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Articulo de referencia

Eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal

Esquema del eje HPA (CRH, hormona liberadora de corticotropina ; ACTH, hormona adrenocorticotrópica ) Hipotálamo, glándula pituitaria y corteza suprarrenal El eje hipotalámico-h...

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Esquema del eje HPA (CRH, hormona liberadora de corticotropina ; ACTH, hormona adrenocorticotrópica )
Hipotálamo, glándula pituitaria y corteza suprarrenal

El eje hipotalámico-hipofisario-suprarrenal ( eje HPA ) es un eje neuroendocrino que controla la secreción de hormonas corticosteroides relacionadas con el estrés. El eje HPA consta de tres componentes: el hipotálamo (una parte del cerebro situada debajo del tálamo ), la hipófisis (una estructura con forma de guisante situada debajo del hipotálamo) y las glándulas suprarrenales (también llamadas suprarrenales) (pequeños órganos cónicos situados encima de los riñones ). Estas estructuras y sus interacciones constituyen el eje HPA.

El eje HPA es un importante sistema neuroendocrino [ 1 ] que controla las reacciones al estrés y regula numerosos procesos corporales, como la digestión , las respuestas inmunitarias , el estado de ánimo y las emociones , la actividad sexual y el almacenamiento y gasto de energía. Es el mecanismo común de interacción entre glándulas , hormonas y partes del mesencéfalo que median el síndrome de adaptación general (SAG). [ 2 ]

Si bien las hormonas esteroides se producen principalmente en vertebrados , el papel fisiológico del eje HPA y de los corticosteroides en la respuesta al estrés es tan fundamental que también se pueden encontrar sistemas análogos en invertebrados y organismos unicelulares .

El eje HPA, el eje hipotalámico-hipofisario-gonadal (HPG) , el eje hipotalámico-hipofisario-tiroideo (HPT) y el sistema hipotalámico-neurohipofisario son los cuatro principales sistemas neuroendocrinos a través de los cuales el hipotálamo y la hipófisis dirigen la función neuroendocrina . [ 1 ]

Anatomía

Los elementos clave del eje HPA son: [ 3 ]

La CRH y la vasopresina se liberan desde las terminaciones nerviosas neurosecretoras en la eminencia media . La CRH se transporta a la hipófisis anterior a través del sistema vascular portal del tallo hipofisario , y la vasopresina se transporta por vía axonal a la hipófisis posterior . Allí, la CRH y la vasopresina actúan sinérgicamente para estimular la secreción de ACTH almacenada por las células corticotropas. La ACTH se transporta por la sangre a la corteza suprarrenal , donde estimula rápidamente la biosíntesis de corticosteroides como el cortisol a partir del colesterol . El cortisol es una importante hormona del estrés y tiene efectos en muchos tejidos del cuerpo, incluido el cerebro. En el cerebro, el cortisol actúa sobre dos tipos de receptores: receptores de mineralocorticoides y receptores de glucocorticoides , que se expresan en muchos tipos diferentes de neuronas. Un objetivo importante de los glucocorticoides es el hipotálamo , que es un centro de control principal del eje HPA. [ 5 ]

La vasopresina puede considerarse una "hormona de conservación de agua" y también se conoce como " hormona antidiurética (ADH)". Se libera cuando el cuerpo está deshidratado y tiene potentes efectos de conservación de agua en el riñón. También es un potente vasoconstrictor . [ 6 ]

Para el funcionamiento del eje HPA son importantes algunos de los siguientes bucles de retroalimentación:

  • El cortisol producido en la corteza suprarrenal ejerce una retroalimentación negativa que inhibe tanto el hipotálamo como la hipófisis. Esto reduce la secreción de CRH y vasopresina, y también disminuye directamente la escisión de la proopiomelanocortina (POMC) en ACTH y β-endorfinas.
  • Epinephrine and norepinephrine (E/NE) are produced by the adrenal medulla through sympathetic stimulation and the local effects of cortisol (upregulation enzymes to make E/NE). E/NE will positively feedback to the pituitary and increase the breakdown of POMCs into ACTH and β-endorphins.

Function

Release of corticotropin-releasing hormone (CRH) from the hypothalamus is influenced by stress, physical activity, illness, by blood levels of cortisol and by the sleep/wake cycle (circadian rhythm). In healthy individuals, cortisol rises rapidly after wakening, reaching a peak within 30–45 minutes. It then gradually falls over the day, reaching a trough during the middle of the night. This corresponds to the rest-activity cycle of the organism.[7] An abnormally flattened circadian cortisol cycle has been linked with chronic fatigue syndrome,[8]insomnia[9] and burnout.[10]

The HPA axis has a central role in regulating many homeostatic systems in the body, including the metabolic system, cardiovascular system, immune system, reproductive system and central nervous system. The HPA axis integrates physical and psychosocial influences in order to allow an organism to adapt effectively to its environment, use resources, and optimize survival.[7]

Anatomical connections between brain areas such as the amygdala, hippocampus, prefrontal cortex and hypothalamus facilitate activation of the HPA axis.[11] Sensory information arriving at the lateral aspect of the amygdala is processed and conveyed to the amygdala's central nucleus, which then projects out to several parts of the brain involved in responses to fear. At the hypothalamus, fear-signaling impulses activate both the sympathetic nervous system and the modulating systems of the HPA axis.

Increased production of cortisol during stress results in an increased availability of glucose in order to facilitate fighting or fleeing. As well as directly increasing glucose availability, cortisol also suppresses the highly demanding metabolic processes of the immune system, resulting in further availability of glucose.[7]

Los glucocorticoides desempeñan muchas funciones importantes, incluida la modulación de las reacciones al estrés, pero en exceso pueden ser perjudiciales. Se cree que la atrofia del hipocampo en humanos y animales expuestos a estrés severo se debe a la exposición prolongada a altas concentraciones de glucocorticoides . Las deficiencias del hipocampo pueden reducir los recursos de memoria disponibles para ayudar al cuerpo a formular reacciones adecuadas al estrés. [ 12 ]

Sistema inmunitario

Existe comunicación y retroalimentación bidireccional entre el eje HPA y el sistema inmunitario . Varias citocinas , como la IL-1 , la IL-6 , la IL-10 y el TNF-alfa, pueden activar el eje HPA, aunque la IL-1 es la más potente. A su vez, el eje HPA modula la respuesta inmunitaria, y los altos niveles de cortisol provocan una supresión de las reacciones inmunitarias e inflamatorias. Esto ayuda a proteger al organismo de una sobreactivación letal del sistema inmunitario y minimiza el daño tisular causado por la inflamación. [ 7 ]

En muchos sentidos, el SNC goza de un " privilegio inmunológico ", pero desempeña un papel importante en el sistema inmunitario y, a su vez, se ve afectado por él. El SNC regula el sistema inmunitario a través de vías neuroendocrinas , como el eje HPA. El eje HPA es responsable de modular las respuestas inflamatorias que se producen en todo el cuerpo. [ 13 ] [ 14 ]

Durante una respuesta inmunitaria, las citocinas proinflamatorias (p. ej., IL-1) se liberan en el sistema circulatorio periférico y pueden atravesar la barrera hematoencefálica, donde pueden interactuar con el cerebro y activar el eje HPA. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] Las interacciones entre las citocinas proinflamatorias y el cerebro pueden alterar la actividad metabólica de los neurotransmisores y causar síntomas como fatiga, depresión y cambios de humor. [ 14 ] [ 15 ] Las deficiencias en el eje HPA pueden desempeñar un papel en las alergias y las enfermedades inflamatorias/autoinmunes, como la artritis reumatoide y la esclerosis múltiple . [ 13 ] [ 14 ] [ 17 ]

When the HPA axis is activated by stressors, such as an immune response, high levels of glucocorticoids are released into the body and suppress immune response by inhibiting the expression of proinflammatory cytokines (e.g. IL-1, TNF alpha, and IFN gamma) and increasing the levels of anti-inflammatory cytokines (e.g. IL-4, IL-10, and IL-13) in immune cells, such as monocytes and neutrophils.[14][15][17][18]

The relationship between chronic stress and its concomitant activation of the HPA axis, and dysfunction of the immune system is unclear; studies have found both immunosuppression and hyperactivation of the immune response.[18]

Stress

Schematic overview of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis. Stress activates the HPA-axis and thereby enhances the secretion of glucocorticoids from the adrenals.

Activation of the HPA axis causes release of glucocorticoids, which target numerous organ systems to activate energy reserves in response to stress demands.[19] The HPA stress response is controlled mostly by neural mechanisms, which cause release of corticotrophin releasing hormone (CRH) from the hypothalamus. Neural mechanisms determining responses to chronic stress are different from those that control acute reactions. Individual responses to acute or chronic stress are determined by multiple factors, including age, gender, genetics, environmental factors, and early life experiences.[19]

Stress and development

Prenatal stress

There is evidence that prenatal stress can influence HPA regulation. In humans, prolonged maternal stress during gestation is associated with mild impairment of intellectual activity and language development in their children, and with behavior disorders such as attention deficits, schizophrenia, anxiety and depression; self-reported maternal stress is associated with a higher irritability, emotional and attentional problems.[20]

Hay evidencia de que el estrés prenatal puede afectar la regulación del eje HPA en humanos. Los niños que sufrieron estrés prenatal pueden mostrar ritmos de cortisol alterados . El estrés prenatal también se ha relacionado con una tendencia a la depresión y una corta capacidad de atención en la infancia. [ 21 ] Durante el embarazo, el estrés materno suele estar asociado con un aumento en los niveles de glucocorticoides, específicamente cortisol, que puede viajar a través de la placenta y afectar la trayectoria del desarrollo neuroendocrino fetal [ 22 ] .

Estas exposiciones hormonales pueden moldear el sistema de regulación del estrés de la descendencia a largo plazo, lo que conlleva alteraciones en los patrones de actividad del cortisol y desregulación de los ritmos circadianos en la infancia [ 23 ] . Además, el momento de la exposición al estrés durante la gestación puede desempeñar un papel crucial, ya que un pico de cortisol materno al inicio del embarazo tiene una correlación negativa con el desarrollo cognitivo en los lactantes [ 24 ] .  

Las alteraciones en la estructura y función de las áreas cerebrales relacionadas con el procesamiento emocional y cognitivo, como la amígdala y la corteza prefrontal, se han relacionado con el estrés prenatal [ 25 ] .

estrés en la primera infancia

Se ha demostrado que la exposición a factores estresantes leves o moderados en las primeras etapas de la vida mejora la regulación del eje HPA y promueve una resiliencia al estrés a lo largo de la vida. Por el contrario, la exposición temprana a un estrés extremo o prolongado puede inducir una hiperreactividad del eje HPA y contribuir a una vulnerabilidad al estrés de por vida. [ 26 ]

Los adultos supervivientes de abuso infantil han mostrado concentraciones elevadas de ACTH en respuesta a una tarea de estrés psicosocial en comparación con los controles no afectados y los sujetos con depresión , pero no con los que sufrieron abuso infantil. [ 27 ]

El eje HPA estaba presente en las primeras especies de vertebrados y se ha mantenido altamente conservado por una fuerte selección positiva debido a sus funciones adaptativas cruciales. [ 28 ] La programación del eje HPA está fuertemente influenciada por el entorno perinatal y juvenil temprano, o "entorno de la vida temprana". [ 29 ] El estrés materno y los diferentes grados de cuidado pueden constituir adversidades en la vida temprana, que se ha demostrado que influyen profundamente, si no alteran permanentemente, los sistemas de regulación emocional y del estrés de la descendencia. [ 29 ]

Véase también

Otros sistemas neuroendocrinos importantes
Temas relacionados
Condiciones

Referencias

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  • Página de Mind-Body-Health.net sobre el eje HPA
  • Eje HPA: Explicación del sistema central de respuesta al estrés del cuerpo con diagrama.