Regulación de los ejes neuroendocrinos

Objetivos de aprendizaje

• Describe el eje hipotálamo-hipófisis-órgano, su retroalimentación, regulación y su impacto en la regulación de la producción hormonal.

 

Resultados de aprendizaje

 

• Integra los mecanismos de regulación de los ejes neuroendocrinos en un modelo de ratas virtuales.
• Aplica los conocimientos aprendidos para resolver preguntas sobre la regulación neuroendocrina.

 

Glosario de términos

 

Endocrino: Relacionado con el tejido que produce y libera hormonas en el torrente sanguíneo y controla las acciones de otras células y órganos. Algunos ejemplos de tejidos endocrinos son las glándulas pituitaria, tiroidea y suprarrenal.

Especificidad: Capacidad de una molécula para adherirse de manera puntual a un receptor.

Glándula endocrina: Es aquel tipo de tejido que produce hormonas.

Hipertrofia: Aumento de tamaño de las células que conforman un tejido.

Hipotrofia: Disminución de tamaño de las células que conforman un tejido.

Hipófisis: Órgano de secreción interna, situado en la excavación de la base del cráneo llamada silla turca, y que produce hormonas que influyen en el crecimiento, en el desarrollo sexual, etcétera.

Hipotálamo: Estructura que se encuentra dentro del sistema nervioso central, formando parte del diencéfalo y que se encarga de funciones reguladoras y producción de hormonas.

Hormona: Sustancia producida por una glándula que es liberada al torrente sanguíneo y se une a receptores específicos.

 

 

1. Introducción

El sistema endocrino y el sistema nervioso comparten la función esencial de ser sistemas de comunicación biológica; sin embargo, difieren fundamentalmente en la velocidad, especificidad y alcance de sus señales. Mientras el sistema nervioso emplea neurotransmisores que actúan de manera localizada y casi inmediata sobre células blanco adyacentes, el sistema endocrino utiliza hormonas que se liberan al torrente sanguíneo para ejercer efectos más difusos, sostenidos y coordinados sobre órganos distantes. Esta complementariedad convierte a la integración neuroendocrina en el principal mecanismo regulador del organismo para mantener la homeostasis ante las variaciones del medio interno y externo.

 

El hipotálamo constituye el centro de integración de dicha regulación. Esta estructura, ubicada en el diencéfalo, recibe de manera continua señales nerviosas provenientes de diversas regiones del sistema nervioso central, así como señales humorales que reflejan el estado metabólico del organismo. En respuesta a dichas señales, las neuronas hipotalámicas secretan hormonas liberadoras o inhibidoras que actúan directamente sobre la adenohipófisis, modulando la secreción de hormonas tróficas. Estas hormonas tróficas, a su vez, alcanzan glándulas periféricas específicas como la tiroides, las glándulas suprarrenales o las gónadas estimulando la producción de hormonas efectoras que ejercen sus acciones sobre tejidos blanco en todo el organismo.

 

La organización funcional da lugar a los denominados ejes hipotálamo-hipófisis-órgano blanco, entre los cuales destacan el eje tiroideo, el eje suprarrenal y el eje gonadal. Cada uno de estos ejes opera bajo el principio fundamental de la retroalimentación negativa: la hormona efectora periférica, al alcanzar determinadas concentraciones plasmáticas, actúa de manera retrograda sobre el hipotálamo y la hipófisis para inhibir su propia producción, restaurando así el equilibrio hormonal.

 

Desde una perspectiva sistémica, los ejes neuroendocrinos se integran con otros sistemas de regulación para generar respuestas adaptativas coordinadas frente a situaciones como el estrés, los cambios metabólicos, las variaciones en la temperatura corporal o las demandas reproductivas. Esta capacidad de adaptación dinámica es posible gracias a la plasticidad de los circuitos hipotalámicos, que pueden modificar el umbral de respuesta de los ejes en función del contexto fisiológico del individuo.

2. Actividades en clase

 2.1. Actividad 1. Discusión de casos clínicos

 

Caso 1. Mónica es una mujer de 25 años que cuenta con enfermedad tiroidea previamente diagnosticada. Mónica menciona que desde hace cuatro años presenta bocio difuso de 30 g y eutiroidismo. Dos años más tarde, después de dos abortos espontáneos, se constata un embarazo. A las 12 semanas postparto refiere intranquilidad, intolerancia al calor, diaforesis, palpitaciones y debilidad muscular.

Destacan los siguientes signos vitales: Frecuencia cardiaca: 108 lpm y la presión arterial: 150/90 mm Hg. Y a la exploración física se observa dermografismo acentuado, leve exoftalmos bilateral, tiroides difusamente aumentado de 35 g, firme, indoloro, y un tono muscular disminuido.

Se decide realizar estudios de gabinete, perfil tiroideo el cual se describe a continuación. Se decide referir a la paciente al servicio de endocrinología.

 

La función tiroidea muestra:

TSH: < 0.01 uUI/mL (0.4 – 4.0)

T4L: 2.0 ng/dL (0.9 – 1.8)

T3: 350 ng/dL (90 – 180)

           

Resuelve las siguientes preguntas:

1. Investiga los conceptos que no conozcas.
2. ¿Qué signos y síntomas encuentras de relevancia en esta paciente?
3. ¿Qué alteraciones encuentras en el perfil tiroideo?
4. Estas alteraciones describen un problema, ¿en qué parte del eje hipotálamo-hipófisis-tiroides?

Caso 2. Manuel es un hombre de 56 años, hoy por la tarde un familiar encontró que Manuel estaba en su casa con deterioro del estado de alerta y nula respuesta a los estímulos externos. Fue trasladado a urgencias y mencionó que cursaba con una infección respiratoria desde hace dos semanas.

Se encuentran los siguientes signos vitales: TA: 80/50, FC 100 lpm, Temp 35 °C, FR 24 rpm, glucosa capilar de 45 mg/dL. Clínicamente, en el paciente destaca la presencia de hiperpigmentación de encías y pliegues cutáneos, así como dolor abdominal a la palpación profunda en el mesogastrio.

      

En la biometría hemática se encuentra un nivel de hemoglobina 9.14 g/dl y un hematocrito del 33%. En la gasometría arterial, se encuentran Na⁺ 148 mmol/l, K⁺ 6,7 mmol/l, Ca²⁺ 0,9 mmol/l y Cl^– 127 mmol/l.    

 

Resuelve las siguientes preguntas (parte 1):

1. ¿Qué datos te llaman la atención?
2. ¿Qué glándula o glándulas crees que estén fallando?
3. De acuerdo con la respuesta de la pregunta anterior, ¿qué estudios complementarios solicitarías?

 

El médico tratante solicitó un estudio de la función de las glándulas suprarrenales:

Cortisol: 0.20 ug/dl (rango 10.4 – 26.4 ug/dl).

ACTH: 216 pg/ml (rango < 46 pg/ml).

 

Resuelve las siguientes preguntas (parte 2):

 

4. ¿En qué órgano u órganos crees que se encuentre la alteración?
5. ¿Cómo relacionas lo observado por el paciente con la función de las hormonas alteradas?

 

Caso 3. María es una mujer de 20 años, estudiante de enfermería, soltera. Como antecedentes personales no patológicos y patológicos: Tabaquismo desde los 15 años, consumo promedio de 3-4 cigarrillos al día. Y ha tenido acné desde los 12 años hasta la actualidad y también sobrepeso desde los 6 años. En cuanto a sus antecedentes gineco-obstétricos: Menarca a los 11 años, ciclos menstruales de 60-90 x 5 con dismenorrea, manejada con naproxeno. Inicio de vida sexual a los 16 años. Gestas 0. Método anticonceptivo: Ninguno. Fecha de última menstruación: 30 de octubre de 2025.

Ella acude al médico debido a sus alteraciones menstruales, ya que, posteriormente al inicio de la menarca, la mayoría de sus ciclos menstruales han sido irregulares (opsomenorrea) y en ocasiones alterna con ciclos de amenorrea de hasta 3 a 6 meses. A lo anterior se agrega desde hace 9 meses la presencia de vello en mentón, línea infraumbilical y tórax posterior, así como aumento progresivo de peso en los últimos 9 meses.

A la exploración física se encuentra lo siguiente: peso 86 kg, talla: 1.59 mts, IMC: 34, percentil de IMC > 95, TA 130/95 mmHg, FC 72 lpm, FR 22 rpm, perímetro de cintura: 110 cm y perímetro de cadera: 115 cm.

Presencia de acné en cara, acantosis nigricans en cuello y pliegues, con hirsutismo, tiroides de tamaño y consistencia normal, cardiopulmonar sin compromiso, glándulas mamarias simétricas, sin zonas de retracción, sin presencia de galactorrea, sin nodulaciones, abdomen sin visceromegalias, genitales externos sin clitoromegalia, con tanner mamario y genital V.

El médico tratante solicita los siguientes estudios de laboratorio :

Glucosa: 108 mg/dL                    

FSH: 7.25 mUI/mL                             

LH: 17.88 mUI/mL            

Estradiol: 64.0 pg/mL               

Prolactina: 8.3 ng/mL                   

Testosterona: 2.0 ng/mL

 

Se observan las siguientes imágenes:

 

Resuelve las siguientes preguntas:

1. Investiga los valores de referencia de cada hormona
2. ¿Qué hormona u hormonas se encuentran alteradas?
3. ¿Qué relación existe entre estas hormonas y la clínica observada?
4. ¿Qué tratamiento se podría recomendar a María?

  

Caso 4. Femenino de 34 años, multigesta, acude a consulta externa 6 meses después de su último parto. Refiere fatiga crónica extrema, debilidad generalizada y una preocupación principal: incapacidad para lactar desde el nacimiento de su hijo (agalactia).

Antecedentes de importancia:

• Parto: Hace 6 meses, complicado con una hemorragia obstétrica severa (pérdida estimada de 1,500 ml) que requirió transfusión de 3 paquetes globulares y manejo con oxitocina. Presentó choque hipovolémico transitorio.
• Ginecoobstétricos: No ha recuperado la menstruación desde el parto (amenorrea secundaria).

A la exploración física destaca: piel pálida, seca y fría. Adelgazamiento de las cejas en su tercio externo. Glándulas mamarias con signos de atrofia, sin salida de secreción a la expresión. Distribución de vello: Disminución marcada del vello axilar y púbico.

Signos vitales: TA: 90/60 mmHg (hipotensión), FC: 62 lpm (bradicardia), FR: 19 rpm. 

 

Responde lo que se pregunta a continuación:

1. Investiga los conceptos que desconoce
2. ¿Cuáles son los datos que consideras importantes en este caso?
3. ¿Qué papel juegan los andrógenos y la ACTH?
4. ¿Qué esperarías encontrar en un perfil hormonal de laboratorio con respecto a la TSH y T4 libre?

 

Llena el campo de “Interpretación” de la siguiente tabla, usando los valores de referencia (Bajo, Normal o Alto):

 

Parámetro	Resultado de la Paciente	Valor de Referencia	Interpretación
TSH (Hormona Estimulante de Tiroides)	0.1 mUI/L	0.4 — 4.0 mUI/L
T4 Libre (Tiroxina libre)	0.5 ng/dL	0.9 — 2.3 ng/dL
T3 Total (Triyodotironina)	60 ng/dL	80 — 200 ng/dL

 

2.2 Actividades en clase 2. Ratas virtuales

Material y métodos

• Tabla para registrar el peso de diferentes órganos.
• Datos de autopsias (Anexo 1).
• Computadora con programa para hacer estadística básica (Excel, LibreOffice, Prism).

 

Experimento

 

Se usaron ratas Wistar macho de 90 días obtenidas del bioterio de la Facultad, que se mantuvieron con un ciclo de luz/oscuridad de 12h/12h, a temperatura y humedad constante. Las ratas vivieron en grupos de 3 ratas por caja y tuvieron comida y agua ad libitum hasta el día del experimento. A los 75 días se realizó, bajo anestesia general, una orquiectomía en 42 ratas, mientras que en 42 animales controles solo se realizó la manipulación quirúrgica sin realizar la resección de los testículos (Figura 1). Posteriormente a la cirugía, se dio un periodo de recuperación de 15 días.

 

• ¿Por qué se realizó una cirugía en los animales controles?
• ¿Qué factores se controlaron en este experimento? ¿Qué hubieras añadido o cambiado?

 

Al día 90, se sacrificaron 6 ratas control y 6 ratas castradas, y se pesaron diferentes órganos (pituitaria, tiroides, adrenales, timo, testículos, próstata, vesículas seminales). Abajo se muestran dos tablas con los resultados obtenidos, en miligramos para los órganos y en gramos para el peso de las ratas.

 Figura 1. Se muestra una rata Wistar macho de cada grupo (controles y castradas), así como las glándulas que posteriormente fueron pesadas.

Control intacto
	Pituitaria	Tiroides	Timo	Adrenales	V. seminal	Próstata	Testículos	Peso
Rata 1	12.9	250	475	40	500	425	3200	340
Rata 2	13	230	490	36	510	430	3100	330
Rata 3	15	260	470	39	490	436	3250	310
Rata 4	12	253	485	45	486	410	3400	250
Rata 5	12.5	245	473	42	510	400	3500	295
Rata 6	14	263	460	38	507	450	3000	350

 

Control castrado
	Pituitaria	Tiroides	Timo	Adrenales	V. seminal	Próstata	Testículos	Peso
Rata 1	12.9	250	480	40	450	387	0	270
Rata 2	14	280	495	47	445	390	0	275
Rata 3	14	240	465	34	432	360	0	300
Rata 4	13	250	450	44	459	383	0	270
Rata 5	11	251	469	46	453	398	0	260
Rata 6	14	243	486	35	460	400	0	365

 

El mismo día, en 36 ratas se colocaron bombas de liberación continua de las siguientes hormonas: (TRH, TSH, ACTH, Cortisol, Testosterona, LH). La dosis administrada fue la suficiente para incrementar los niveles plasmáticos aproximadamente 10 veces. Las bombas de liberación continua administran una dosis constante del fármaco durante 30 días. En 36 ratas se colocaron bombas que solo liberan solución salina. Cada grupo consistió en 6 ratas. A los 120 días, se registró el peso corporal y se sacrificó a los animales por una sobredosis de pentobarbital. Se realizó una autopsia, colectándose y pesándose los siguientes órganos: pituitaria, tiroides, adrenales, timo, testículos, próstata, vesículas seminales.

 

• Con base en tus conocimientos de fisiología, completa la siguiente tabla de acuerdo con el peso que esperas encontrar en caso de la administración de cada una de estas hormonas en los animales castrados e intactos (no castrados). Coloca “+” o “-” si predices un aumento o disminución del peso, respectivamente, y “sc” si no esperas cambios.

 

TRH

TSH

ACTH

Cortisol

Testosterona

LH

Intacto

Castrado

Intacto

Castrado

Intacto

Castrado

Intacto

Castrado

Intacto

Castrado

Intacto

Castrado

Pituitaria

Tiroides

Adrenales

Timo

Testículos

Próstata

V. seminales

Peso

 

El nuevo estudiante de maestría al que se le dejó encargado realizar el procedimiento (después de haberle enseñado a hacerlo con las ratas control castradas e intactas), realizó el procedimiento de acuerdo con lo indicado, enlistó los pesos de cada grupo, pero olvidó marcar a qué grupo (hormona administrada) pertenecía cada lista. Las listas recabadas se encuentran en el Anexo 1.

 

Con base a la tabla que completaste y los datos de las autopsias realiza las siguientes actividades:

1. Organiza los datos.
2. Realiza las pruebas estadísticas básicas para obtener el promedio y la desviación estándar.
3. Elabora un histograma para observar la distribución y elegir la mejor prueba estadística.
4. Grafica tus resultados y exponlos en la clase, interpretando qué hormona se aplicó y cuál es el mecanismo por el que dicha hormona genera los cambios observados.
5. Discute qué otras variables fisiológicas o concentraciones hormonales esperas que se modifiquen, y cuáles síntomas presentaría una persona que tuviera dicho trastorno.
6. Realiza un reporte de esta práctica.

 

RESULTADOS DE AUTOPSIAS

*El peso de los órganos se expresa en mg y el de la rata en g.

Autopsias tratamiento hormonal 1.

El peso de los órganos se expresa en mg y el de la rata en g.

 

Hormona 1 (intacto)
	Pituitaria	Tiroides	Timo	Adrenales	V. seminal	Próstata	Testículos	Peso
Rata 1	10.1	245	250	100	490	430	3000	200
Rata 2	11	260	200	120	480	420	3100	195
Rata 3	13	255	285	105	475	410	2950	210
Rata 4	9	247	350	97	500	435	2900	198
Rata 5	10	230	190	104	483	450	3200	215
Rata 6	9	248	220	90	495	418	2800	200

 

Hormona 1 (castrado)
	Pituitaria	Tiroides	Timo	Adrenales	V. seminal	Próstata	Testículos	Peso
Rata 1	10.1	250	250	95	410	380	0	195
Rata 2	11	245	200	110	430	390	0	180
Rata 3	9	240	200	114	405	386	0	220
Rata 4	8	255	300	87	400	400	0	205
Rata 5	12	280	290	94	450	375	0	195
Rata 6	10	230	265	98	400	370	0	190

 

Autopsias tratamiento hormonal 2

 

Hormona 2 (intacto)
	Pituitaria	Tiroides	Timo	Adrenales	V. seminal	Próstata	Testículos	Peso
Rata 1	9.8	250	480	40	900	800	5700	345
Rata 2	9.5	247	450	35	1000	1000	6400	330
Rata 3	10.4	260	530	44	800	750	6200	370
Rata 4	8	280	507	30	1100	1050	6500	350
Rata 5	12	229	492	42	500	450	3100	330
Rata 6	8.6	230	490	39	980	920	6000	340

 

Hormona 2 (castrado)
	Pituitaria	Tiroides	Timo	Adrenales	V. seminal	Próstata	Testículos	Peso
Rata 1	13	250	480	42	412	375	0	275
Rata 2	12	256	470	38	400	390	0	280
Rata 3	11	246	490	45	395	410	0	290
Rata 4	12.5	250	495	40	410	380	0	285
Rata 5	13.2	260	480	36	450	400	0	300
Rata 6	10.9	245	478	37	500	387	0	310

 

Autopsias tratamiento hormonal 3

Hormona 3 (intacto)
	Pituitaria	Tiroides	Timo	Adrenales	V. seminal	Próstata	Testículos	Peso
Rata 1	10.2	252	470	38	1400	900	2400	510
Rata 2	11	240	490	42	1500	1000	2000	500
Rata 3	9	260	480	45	1600	1200	1900	510
Rata 4	9.3	255	530	33	1300	1500	1600	490
Rata 5	8.5	245	450	40	1550	2000	1300	485
Rata 6	8	250	435	39	1250	1200	2000	500

 

Hormona 3 (castrado)
	Pituitaria	Tiroides	Timo	Adrenales	V. seminal	Próstata	Testículos	Peso
Rata 1	10.1	250	470	41	1200	600	0	460
Rata 2	11	247	490	42	1400	1300	0	500
Rata 3	10	267	510	37	1500	1000	0	470
Rata 4	8.3	240	500	35	1400	1500	0	520
Rata 5	9	250	459	45	1300	1700	0	460
Rata 6	8	253	465	41	1350	950	0	450

 

Autopsias tratamiento hormonal 4

Hormona 4 (intacto)
	Pituitaria	Tiroides	Timo	Adrenales	V. seminal	Próstata	Testículos	Peso
Rata 1	25	490	462	39	490	400	3150	160
Rata 2	30	530	450	42	500	450	3200	150
Rata 3	27	520	460	35	490	390	3300	150
Rata 4	24	450	475	45	500	340	3500	170
Rata 5	23	490	450	40	450	350	3100	155
Rata 6	26	495	458	39	460	465	3000	165

 

Hormona 4 (castrado)
	Pituitaria	Tiroides	Timo	Adrenales	V. seminal	Próstata	Testículos	Peso
Rata 1	25.7	495	60	38	500	375	0	144
Rata 2	27	500	450	35	500	450	0	150
Rata 3	28	480	440	30	430	340	0	150
Rata 4	25	495	490	50	460	400	0	160
Rata 5	22	505	460	43	460	380	0	165
Rata 6	23	530	465	45	410	360	0	140

 

Autopsias tratamiento hormonal 5

Hormona 5 (intacto)
	Pituitaria	Tiroides	Timo	Adrenales	V. seminal	Próstata	Testículos	Peso
Rata 1	9.8	245	150	30	475	410	3200	150
Rata 2	10	250	120	25	480	390	3100	140
Rata 3	9	260	130	45	450	400	3300	160
Rata 4	8	230	130	20	500	430	3100	150
Rata 5	10	240	190	22	480	415	3100	155
Rata 6	11	250	150	35	460	410	2900	162

 

Hormona 5 (castrado)
	Pituitaria	Tiroides	Timo	Adrenales	V. seminal	Próstata	Testículos	Peso
Rata 1	9.7	247	140	29	440	380	0	135
Rata 2	12	250	145	30	450	390	0	140
Rata 3	8	260	110	32	430	385	0	161
Rata 4	8	237	160	33	490	400	0	139
Rata 5	9	240	170	29	430	400	0	130
Rata 6	10	250	120	25	450	370	0	140

 

Autopsias tratamiento hormonal 6

Hormona 6 (intacto)
	Pituitaria	Tiroides	Timo	Adrenales	V. seminal	Próstata	Testículos	Peso
Rata 1	8	500	455	37	480	405	2790	152
Rata 2	7	520	500	40	500	402	3000	160
Rata 3	9	550	459	42	510	450	2500	155
Rata 4	10	500	440	35	500	378	2900	160
Rata 5	8	470	450	40	493	400	3500	160
Rata 6	7	500	440	38	500	390	3600	150

 

Hormona 6 (castrado)
	Pituitaria	Tiroides	Timo	Adrenales	V. seminal	Próstata	Testículos	Peso
Rata 1	8	505	461	37	445	375	0	145
Rata 2	7	510	460	35	470	360	0	150
Rata 3	9	495	450	39	460	400	0	140
Rata 4	8	530	464	42	500	360	0	155
Rata 5	10	495	470	44	400	350	0	150
Rata 6	7	500	457	33	490	310	0	145

Referencias:

 

1. Actividad basada en: Odenweller, C. M., Hsu, C. T., Sipe, E., Layshock, J. P., Varyani, S., Rosian, R. L., y DiCarlo, S. E. (1997). Laboratory exercise using “virtual rats” to teach endocrine physiology.  Advances in Physiology Education, 18(1), S24-40.
2. Rhoades, R. A., y Bell, D. R. (2018). Fisiología médica. Fundamentos de Medicina Clínica. 5a edición. China: Wolters Kluwer.
3. Hall, J. E. (2016). Guyton y Hall. Tratado de fisiología médica. 13ª edición. Barcelona, España: Elsevier.
4. Melmed, S., Polonsky, K. S., Larsen, P. R. y Kronenberg, H. M. (2017). Williams. Tratado de endocrinología.  13ª edición. Barcelona, España: Elsevier.

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 Última actualización febrero de 2026