1. 2008/11/27
RESPETAR
El hipotálamo
Máster nutrición
Uvigo - 2008
Federico Mallo
Prof. Titular Fisiología
Universidad de Vigo
SISTEMA NEURO-ENDOCRINO
NEURO-
RESPETAR
HIPÓFISIS
TIROIDES
COMUNICACIÓN INTERCELULAR
ISLOTES DE LANGERHANS
SUPRARRENALES
TESTÍCULO
OVARIO
METABOLISMO CALCIO/FÓSFORO
SISTEMA ENDOCRINO
SISTEMA NERVIOSO
1

2. 2008/11/27
RESPETAR Hormonas y glándulas
Organos endocrinos clásicos:
• Hipotálamo: factores hipotalámicos
Hipotálamo
hipofisotropos estimuladores e inhibidores.
• Hipófisis: hormona hipofisarias.
• Epífisis o Pineal: melatonina => biorritmos
• Tiroides: hormonas tiroideas, calcitonina
• Paratirioides: hormona paratiroidea (PTH)
• Adrenal. Esteroides y péptidos adrenales
• Gónadas (testículo y ovario): esteroides y
péptidos gonadales.
• Páncreas: insulina, glucagón, somatostatina,
PP.
RESPETAR
Hipotálamo
Anatomía y
fisiología
(Tomado de Toni
R., Ancient views
on the
hypothalamic-
pituitary-thyroid
axis: an historical
and
epistemological
perspective,
Pituitary 3: 83-95,
2000).
Descripción del papel funcional ejercido por el tercer ventrículo según Mondino en “de' Liuzzi in
ventrículo,
Anathomia”. (A) Portada original de “Anathomia en una edición del siglo XIV; (B) Texto original en
Anathomia”
latín medieval (del manuscrito de 1316 A.D. conservado en la Società Medica Chirurgica de Bologna,
Italy); (C) Una parte del fragmento en latín mostrado en (B) que contiene los conceptos más
importantes; (D) Traducción al inglés de (B).
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3. 2008/11/27
RESPETAR
Hipotálamo
Vesalio
Tomado de Toni R., Ancient views on the
hypothalamic-pituitary-thyroid axis: an historical and
epistemological perspective, Pituitary 3: 83-95, 2000
Esquemas del séptimo libro de la primera edición (1543) the “De Humani Corporis Fabrica”
De Fabrica”
de Andreas Vesalius, mostrando lo que representaban las viejas imágenes anatómicas de la
Vesalius
literatura occidental sobre la unidad Hipotálamo-hipofisaria (Biblioteca del Departamento
Hipotálamo-hipofisaria.
de Anatomía Humana de la Universidad de Parma, Italia).
1) Ampliación de la vista de la hipófisis (A) infundíbulo hipotalámico (B) y ductos incluyendo el
(A),
foramen lacerum y la fisura orbital superior (C, D, E, F), que se creia que drenaban el moco
encefálico o flema (en latín pituita) desde la hipófisis a la nasofaringe
pituita) nasofaringe;
2) relaciones anatómicas entre el infundíbulo (D), el diafragma sellae de dura (F), las arterias carótidas
internas (C, D) y los nervios ocurlomotores (G);
3) composición de imágenes incluyendo a) una vista aumentada de la rete mirabilis formando el plexo
reticular por la entrada de las arterias carótidas (A, B) y la salida (C, D) en torno a la hipófisis (E);
b) detalle del plexo reticular saliendo de las carótidas (B, C) en cada lado de la hipófisis (A).
RESPETAR Hipotálamo
Anatomía y fisiología
Dibujos de Leonardo da Vinci (1508-1509),
tomados del “Codici di Anatomia” de la
Codici Anatomia
Windsor's Collection (Biblioteca del
Departamento de Anatomía Humana de la
Universidad de Parma, Italia)
(A) Superficie inferior del cerebro, mostrando la
rete mirabilis (flecha) que rodea la hipófisis;
(B) Representación tridimensión de los ventrículos
cerebrales. El tercer ventrículo (3v) se pensaba
que era el lugar de aferencia y elaboración del
"sensus communis
sensus communis“
(Latin: sensaciones físicas periféricas).
(Tomado de Toni R., The Human Hypothalamus: clinical anatomy of
endocrine, autonomic and behavioral responses, J. Endocrinol. Invest
2003, in press).
3

4. 2008/11/27
RESPETAR Hipotálamo
Anatomía y Arte
Detalle del fresco, “La Creación de
Adan,"
Adan," por Michelangelo Buonarroti
Buonarroti,
visible en el techo de la Capilla Sixtina del
Vaticano (Italia), pintado entre 1508-1512.
(Italia),
(A) Fotografia del fresco mostrando a
Dios dando vida espiritual y el
intelecto a Adan por su toque
manual;
(B) El contorno de la misma imagen
recuerda un corte en sección
medial-sagital
medial- del cerebro
incluyendo el hipotálamo, la
hipotálamo,
hipófisis y el tronco encefálico.
encefálico.
(Tomado de Toni R., The human hypothalamus:
clinical anatomy of endocrine, autonomic and
behavioral responses, J. Endocrinol. Invest 2003)
RESPETAR
Hipotálamo. Hitos históricos
Tabla 1. Hitos históricos en la anatomía y fisiología de la unidad Hipotálamo Hipófisis
II siglo Galeno describe en “De usum partium”, el infundíbulo hipotalámico y la glándula
partium”,
A.D. hipofisaria como la ruta de drenaje y recepción del “mucus cerebral” y la existencia
de la “rete mirabilis”
“rete
1316 Mondino dei Liuzzi da Bologna en su “Anathomia” se refiere al tercer ventrículo
Anathomia”
cerebral como integrador de las funciones corporales.
corporales.
1522 Berangario da Carpi en “Isagogue breves”, niega la existencia de la “rete mirabilis”
galénica en el cerebro humano.
1543 Vesalio incluye en “De humani corporís fábrica” los primeros dibujos anatómicos del
infundífulo hipotalámico y la hipófisis.
hipófisis
1561-
1561- Fallopio en las “Observationes anatomicae” y Casserio en la “Tabulae Anatomicae”
1527 mencionan el polígono arterial de la base del cerebro después descrito por Willis.
1664 Willis en la “Cerebri anatome” argumenta que los humores que salen del tercer
ventrículo pueden ser transportados hasta la glándula hipofisaria.
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5. 2008/11/27
RESPETAR Hipotálamo. Hitos históricos
Table 2. Hitos históricos en la anatomía y fisiología de la unidad Hipotálamo Hipófisis
1655-
1655- Schneider and Lower reflejan la idea galénica de que la hipófisis filtra las secreción
1672 cerebrales que van a la naríz.
1742 Lieutand descubre vasos sanguíneos en el tallo hipofisaria
1778 Sommering introduce el término "hipófisis"
1860 Von Luska describe el plexo capilar primario (o hipotalámico) de los vasos portales
1872-
1872- Meynert and Forel definen los bordes anatómicos de lo que llaman “porción neural
1877 extendida hacia adelante the la región subtalámica” (ergo: hipotálamo)
1893 His introduce el témino “hipotálamo” y propone la primera subdivisión anatómica
basada en la ontogénesis del cerebro humano.
1894 Ramon y Cajal descubre en las ratas la conexión entre el hipotálamo y la hipófisis
posterior (trácto supraóptico hipofisario)
(trácto hipofisario)
RESPETAR
Hipotálamo. Hitos históricos
Table 3. Hitos históricos en la anatomía y fisiología de la unidad Hipotálamo Hipófisis
1928 E. Scharrer describe las “células glandulares” en el hipotálamo de peces y con ello el
concepto de “neurosecreción”.
1930 Popa and Fielding describen en el tallo hipofisario humano un sistema de vasos
portales interpretado como un ruta por la que la sangre sube al hipotálamo.
hipotálamo.
1940-
1940- Harris and Green establecen las bases para el control nervioso de la secreción de la
1955 glándula hipofisaria y demuestra su conexión vascular con el hipotálamo.
hipotálamo
1950-
1950- Nauta and Kuypers describen las conexiones del hipotálamo de mamíferos con el
1958 resto del cerebro y proponen que el sistema límbico influye en la función hipofisaria,
introduciendo el concepto de “integración hipotalámica”.
integración hipotalámica
1960 Martinez describe la estructura de la eminencia media
1962 Halaz extrae el concepto de “area hipofisotrópica del hipotálamo”.
area hipotálamo
1964 Szentagothi define el tracto tuberoinfundibular
1968 Guillemin and Schally aislan el primer factor hipotalámico hipofisotropo y los
siguientes
1970 Nakane produce la primera evidencia ultraestructural de las interacciones
paracrinas en la glándula hipofisaria.
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6. 2008/11/27
Vista ventral
RESPETAR
Hipotálamo. Anatomía
Vista transversal
Vista coronal
Límite anterior => quiasma óptico
Limite posterior => cuerpos mamilares
Límite superior => tálamo
Límite inferior => infundíbulo – diafragma selar (duramadre)
Límite lateral => comisura hipotalámica
Dividido en dos por 3er ventrículo
RESPETAR Hipotálamo
Anatomía y fisiología
Límite anterior => quiasma óptico
Limite posterior => cuerpos mamilares
Límite superior => tálamo
Límite inferior => infundíbulo – diafragma selar (duramadre)
Límite lateral => comisura hipotalámica
Dividido en dos por 3er ventrículo
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7. 2008/11/27
RESPETAR
Sistema Límbico
Anatomía y fisiología
Sistema límbico
RESPETAR
Hipotálamo
Anatomía y
fisiología
7

8. 2008/11/27
RESPETAR Hipotálamo
Rostral- Anterior
Rostral-
Núcleos:
• Supraquiasmático
• Supraóptico
• Paraventricular
• Area preoptica
RESPETAR Hipotálamo
Rostral- Anterior
Rostral-
Anterior
Medio
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9. 2008/11/27
Núcleos:
RESPETAR Hipotálamo
• Arcuato Medial - Tuberal
• Ventromedial
• Dorsomedial
• Periventricular
• Paraventricular
• Lateral tuberal
• Eminencia Media
Hipotálamo
RESPETAR
Núcleos: Mamilar - Posterior
• Magnocelular Posterior
• Periventricular
• Fornix
• Cuerpos mamilares
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10. 2008/11/27
RESPETAR
Anterior
Medio
Posterior
RESPETAR
Histología de los núcleos
hipotalámicos
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11. 2008/11/27
Hipotálamo
RESPETAR
Anatomía y fisiología
Eminencia Media
RESPETAR
Anatomía y fisiología
ØEntre el hipotálamo y la hipófisis existe
una conexión anatómica que se
denomina Tallo Hipofisario.
Hipofisario.
ØLa parte superior del tallo hipofisario es
la eminencia media.
media.
ØEn ella terminan la mayor parte de los
axones de las neuronas hipotalámicas
que producen y segregan factores
hipofisotropos.
hipofisotropos.
ØParte de estos axones, los procedentes
de los núcleos supraóptico y
paraventricular, atraviesan todo el tallo
paraventricular,
hipofisario y constituyen la
neurohipófisis.
neurohipófisis.
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12. 2008/11/27
RESPETAR Hipotálamo
Anatomía y fisiología
Células eminencia media:
•Tanicitos
•Terminaciones nerviosas aferentes
• Terminales neurocrinas de núcleos
hipotalámicas
• Vascularización especial: fuera Barrera
Hemato-
Hemato-Encefálica
Nucleo arcuato
RESPETAR
Aferencias Hipotalámicas.
1. Cortex
2. Sistema límbico: amígdala, hipocampo
3. Tálamo: sensibilidad general
4. Retina y pituitaria: sensibilidad visual y olfatoria
5. SNV: sensibilidad vegetativa (ortosimpático)
SNV: (ortosimpático)
6. Pineal
Cortex
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13. 2008/11/27
RESPETAR Hipotálamo
Anatomía y fisiología
Eferencias Hipotalámicas:
Hipotalámicas:
1. Hipófisis. Vascular
(adenohipófisis) y nerviosa
adenohipófisis)
(neurohipófisis)
neurohipófisis)
2. Sistema límbico: amígdala
3. SNV: núcleos bulbares
SNV:
orto/para-
orto/para-simpático
4. Sustancia Reticular
5. Médula espinal.
6. Pineal.
RESPETAR Hipotálamo. Funciones
1. Control de la Temperatura corporal
2. Biorritmos.
Ciclos sueño-vigilia. Reproducción. Otros
sueño-
3. Control de las funciones vegetativas/autonómicas
4. Memoria y aprendizaje. Memoria a largo plazo
5. Respuesta emocional y modulación de conducta
(Respuesta al estrés).
6. Control hidro-electrolítico y metabolismo del agua
hidro-
7. Control de la lactancia y el parto.
8. Control de la ingesta de alimentos
9. Control de la función hipofisaria.
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14. 2008/11/27
1. Control de la Temperatura corporal
RESPETAR
Receptores: periféricos (dérmicos) de frio/calor.
Receptores:
Centrales: área preóptica.
preóptica.
Centro integrador: hipotálamo posterior.
integrador:
Respuesta: termogénesis/termolisis.
Respuesta: termogénesis/termolisis.
RESPETAR
2. Biorritmos. Ciclos sueño-vigilia.
sueño-
Receptores:
Receptores:
-Retina
- Sistema reticular del tronco encefálico
Centro integrador:
integrador:
- Hipotálamo anterior (N. SQ), centro del sueño.
SQ)
- Hipotálamo posterior: centro de la vigilia.
Respuesta: orexinas,
Respuesta: orexinas, biorritmos.
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15. 2008/11/27
RESPETAR
2. Biorritmos.
Ciclos reproductivos
Receptores:
Receptores:
retina, hormonas
Centro integrador:
integrador:
Hipotálamo anterior (N.SQ),
(N.SQ),
=> GCS=>Pineal=>hipotalamo
GCS=>Pineal=>hipotalamo
Respuesta: Ciclo ovárico
Respuesta:
RESPETAR 3. Control de las funciones vegetativas/autonómicas
Receptores:
Receptores:
• vegetativos periféricos
• baroceptores,
baroceptores,
• seno carotideo,
• glucoceptores,
glucoceptores,
• etc…
etc…
Centro integrador:
integrador:
• área posteromedial hipotalàmica
• área preóptica.
preóptica.
Respuesta:
Respuesta:
• activación sistema nervioso
autónomo (orto/para-simpático,
(orto/para-
respectivamente) => NTS
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16. 2008/11/27
RESPETAR
4. Memoria y aprenizaje.
aprenizaje.
Memoria a largo plazo
Receptores:
Receptores:
• Sistema olfatorio vomero-nasal.
vomero-
• Asociación de estímulos olfatorios con
recuerdos emocionales intensos.
Centro Integrador:
Integrador:
Como componente del sistema límbico.
Respuesta:
Respuesta: Condiciona conductas
• sexual – feromonal,
feromonal,
• maternal,
• supervivencia individual y de grupo,
• alimentación,
• afectividad
RESPETAR
5. Respuesta emocional y
modulación de conducta
(Respuesta al estrés).
Centro intergrador (Respuesta):
Respuesta):
- núcleo ventromedial (lesión:
(lesión:
agresividad),
- area media y posterior (estímulo miedo y
(estímulo
horror, lesión apatía),
-hipotálamo caudal (lesion agresividad y
(lesion
conducta hipersexual),
hipersexual),
- hipotálamo lateral (centro del placer en
ratas).
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17. 2008/11/27
RESPETAR
6. Control Hidroelectrolítico y
metabolismo del agua.
agua.
Receptores:
Receptores:
• Baroceptores periféricos,
• Osmoceptores centrales (area
(area
preóptica hipotalámica).
Centro Integrador:
Integrador:
• Núcleos SQ y PV (Hipotálamo
anterior).
Respuesta:
Respuesta:
• secreción de Vasopresina
(ADH).
ADH).
7. Control de la lactancia y el parto.
RESPETAR
Receptores: Táctiles y termo-algésicos periféricos
Receptores: termo-
Centro integrador: Núcleo SQ y PV
integrador:
Respuesta:
Respuesta: Segrega oxitocina en la neurohipófisis.
neurohipófisis.
17

18. 2008/11/27
RESPETAR
8. Control de la ingesta de
alimentos
Receptores:
Receptores:
• sensor lipídico periférico (leptina)
• mecanoceptores intestinales,
• glucoceptores hipotalámicos,
• glucoceptores hepáticos,
• Neuropéptidos (NPY, CCK).
(NPY, CCK).
•Centro integrador:
integrador:
• hipotálamo lateral (centro del
apetito)
Respuesta:
Respuesta:
•regulación de la ingesta calórica.
RESPETAR
8. Control de la ingesta de alimentos
• Que factores son responsables de:?
– Inicio de la ingesta
– Mantenimiento de la conducta alimentaria
una vez iniciada
– Terminación de la comida
– Duración de los intervalos entre comidas
– Tamaño/cantidad de cada comida individual
(en términos energéticos)
– Relación entre la ingesta de alimentos y las
demandas energéticas a corto y largo plazo.
18

19. 2008/11/27
RESPETAR 8. Control de la ingesta de alimentos
• Hipotálamo (desde hace 50 años):
años):
– Núcleo hipotalámico lateral (LH) “centro de saciedad”
LH)
– Núcleo hipotalámico ventromedial (VMH) “centro del apetito”
VMH)
• Regulación apetito y gasto energético:
energético:
– Regiones hipotalámicas: ARC, PVN, DMH, VMH, LH
hipotalámicas: ARC, PVN, DMH, VMH,
– Regiones no hipotalámicas: NTS
hipotalámicas:
• Circuitos neuronales neuropéptidos específicos
• Tracto Gástro-
Gástro-Intestinal (quimiorreceptores y
presorreceptores)
presorreceptores) SNC
8. Control de la ingesta de alimentos
RESPETAR - Señales de apetito: orexigénicas
- Señales que bloquean la ingesta: anorexigénicas: la mayoría
anorexigénicas:
Hipotálamo (ARC)
papel fundamental
2 poblaciones neuronales
Ghrelina
Leptina
Insulina
Glucosa
POMC/CART Inhibidor NPY/AgRP Estimulante
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20. 2008/11/27
RESPETAR
Señales NPY/AgRP Estimulante
Orexigénicas POMC/CART Inhibidor
Mecanismos
hipotalámicos:
hipotalámicos:
NPY
Mecanismos
periféricos:
periféricos:
Ghrelin
RESPETAR
Resumen
• Control central:
– SNC: Hipotálamo y otras regiones (NTS)
SNC: (NTS)
– 2 poblaciones neuronales
• Inhibidora: POMC/CART
Inhibidora: POMC/
• Estimulante: NPY/AgRP
Estimulante: NPY/
• Control periférico:
periférico:
– Sustancias anorexigénicas
• Insulina, leptina, GLP-1, CCK
GLP-
– Sustancias orexigénicas:
orexigénicas:
• Ghrelina, endocannabinoides, corticoides
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21. 2008/11/27
9. Control de la función endocrina
RESPETAR hipofisaria.
Receptores: Mensajes hormonales
Receptores:
periféricos
Centro integrador: hipotálamo medial
integrador:
tuberal
Respuesta: secreción adenohipofisaria
Respuesta:
HIPÓFISIS
RESPETAR
Comunicación hipotálamo -
hipofisaria
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22. 2008/11/27
RESPETAR
9. Control de la función hipofisaria
Receptores: muy diversos periféricos y centrales.
Receptores:
Centro integrador: núcleos arcuato, ventromedial, dorsomedial,
integrador: arcuato, ventromedial, dorsomedial,
paraventricular y periventricular.
periventricular.
Respuesta:
Respuesta: Segrega factores hipofisotropos estimulantes e inhibitorios.
REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN DE
RESPETAR GONADOTROPINAS
hipotálamo
-
GnRH Neuropéptidos
Neurotransmisores activinas
Noradrenalina Péptidos opioides
Dopamina Galanina
Serotonina NPY
GABA + +
- hipófisis -
LH FSH Aminoácidos
excitatorios
NO
+
+
esteroides activinas
gónadas
inhibinas
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23. 2008/11/27
REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN DE TSH
RESPETAR
Noradrenalina
TSH Dopamina
Hormona glucoproteica -
Cadena alfa TRH SS
Cadena beta
Estimulación de:
síntesis hormonas tiroideas
secreción hormonas tiroideas + -
Crecimiento tiroideo
-
TSH
Receptores acoplados a Gs
Pro-TRH
TRH +
T 3, T 4
N. periventricular
TRHR-1, TRHR-2, acoplados Gq
RESPETAR
Regulación por hormonas
Ej:
Ej: ciclo ovárico
23