Núcleo arqueado (hipotálamo)

Diferentes grupos de neuronas neuroendocrinas del núcleo arcuato secretan diversos tipos o combinaciones de neurotransmisores y neuropéptidos , como el neuropéptido Y (NPY), la hormona liberadora de gonadotropina (GnRH), el péptido relacionado con agouti (AgRP), el transcrito regulado por cocaína y anfetamina (CART), la kisspeptina , la dopamina , la sustancia P , la hormona liberadora de la hormona del crecimiento (GHRH), la neuroquinina B (NKB), la β-endorfina , la hormona estimulante de los melanocitos (MSH) y la somatostatina . La proopiomelanocortina (POMC) es un polipéptido precursor que se escinde en MSH, ACTH y β-endorfina y se expresa en el núcleo arcuato. ^{[ 3 ]}

Los grupos de neuronas neuroendocrinas incluyen:

• Las neuronas TIDA , o neuronas dopaminérgicas tuberoinfundibulares , regulan la secreción de prolactina de la hipófisis y liberan el neurotransmisor dopamina . Las neuronas TIDA tienen terminaciones nerviosas en la eminencia media que liberan dopamina en la sangre portal hipofisaria . ^{[ 6 ]} En las hembras lactantes, las neuronas TIDA se inhiben por el estímulo de la succión. La dopamina liberada desde sus terminaciones nerviosas en la eminencia media se transporta a la hipófisis anterior , donde regula la secreción de prolactina . La dopamina inhibe la secreción de prolactina, por lo que cuando las neuronas TIDA se inhiben, aumenta la secreción de prolactina, lo que estimula la lactogénesis (producción de leche). La prolactina actúa mediante un mecanismo de retroalimentación negativa de bucle corto para disminuir sus niveles estimulando la liberación de dopamina. Las neuronas dopaminérgicas del núcleo arcuato también inhiben la liberación de la hormona liberadora de gonadotropina , lo que explica en parte por qué las mujeres lactantes (o con hiperprolactinemia ) experimentan oligomenorrea o amenorrea (menorrea infrecuente o ausencia de menstruación). ^{[ 6 ]}
• Las neuronas kisspeptina/NKB dentro del núcleo arcuato forman entradas sinápticas con las neuronas TIDA. Estas neuronas expresan receptores de estrógeno y también coexpresan neuroquinina B en ratas hembra. ^{[ 7 ]}
• Las neuronas GHRH ayudan a controlar la secreción de la hormona del crecimiento (GH) junto con la somatostatina y el NPY. ^{[ 8 ]}
• Las neuronas NPY/AgRP y las neuronas POMC/CART conforman dos grupos de neuronas en el núcleo arcuato que participan de manera central en la función neuroendocrina de la alimentación. Las neuronas mediales utilizan péptidos NPY como neurotransmisores para estimular el apetito, y las neuronas laterales utilizan POMC/CART para inhibirlo. ^{[ 2 ]} Las neuronas NPY y POMC/CART son sensibles a hormonas periféricas como la leptina y la insulina. ^{[ 4 ]} Las neuronas POMC/CART también secretan la hormona estimulante de los melanocitos , que suprime el apetito. ^{[ 9 ] [ 10 ] : 419}
• También se han encontrado neuronas de GnRH . ^{[ 3 ] [ 2 ]} Estas neuronas secretan GnRH e histamina . ^{[ 2 ]}
• También hay grupos de neuronas que expresan NKB y dinorfina que ayudan a controlar la reproducción. ^{[ 2 ]}

Otros tipos de neuronas tienen vías de proyección desde el núcleo arcuato para mediar diferentes regiones del hipotálamo o a otras regiones fuera del hipotálamo. ^{[ 2 ] [ 4 ]} Las proyecciones de estas neuronas se extienden a gran distancia desde el núcleo arcuato hasta la eminencia media para influir en la liberación de hormonas de la glándula pituitaria. ^{[ 3 ] [ 2 ]} Las neuronas del núcleo arcuato tienen proyecciones intrahipotalámicas para circuitos neuroendocrinos. ^{[ 3 ]} Estas proyecciones neurales que influyen en el comportamiento alimentario se proyectan al núcleo paraventricular del hipotálamo (PVH), al núcleo hipotalámico dorsomedial (DMH) y al área hipotalámica lateral (LHA). ^{[ 3 ]} Poblaciones de neuronas se conectan a los lóbulos intermedios de la glándula pituitaria, desde la división lateral del ARH a las partes neurales e intermedias de la glándula pituitaria, y la división caudal del ARH a la eminencia media. ^{[ 2 ]}

Entre los grupos de neuronas que se proyectan a otras partes del sistema nervioso central se incluyen:

• Neuronas de proyección central que contienen neuropéptido Y (NPY), proteína relacionada con agouti (AGRP) y el neurotransmisor inhibidor GABA . Estas neuronas, ubicadas en la parte más ventromedial del núcleo, proyectan intensamente al hipotálamo lateral y al núcleo paraventricular del hipotálamo, y son importantes en la regulación del apetito . Al activarse, estas neuronas pueden producir un apetito voraz. Estas neuronas son inhibidas por la leptina , la insulina y el péptido YY , y activadas por la grelina .
• Neuronas de proyección central que contienen productos peptídicos de proopiomelanocortina (POMC) y transcrito regulado por cocaína y anfetamina (CART). Estas neuronas tienen proyecciones extensas a muchas áreas del cerebro, incluyendo todos los núcleos del hipotálamo. Estas células son importantes en la regulación del apetito y, cuando se activan, inhiben la alimentación. Estas neuronas son activadas por concentraciones circulantes de leptina e insulina , y son inervadas e inhibidas directamente por las neuronas NPY. ^{[ 11 ]} Las neuronas POMC que se proyectan al núcleo preóptico medial también están involucradas en la regulación del comportamiento sexual tanto en hombres como en mujeres. La expresión de POMC está regulada por esteroides gonadales. La liberación de un producto de POMC, la beta-endorfina, está regulada por NPY.
• Las neuronas de proyección central que producen somatostatina; las neuronas neurosecretoras de somatostatina que regulan la secreción de la hormona del crecimiento constituyen una población diferente, ubicada en el núcleo periventricular.
• Las neuronas reguladoras de la alimentación también activan las neuronas que contienen oxitocina del núcleo periventricular (PVN), que se proyecta al núcleo del tracto solitario en el bulbo raquídeo . ^{[ 2 ]}
• Otros reciben entradas sinápticas directas de sitios extra hipotalámicos que se proyectan hacia la amígdala , el hipocampo y la corteza entorrinal . ^{[ 2 ]}

Otras poblaciones celulares incluyen:

• Una pequeña población de neuronas sensibles a la grelina . Se desconoce la función de esta población; muchas neuronas del núcleo arcuato expresan receptores para la grelina, pero se cree que estos responden principalmente a la grelina presente en la sangre. ^{[ 12 ] [ 13 ]}
• El núcleo arqueado también recibe contacto de las prolongaciones de células ependimarias especializadas , llamadas tanicitos .
• Los astrocitos en el núcleo arcuato contienen transportadores de glucosa de alta capacidad que funcionan como sensores de nutrientes para las neuronas que controlan el apetito ^{[ 2 ].}
• Las diversas y especializadas colecciones de neuronas residen dentro de un compartimento especial con células gliales y poseen su propia red de capilares y una membrana de tanicitos que ayudan a crear la barrera hematoencefálica. ^{[ 2 ]} Las moléculas circulantes, como las hormonas, viajan por la sangre y pueden afectar directamente a estas neuronas y su plasticidad, como lo demuestra la neurogénesis adulta. ^{[ 2 ]}