7. células de memoria 8. Otro tipo de linfocitos, los linfocitos T supresores, se encargan de

retrasar o inhibir la respuesta inmune cuando se ha conseguido frenar al invasor.

La respuesta inmune específica no sólo pone en marcha mecanismos propios de actuación contra el antígeno, sino que además, potencia los mecanismos implicados en la respuesta inespecífica. INTERACCIONES ENTRE EL SISTEMA NERVIOSO, EL SISTEMA ENDOCRINO Y EL SISTEMA INMUNE El sistema inmune no es un sistema independiente con funcionamiento totalmente autónomo, sino que forma parte de un sistema integrado de defensa, junto con el SN y el sistema endocrino.


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El SN y el sistema endocrino pueden modular la actividad del sistema inmune y que a la inversa el sistema inmune también puede afectar la actividad de los sistemas mencionados (interacción bidireccional).

1. El sistema nervioso y el sistema endocrino como moduladores de la función inmune

El hecho de que las lesiones en el hipotálamo, principal centro regulador del sistema endocrino, produjera alteraciones de la función inmune, sugirió también una posible relación entre el sistema endocrino y el sistema inmune. El sistema neuroendocrino es capaz de modular la actividad del sistema inmune mediante diversos mecanismos que implican la liberación de neurotransmisores, de hormonas y de neuropéptidos. Entre estos mecanismos cabe destacar la liberación de neurotransmisores por parte del SN autónomo y la liberación de hormonas por parte del sistema endocrino. Existencia de fibras nerviosas simpáticas en los órganos linfoides, descubriéndose una vía de comunicación entre el SN y el sistema inmune a través del SN autónomo. Tanto los órganos linfoides primarios (médula ósea y timo) como los secundarios (bazo, ganglios linfáticos y otros tejidos linfoides) están inervados por fibras nerviosas simpáticas noradrenérgias (fibras postganglionares) que establecen contactos similares a las sinapsis con las células inmunitarias localizadas en estos órganos. Además el sistema neuroendocrino puede modular la actividad del sistema inmune mediante otra vía que está mediada por la liberación de hormonas. La actividad inmuno-moduladora de las hormonas producidas en el SN central (hipotálamo) así como en distintas glándulas suprarrenales, la glándula pineal, la glándula tiroides, las gónadas y el timo. Las neurohormonas y las hormonas liberadas por las diferentes glándulas llegan a través de la sangre a los diferentes tejidos y órganos del cuerpo, incluido los tejidos linfoides.


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En la superficie de las células inmunitarias entre las que se encuentran la ACTH, las hormonas tiroideas, la hormona del crecimiento GH, la prolactina PRL… La interacción entre las hormonas y sus receptores en las células inmunitarias puede modular la función inmune alterando la actividad celular (mediante la formación de segundos mensajeros como el AMPc y el GMPc) y la producción de las sustancias químicas liberadas por las células inmunitarias en el curso de las respuestas del sistema inmune. Otras parecen desempeñar el papel contrario, poseen un efecto inmunosupresor. También se han localizado receptores para otros neurotransmisores en las células inmunitarias, entre los que se encuentran la serotonina, la dopamina y la acetilcolina. Las interacciones entre los neurotransmisores y las células inmunitarias son muy complejas, pues los neurotransmisores pueden actuar no sólo de forma directa sobre ellas, sino también liberando, a su vez, moléculas que actúen de intermediarias entre los terminales nerviosos y las células inmunitarias2. También se ha planteado que el SN podría modular la función inmune mediante la liberación de neuropéptidos. Hay fibras nerviosas que liberan péptidos y de receptores para estas sustancias en algunos órganos linfoides. Entre estas sustancias cabe destacar a los péptidos opioides endógenos, como las encefalinas y las endorfinas, localizándose receptores para estas sustancias en diferentes componentes del sistema inmune.

2 Entre los efectos que los neurotransmisores pueden producir se encuentran:

- la proliferación, diferenciación y activación o inactivación de los linfocitos - la secreción de moléculas específicas como anticuerpos y citocinas - la modificación del tráfico celular al afectar a la movilidad de los linfocitos hacia alguna zona

concreta del sistema vascular, alterando la permeabilidad de los vasos sanguíneos y el flujo sanguíneo

- la regulación de la actividad, expresión o acción de otros neurotransmisores, hormonas y sustancias liberadas por las células inmunitarias (citocinas)

- pueden alterar la expresión de receptores, como los receptores para el antígeno en linfocitos B y T o de los receptores para citocinas y otos neurotransmisores.


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Importantes células inmunitarias como los macrófagos, los linfocitos y las células asesinas son muy sensibles a la acción de estas sustancias. La administración de sustancias opiáceas puede afectar las respuestas del sistema inmune desencadenando, mediante su efecto en el SN central, diversos mecanismos inmunosupresores.

2. El sistema inmune como modulador de la actividad del SN y del sistema endocrino

El hipotálamo es el centro encefálico fundamental en la comunicación que se establece entre el sistema inmune, el SN y el sistema endocrino, integrando las respuestas emitidas por estos sistemas. En el curso de las respuestas desencadenantes por el sistema inmune, las células inmunitarias liberan diversas sustancias químicas cuya función es regular las interacciones que tienen lugar entre ellas para actuar de forma coordinada. Estas sustancias se denominan, en función de su procedencia:

- interleucinas: si son liberadas por leucocitos - linfocinas: si son liberadas por los linfocitos - monocinas: si son liberadas por los monocitos/macrófagos.

Inicialmente se pensó que estas sustancias estaban únicamente implicadas en el control de los procesos inmunológicos. Sin embargo, también eran liberadas por otros tejidos del organismo, incluido el SN, recibieron el nombre más genérico de citocinas. Citocinas: coordinan y regulan casi todos los procesos fisiológicos, y que están también implicas en la modulación de una gran variedad de conductas y procesos psicológicos.


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Figura 14.11 Principales vías de comunicación entre el SN, el sistema endocrino y el sistema inmune.

Explicación: El SN puede modular la actividad del sistema inmune mediante diversos mecanismos, entre los que se encuentra la activación del sistema endocrino y del SN autónomo. La activación del sistema endocrino puede modular la actividad inmune de diversas formas:

1. mediante neurohormonas liberadas a la sangre a través de la hipófisis posterior

2. y factores liberadores hipotalámicos 3. mediante las hormonas liberadas por la hipófisis anterior 4. y mediante las hormonas liberadas por las glándulas que se

encuentran bajo control de la hipófisis 5. La activación del SN simpático, en la que están implicados

diversos núcleos del tronco del encéfalo, produce la liberación de noradrenalina en diferentes tejidos linfoides.


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Por otro lado, las vías de comunicación usadas por las citocinas liberadas por el sistema inmune para modular la actividad nerviosa y hormonal parecen ser muy diversas:

6. mediante la activación del nervio vago 7. a través de la sangre alcanzando los núcleos y estructuras

encefálicas que no están protegidas por la barrera hematoencefálica

8. o alcanzando estructuras encefálicas que si están protegidas por la barrera mediante proteínas de membrana que las transportan desde la sangre al tejido nervioso.

9. Otro mecanismo de actuación parece ser el de estimular la secreción de citocinas o de otras moléculas mediadoras por parte del propio tejido nervioso como la serotonina, las catecolaminas, las prostaglandinas o el óxido nítrico.

Las citocinas pueden modular también el funcionamiento del SN y del sistema endocrino, produciendo cambios en la actividad nerviosa y hormonal. Las citocinas son los principales mensajeros químicos liberados por el sistema inmune para transmitir información al SN y al sistema endocrino, siendo capaces de afectar a complejos circuitos neurales implicados en la regulación de las funciones fisiológicas y de diversos aspectos de la conducta. Hay además receptores de citocinas en el SN y en el sistema endocrino, tanto en neuronas como en células gliales, así como en células secretoras de hormonas. A través de estos receptores las citocinas son capaces de producir cambios en los niveles de neurotransmisores y de hormonas, tanto a nivel central (hipotálamo) como directamente en diversas glándulas. Por otro lado las células del sistema inmune (principalmente linfocitos y macrófagos) también liberan péptidos, hormonas y neurotransmisores, entre los que se encuentran los péptidos opioides endógenos, la ACTH, la sustancia P, la serotonina, la noradrenalina y la acetilcolina. Estos pueden constituir otra vía de comunicación por la que el sistema inmune puede modular la actividad del SN central, del SN autónomo y del sistema endocrino.


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INTERACCIONES ENTRE EL SISTEMA INMUNE Y LA CONDUCTA

1. El sistema inmune como modulador de la conducta El individuo enfermo muestra a nivel conductual una serie de alteraciones. Estos síntomas pueden ser inducidos por las citocinas liberadas por las células inmunitarias mediante su efecto en el SNC. Por ello se plantea que los cambios conductuales que se producen en los sujetos enfermos podrían constituir una estrategia altamente organizada, importante para la supervivencia del organismo, que reflejaría la reorganización a nivel central del estado motivacional durante la enfermedad. La reorganización del estado motivacional del organismo en un sujeto enfermo, le permitiría enfrentarse con mayor eficacia a los agentes extraños al redistribuir sus limitados recursos y relegar determinadas conductas a un segundo plano. Durante la enfermedad las citocinas actuarían como señales endógenas en el SNC para activar las estructuras nerviosas implicadas en la regulación tanto de los componentes fisiológicos de la enfermedad (fiebre por ejemplo) como de sus componentes subjetivos y conductuales. Figura 14.12 Componentes conductuales y fisiológicos de la enfermedad como resultado de la acción de las citocinas en el SNC.


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La terapia con citocinas ha sido asociada con el desarrollo de desórdenes cognitivos y psiquiátricos muy variados. Las citocinas podrían participar, al igual que diversos neuropéptidos, hormonas y neurotransmisores en la regulación de las funciones adaptativas del organismo, que serían integradas por el sistema límbico y el hipotálamo.

2. Modulación conductual de la función inmune La actividad del sistema inmune podía ser alterada mediante comportamientos condicionados. Figura 14.13 Condicionamiento de la función inmune. Las respuestas del sistema inmune pueden ser moduladas por un proceso de condicionamiento clásico.

La eficacia de la inmunosupresión condicionada, que parece afectar especialmente a las respuestas de los linfocitos T. Podía usarse la inmunosupresión condicionada para inhibir la actividad del sistema inmune en las enfermedades autoinmunes. Se han comprobado alteraciones en las respuestas del sistema inmune en algunos trastornos psicopatológicos. Algunas funciones fisiológicas del organismo que se encuentran bajo el control del SN autónomo, como la presión arterial, la tasa cardiaca, la temperatura corporal… pueden se reguladas por medio de técnicas con un enfoque conductual. Las características de la conducta y de la personalidad de los individuos y los estados afectivos o emocionales pueden modular también el estado funcional del sistema inmune.


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El papel que los factores psicológicos y sociales pueden desempeñar en la progresión o remisión de algunas enfermedades como el cáncer. Diferentes factores psicológicos y sociales pueden afectar el estado emocional del individuo, en cuya regulación desempeña un importante papel el sistema límbico. Es posible que los factores psicosociales puedan modular, la función inmune y por tanto la susceptibilidad a las enfermedades. LAS RESPUESTAS DEL ORGANISMO ANTE EL ESTRÉS: UN EJEMPLO DE LAS INTERACCIONES ENTRE LA CONDUCTA, EL SN, EL SISTEMA ENDOCRINO Y EL SISTEMA INMUNE Tanto en animales como en humanos, una gran variedad de acontecimientos psicosociales que son percibidos como estresantes por el organismo pueden producir alteraciones de la función inmune. Es importante destacar que una misma situación puede ser estresante para un individuo y no serlo para otro, por lo que el factor determinante es la apreciación que el sujeto hace de esa situación y no la situación en sí misma. En situaciones de estrés puede darse en principio una activación del sistema inmune, si el estrés es intenso y prolongado, se produce inmunosupresión y estos efectos inmunosupresores afectan tanto a la respuesta específica como a la respuesta inespecífica. En situaciones de estrés los individuos parecen ser más susceptibles a diversas enfermedades. En las situaciones de estrés se produce una activación del eje hipotalámico-hipofisiario-adrenal (HHA) con la consiguiente elevación de los niveles de ciertas hormonas como la CRH, la ACTH y los glucocorticoides así como una activación del SN simpático que libera catecolaminas. La activación del eje HHA parece constituir un mecanismo de regulación de la función inmune por parte del SN para evitar que una excesiva activación del sistema inmune pueda poner en peligro la homeostasis. Si en las situaciones de estrés hay una intensa y prolongada activación de este medicamos natural de control de la actividad inmune, la liberación continuada de estas hormonas puede llegar a producir un estado inmunosuprimido. Los glucocorticoides constituyen uno de los principales mecanismos mediadores de la inmunosupresión producida por estrés. Algo similar con las catecolaminas liberadas por la médula adrenal.


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Figura 14.14 Modelo representativo de los principales mecanismos implicados en las alteraciones de la actividad nerviosa, hormonal e inmune, producidas por estrés

En situaciones de estrés también son liberadas otras hormonas, como la prolactina y neuropéptidos como las endorfinas y las encefalinas. Los péptidos opioides endógenos, equiparables probablemente a una situación de estrés prolongada, efectos inmunosupresores, mientras que el papel de la prolactina podría ser el de restablecer la inmunosupresión producida por las otras hormonas liberadas en estas situaciones. Los estímulos percibidos como estresantes son traducidos a modificaciones en la actividad de los sistemas de neurotransmisores, neuropéptidos y hormonas, pudiendo afectar al estado emocional del


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individuo, en cuya regulación desempeña un papel fundamental el sistema límbico. El sistema límbico envía información a otros núcleos y estructuras del SN, entre los que se encuentran el hipotálamo, principal centro regulador del SN autónomo y del sistema endocrino. La existencia de estas conexiones nerviosas proporciona el medio por el que las situaciones percibidas como estresantes pueden producir cambios en la actividad del SN autónomo y del sistema endocrino, que constituyen, a su vez, dos importantes vías de comunicación con el sistema inmune. Los factores psicosociales percibidos como estresantes pueden alterar la función inmune y por tanto afectar la salud del individuo al aumentar la susceptibilidad a las enfermedades.

Resumen temas 12 al 14 psicobiología

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