El hipotlamo

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RESPETAR

• El hipotálamo
• Máster nutrición
• Uvigo - 2009

Federico Mallo Prof. Titular Fisiología Universida
d de Vigo
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SISTEMA NEURO-ENDOCRINO
HIPÓFISIS TIROIDES ISLOTES DE LANGERHANS SUPRARREN
ALES TESTÍCULO OVARIO METABOLISMO CALCIO/FÓSFORO
COMUNICACIÓN INTERCELULAR
SISTEMA ENDOCRINO SISTEMA NERVIOSO
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Hormonas y glándulas
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• Organos endocrinos clásicos
•  
• Hipotálamo factores hipotalámicos
  hipofisotropos estimuladores e inhibidores.
• Hipófisis hormona hipofisarias.
• Epífisis o Pineal melatonina gt 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.
•  

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HipotálamoAnatomía y fisiología
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(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 Anathomia. (A) Portada original de
Anathomia en una edición del siglo XIV (B)
Texto original en 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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HipotálamoVesalio
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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
  Andreas Vesalius, mostrando lo que representaban
  las viejas imágenes anatómicas de la literatura
  occidental sobre la unidad Hipotálamo-hipofisaria.
  (Biblioteca del Departamento de Anatomía Humana
  de la Universidad de Parma, Italia).
• Ampliación de la vista de la hipófisis (A),
  infundíbulo hipotalámico (B) y ductos incluyendo
  el 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
• relaciones anatómicas entre el infundíbulo (D),
  el diafragma sellae de dura (F), las arterias
  carótidas internas (C, D) y los nervios
  ocurlomotores (G)
• 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).

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HipotálamoAnatomía y fisiología
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• Dibujos de Leonardo da Vinci (1508-1509), tomados
  del Codici di Anatomia de la Windsor's
  Collection (Biblioteca del Departamento de
  Anatomía Humana de la Universidad de Parma,
  Italia)
• Superficie inferior del cerebro, mostrando la
  rete mirabilis (flecha) que rodea la hipófisis
• Representación tridimensión de los ventrículos
  cerebrales. El tercer ventrículo (3v) se pensaba
  que era el lugar de aferencia y elaboración del
  "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).

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HipotálamoAnatomía y Arte
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• Detalle del fresco, La Creación de Adan," por
  Michelangelo Buonarroti, visible en el techo de
  la Capilla Sixtina del Vaticano (Italia), pintado
  entre 1508-1512.
• Fotografia del fresco mostrando a Dios dando vida
  espiritual y el intelecto a Adan por su toque
  manual
• El contorno de la misma imagen recuerda un corte
  en sección medial-sagital del cerebro incluyendo
  el hipotálamo, la hipófisis y el tronco
  encefálico.
• (Tomado de Toni R., The human hypothalamus
  clinical anatomy of endocrine, autonomic and
  behavioral responses, J. Endocrinol. Invest 2003)

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Hipotálamo. Hitos históricos
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Hipotálamo. Hitos históricos
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Hipotálamo. Hitos históricos
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Hipotálamo. Anatomía
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Límite anterior gt quiasma óptico Limite
posterior gt cuerpos mamilares Límite superior gt
tálamo Límite inferior gt infundíbulo diafragma
selar (duramadre) Límite lateral gt comisura
hipotalámica Dividido en dos por 3er ventrículo
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HipotálamoAnatomía y fisiología
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Límite anterior gt quiasma óptico Limite
posterior gt cuerpos mamilares Límite superior gt
tálamo Límite inferior gt infundíbulo diafragma
selar (duramadre) Límite lateral gt comisura
hipotalámica Dividido en dos por 3er ventrículo
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Sistema LímbicoAnatomía y fisiología
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Sistema límbico
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HipotálamoAnatomía y fisiología
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Hipotálamo Rostral- Anterior
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• Núcleos
• Supraquiasmático
• Supraóptico
• Paraventricular
• Area preoptica

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Hipotálamo Rostral- Anterior
Anterior
Medio
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Hipotálamo Medial - Tuberal
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• Núcleos
• Arcuato
• Ventromedial
• Dorsomedial
• Periventricular
• Paraventricular
• Lateral tuberal
• Eminencia Media

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Hipotálamo Mamilar - Posterior
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• Núcleos
• Magnocelular Posterior
• Periventricular
• Fornix
• Cuerpos mamilares

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RESPETAR
Anterior
Medio
Posterior
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RESPETAR
Histología de los núcleos hipotalámicos
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HipotálamoAnatomía y fisiología
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Eminencia MediaAnatomía y fisiología
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• Entre el hipotálamo y la hipófisis existe una
  conexión anatómica que se denomina Tallo
  Hipofisario.
• La parte superior del tallo hipofisario es la
  eminencia media.
• En ella terminan la mayor parte de los axones de
  las neuronas hipotalámicas que producen y
  segregan factores hipofisotropos.
• Parte de estos axones, los procedentes de los
  núcleos supraóptico y paraventricular, atraviesan
  todo el tallo hipofisario y constituyen la
  neurohipófisis.

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HipotálamoAnatomía y fisiología
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• Células eminencia media
• Tanicitos
• Terminaciones nerviosas aferentes
• Terminales neurocrinas de núcleos hipotalámicas
• Vascularización especial fuera Barrera
  Hemato-Encefálica

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Tanicitos
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Fig. 32. Proposed mechanism for D2-regulation of
the hypothalamic-pituitary-thyroid axis following
the administration of LPS.  LPS increases D2
activity in tanycytes resulting in increased T4
to T3 conversion.  1 T3 is released from
tanycyte apical processes into the CSF for
conveyance to the paraventricular nucleus, or 2
taken up from hypophysiotropic TRH axonal
processes in the median eminence and transported
retrogradely back to its cell body in the
paraventricular nucleus.  3 T3 may also be
released into the portal capillary system and
directly inhibit the secretion of TSH.  Local
tissue hyperthyroidism inhibits TRH in the
paraventricular nucleus.  (From Lechan, R. M.
Fekete, C., Role of thyroid hormone deiodination
in the hypothalamus. Thyroid 2005, 15, (8),
883-997.)
Association between tanycytes (green) and
proTRH-containing axon terminals (red) in the
median eminence. Cell nuclei are visualized in
blue. ProTRH-containing axon terminals establish
close associations with tanycyte end feet
processes in the external zone of the median
eminence adjacent to portal capillaries. From the
article by Sánchez et al., Endocrinology 2009
22832291
25
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) 6. Pineal
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HipotálamoAnatomía y fisiología
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• Eferencias Hipotalámicas
• Hipófisis. Vascular (adenohipófisis) y nerviosa
  (neurohipófisis)
• Sistema límbico amígdala
• SNV núcleos bulbares orto/para-simpático
• Sustancia Reticular
• Médula espinal.
• Pineal.

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Hipotálamo. Funciones
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• Control de la Temperatura corporal
• Biorritmos.
• Ciclos sueño-vigilia. Reproducción. Otros
• Control de las funciones vegetativas/autonómicas
• Memoria y aprendizaje. Memoria a largo plazo
• Respuesta emocional y modulación de conducta
  (Respuesta al estrés).
• Control hidro-electrolítico y metabolismo del
  agua
• Control de la lactancia y el parto.
• Control de la ingesta de alimentos
• Control de la función hipofisaria.

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1. Control de la Temperatura corporalReceptores
periféricos (dérmicos) de frio/calor. Centrales
área preóptica.Centro integrador hipotálamo
posterior.Respuesta termogénesis/termolisis.
RESPETAR
29
RESPETAR

• 2. Biorritmos. Ciclos sueño-vigilia. Receptores
  
• Retina
• Sistema reticular del tronco encefálicoCentro
  integrador
• - Hipotálamo anterior (N. SQ), centro del sueño.
• - Hipotálamo posterior centro de la
  vigilia.Respuesta orexinas, biorritmos.

30
RESPETAR
2. Biorritmos. Ciclos reproductivos Receptores
retina, hormonas Centro integrador Hipotálamo
anterior (N.SQ), gt GCSgtPinealgthipotalamo Respu
esta Ciclo ovárico
31
RESPETAR
3. Control de las funciones vegetativas/autonómica
s

• Receptores
• vegetativos periféricos
• baroceptores,
• seno carotideo,
• glucoceptores,
• etcCentro integrador
• área posteromedial hipotalàmica
• área preóptica.Respuesta
• activación sistema nervioso autónomo
  (orto/para-simpático, respectivamente) gt NTS

32
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• Receptores
• Sistema olfatorio vomero-nasal.
• Asociación de estímulos olfatorios con recuerdos
  emocionales intensos. Centro Integrador
• Como componente del sistema límbico.Respuesta
  Condiciona conductas
• sexual feromonal,
• maternal,
• supervivencia individual y de grupo,
• alimentación,
• afectividad

4. Memoria y aprenizaje. Memoria a largo plazo
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RESPETAR

• 5. Respuesta emocional y modulación de conducta
  (Respuesta al estrés).Centro intergrador
  (Respuesta)- núcleo ventromedial (lesión
  agresividad),
• - area media y posterior (estímulo miedo y
  horror, lesión apatía),
• hipotálamo caudal (lesion agresividad y conducta
  hipersexual),
• hipotálamo lateral (centro del placer en ratas).

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RESPETAR

• 6. Control Hidroelectrolítico y metabolismo del
  agua.Receptores
• Baroceptores periféricos,
• Osmoceptores centrales (area preóptica
  hipotalámica).Centro Integrador
• Núcleos SQ y PV (Hipotálamo anterior).
  Respuesta
• secreción de Vasopresina (ADH).

35
RESPETAR
7. Control de la lactancia y el
parto.Receptores Táctiles y termo-algésicos
periféricosCentro integrador Núcleo SQ y
PVRespuesta Segrega oxitocina en la
neurohipófisis.
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RESPETAR

• 8. Control de la ingesta de alimentosReceptores
  
• sensor lipídico periférico (leptina)
• mecanoceptores intestinales,
• glucoceptores hipotalámicos,
• glucoceptores hepáticos,
• Neuropéptidos (NPY, CCK).
• Centro integrador
• hipotálamo lateral (centro del
  apetito)Respuesta
• regulación de la ingesta calórica.

37

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.

38
8. Control de la ingesta de alimentos- Señales
de apetito orexigénicas- Señales que bloquean
la ingesta anorexigénicas la mayoría
RESPETAR
Hipotálamo (ARC) papel fundamental
2 poblaciones neuronales
Ghrelina Leptina Insulina Glucosa
POMC/CART Inhibidor
NPY/AgRP Estimulante
39
Señales Orexigénicas
RESPETAR

• Mecanismos hipotalámicos
• NPY
• Mecanismos periféricos
• Ghrelin

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Resumen
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• Control central
• SNC Hipotálamo y otras regiones (NTS)
• 2 poblaciones neuronales
• Inhibidora POMC/CART
• Estimulante NPY/AgRP
• Control periférico
• Sustancias anorexigénicas
• Insulina, leptina, GLP-1, CCK
• Sustancias orexigénicas
• Ghrelina, endocannabinoides, corticoides

41
RESPETAR
9. Control de la función endocrina
hipofisaria.Receptores Mensajes hormonales
periféricosCentro integrador hipotálamo medial
tuberalRespuesta secreción adenohipofisaria
HIPÓFISIS
42
Comunicación hipotálamo - hipofisaria
RESPETAR
43
RESPETAR
9. Control de la función hipofisariaReceptores
muy diversos periféricos y centrales. Centro
integrador núcleos arcuato, ventromedial,
dorsomedial, paraventricular y periventricular. R
espuesta Segrega factores hipofisotropos
estimulantes e inhibitorios.
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RESPETAR
REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN DE GONADOTROPINAS
GnRH
hipotálamo
-
Neuropéptidos Péptidos opioides Galanina NPY
Neurotransmisores Noradrenalina Dopamina Serotonin
a GABA
activinas


LH FSH
hipófisis
-
-
Aminoácidos excitatorios NO


gónadas
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RESPETAR
REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN DE TSH
Noradrenalina Dopamina
TSH Hormona glucoproteica Cadena alfa Cadena
beta Estimulación de síntesis hormonas
tiroideas secreción hormonas tiroideas Crecimiento
tiroideo Receptores acoplados a Gs
TRH SS
-

-
TSH
-
Pro-TRH

TRH
T3, T4
N. periventricular
TRHR-1, TRHR-2, acoplados Gq
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Regulación por hormonasEj ciclo ovárico
RESPETAR
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HipotálamoHistología
Eminencia Media
Hipotálamo Posterior
48
Fig. 28. Schematic representation of the
interactions between somatostatin
(SRIH)-producing neurons in the hypothalamic
periventricular nucleus (Pev) and growth hormone
releasing hormone (GHRH)-producing neurons in the
arcuate nucleus.  Note that in addition to
projections to the external zone of the median
eminence, these neurons may also have reciprocal
connections.  Ghrelin (GHR) may also influence GH
secretion by acting directly on somatotrophs or
through stimulatory effects on GHRH neurons.  AP
anterior pituitary, GH growth hormone, IGF
insulin-like growth factor, ME median eminence,
PP posterior pituitary.  R-SRIH and R-GHRH
correspond to receptors for the respective
peptides.  (Adapted from Epelbaum J
Intrahypothalamic neurohormonal interactions in
the control of growth hormone secretion.
Functional Anatomy of the Neuroendocrine
Hypothalamus, Wiley, Chichester, 1992 pp 54-68.)