Hipotálamo

Desarrollo

El hipotálamo es un conjunto de varios núcleos en el centro del cerebro que se desarrolla en las etapas iniciales durante la vida embrionaria.

Tubo neural

El 1er paso es el desarrollo del tubo neural.

• Se desarrolla a partir del ectodermo
• El embrión trilaminar se invagina para formar el pliegue neural → tubo neural (cerrado a las 6 semanas)
• El tubo neural se convierte en el sistema nervioso central.

Vesículas neurales primarias y secundarias

El tubo neural desarrolla 3 «protuberancias» conocidas como vesículas primarias:

• Prosencéfalo (cerebro anterior) → se divide en 2 vesículas secundarias:
  • Telencéfalo → cerebro
  • El diencéfalo, que pasa a formar:
    • Tálamo
    • Hipotálamo
    • Epitálamo (incluye la glándula pineal)
    • Subtálamo
• Mesencéfalo (cerebro medio, sin vesículas secundarias) → cerebro medio
• Rombencéfalo (cerebro posterior) → se divide en 2 vesículas secundarias:
  • Metencéfalo:
    • Protuberancia
    • Cerebelo
  • Mielencéfalo → médula oblongada

Anatomía Macroscópica

Localización

• Situado en el centro del cerebro
• Justo superior al tronco cerebral
• Forma parte de las paredes y el suelo del 3er ventrículo
• Simétrico; tiene mitades derecha e izquierda

Límites

Zonas parasagitales

Cada ½ del hipotálamo contiene 3 zonas o áreas primarias (de lateral a medial):

• Área hipotalámica lateral: sistemas de fibras difusas
• Área hipotalámica medial: contiene los núcleos definidos
• Zona gris periventricular: inmediatamente adyacente al 3er ventrículo

Niveles rostrocaudales

El hipotálamo también puede dividirse en 4 niveles primarios, que van de anterior (rostral) a posterior (caudal). Estos niveles describen las localizaciones de diferentes núcleos funcionales dentro del hipotálamo (todos ellos en el área hipotalámica medial). Los niveles incluyen:

1. Preóptico: se encuentra entre el quiasma óptico y la comisura anterior:
   • Área preóptica lateral
   • Área preóptica medial
2. Supraóptico: nivel más anterior detrás del área preóptica:
   • Núcleo paraventricular
   • Núcleo anterior
   • Núcleo supraóptico
   • Núcleo supraquiasmático
3. Tuberal: entre los niveles supraóptico y mamilar:
   • Hipotalámico lateral
   • Núcleo dorsomedial
   • Núcleo ventromedial
   • Núcleo arcuato
4. Mamilar: nivel más posterior (caudal):
   • Núcleo posterior
   • Cuerpos mamilares

Irrigación e Inervación

El hipotálamo es un importante centro de coordinación del organismo. Recibe información y puede ejercer sus efectos a través de los nervios, la sangre y el LCR.

Conexiones nerviosas aferentes del hipotálamo

El hipotálamo recibe información aferente de:

• Nervios somáticos
• Nervios viscerales
• Nervios visuales/ópticos
• Nervios olfatorios
• Corteza cerebral
• Hipocampo (a través del fórnix)
• Amígdala (a través de la estría terminal)
• Tálamo
• Otros núcleos del hipotálamo

Conexiones nerviosas eferentes del hipotálamo

El hipotálamo envía señales eferentes a:

• Fibras descendentes en el tronco cerebral y la médula espinal → afectan al sistema nervioso autónomo periférico:
  • Nervio vago
  • Neuronas preganglionares simpáticas
• Tracto mamilotalámico: cuerpo mamilar → tálamo
• Tracto mamilar: cuerpo mamilar → tegmento del cerebro medio (tronco cerebral)
• Sistema límbico

Conexiones con la glándula hipófisis

El hipotálamo es el principal regulador de la hipófisis. Por lo tanto, el hipotálamo es clave en la conversión e integración de las señales nerviosas con las señales endocrinas. El hipotálamo está conectado a la hipófisis de dos maneras: a través de fibras nerviosas y a través de la circulación.

Conexiones a través de fibras nerviosas: el tracto hipotálamo-hipofisario

• Las neuronas de los núcleos paraventricular y supraóptico tienen proyecciones directas que terminan en la hipófisis posterior.
• Las secreciones incluyen:
  • Núcleos paraventriculares: producen principalmente oxitocina (estimulan las contracciones uterinas en el parto y la liberación de leche durante la lactancia)
  • Núcleos supraópticos: producen principalmente la hormona antidiurética (un vasoconstrictor que estimula ↑ de la absorción de agua de los túbulos renales)

Conexiones a través de la circulación: el sistema portal hipotálamo-hipofisario

• Se forma a partir de las ramas de las arterias carótidas internas
• Las arterias recorren la eminencia media (el «tallo» hipofisario) → los capilares
• Los capilares rodean las células del lóbulo anterior de la hipófisis.
• Las células neurosecretoras de la zona medial del hipotálamo tienen proyecciones hacia la eminencia media y secretan hormonas hacia el sistema portal:
  • Hormonas liberadoras:
    • Hormona liberadora de corticotropina
    • Hormona liberadora de tirotropina
    • Hormona liberadora de gonadotropina
    • Hormona liberadora de la hormona del crecimiento
  • Hormonas que inhiben la liberación:
    • Somatostatina
    • Dopamina

Irrigación

Irrigación sanguínea:

El hipotálamo es irrigado por el círculo de Willis:

• Arteria cerebral anterior → ramas anteromediales
• Arteria comunicante posterior → ramas posteromediales
• Arteria cerebral posterior → ramas perforantes del tálamo

Drenaje venoso:

• Círculo de senos intercavernosos
• Sistema portal hipotálamo-hipofisario

Funciones

Descripción General

El hipotálamo es un centro de integración sensorial y motora y es un regulador primario de los sistemas; nervioso endocrino y autónomo. El hipotálamo desempeña un papel importante en:

• Regulación y secreción hormonal
• Efectos autonómicos (e.g., la frecuencia cardíaca, la presión arterial, las secreciones y la motilidad gastrointestinal, etc.)
• Termorregulación
• Ingesta de alimentos y agua
• Sueño y ritmos circadianos
• Memoria
• Comportamiento emocional

Nivel preóptico

El área preóptica contiene:

• Área preóptica lateral: una continuación de los núcleos hipotalámicos laterales
• Área preóptica medial:
  • Asociado a la excitación sexual y al dimorfismo sexual
  • Produce/secreta hormona liberadora de gonadotropina → se libera en el sistema portal hipotálamo-hipofisario
  • Participa en la termorregulación
  • Las lesiones en esta región se asocian a:
    • Pérdida de control del comportamiento sexual
    • Amenorrea
    • Impotencia

Nivel supraóptico

El nivel supraóptico contiene varios núcleos importantes que incluyen (de superior a inferior):

• Núcleo paraventricular:
  • División medial: sintetiza y secreta una serie de hormonas que regulan la hipófisis
    • Hormona liberadora de corticotropina
    • Hormona liberadora de tirotropina
    • Hormona liberadora de la hormona del crecimiento
    • Somatostatina (inhibe la liberación de la hormona del crecimiento y de la hormona estimulante del tiroides (TSH, por sus siglas en inglés)
    • Dopamina (inhibe la secreción de prolactina)
  • División intermedia: sintetiza las hormonas que se liberan desde la hipófisis posterior
    • Oxitocina (secreción primaria)
    • La hormona antidiurética se produce en pequeñas cantidades
  • División lateral: tiene algunas proyecciones directas al nervio vago
• Núcleo anterior:
  • Una continuación caudal del área preóptica medial
  • Participa en la termorregulación (refrigeración) y el sueño
  • Las lesiones en esta región pueden provocar hipertermia.
• Núcleo supraóptico:
  • Tiene proyecciones directas a la hipófisis posterior
  • Produce:
    • Hormona antidiurética (principalmente)
    • Oxitocina (cantidades menores)
• Núcleo supraquiasmático:
  • Situado justo encima del quiasma óptico
  • Obtiene información directa de la retina
  • Un «reloj biológico maestro»

Nivel tubular

El nivel tuberal contiene:

• Núcleos hipotalámicos laterales:
  • Participa en:
    • Regulan el apetito y la saciedad
    • Función digestiva
    • Sueño
    • Percepción del dolor
    • Presión arterial
  • Las lesiones aquí pueden llevar a:
    • Narcolepsia
    • Trastornos de la motilidad o funcionales del tracto gastrointestinal
    • Trastornos alimentarios (debido a ↓↓ deseo de comer)
• Núcleo dorsomedial:
  • Participa en:
    • Ritmos circadianos fisiológicos (e.g., comer y beber, consumo de energía)
    • Comportamiento de ingesta
    • Respuesta cardiovascular al estrés
  • Las lesiones en esta zona pueden provocar: exceso de comida (hiperfagia), obesidad
• Núcleo ventromedial:
  • Participa en:
    • Regulación del apetito, la saciedad y la energía
    • Respuesta al miedo a través de la entrada aferente de la amígdala
  • Las lesiones aquí pueden provocar: hiperfagia, obesidad
• Núcleo arcuato:
  • Un regulador primario de la hipófisis anterior a través del sistema portal hipotálamo-hipofisiario
  • Secreta:
    • Hormona liberadora de gonadotropina
    • La dopamina → regula la secreción de prolactina
    • El neuropéptido Y → regula el apetito y el peso corporal
  • Las lesiones aquí pueden provocar: galactorrea, hiperfagia

Nivel mamilar

El nivel mamilar incluye:

• Núcleo posterior:
  • Participa en la termorregulación (calentamiento del cuerpo)
  • La lesión aquí puede provocar: hipotermia
• Cuerpos mamilares:
  • Interviene en la regulación de las emociones y la memoria recíproca
  • La lesión aquí puede llevar a:
    • Déficit de memoria
    • Patogénesis de la encefalopatía de Wernicke

Relevancia Clínica

• Diabetes insípida central: condición en la que los riñones son incapaces de concentrar la orina debido a la falta de hormona antidiurética circulante. Estos niveles bajos de hormona antidiurética se deben a la disminución de la producción dentro del hipotálamo o a la disminución de la liberación en la glándula hipófisis posterior. Se presenta con poliuria, nicturia y polidipsia. La diabetes insípida central y la nefrogénica se diferencian según los niveles de hormona antidiurética medidos y la respuesta a la prueba de deprivación de agua. La diabetes insípida central se trata con desmopresina.
• Amenorrea hipotalámica funcional: primera causa de amenorrea secundaria (cese de la menstruación). La amenorrea hipotalámica funcional es el resultado de la disminución de la liberación de hormona liberadora de gonadotropina desde el hipotálamo que se produce en momentos de estrés físico o psicológico grave. La afección se observa con mayor frecuencia en relación con los trastornos de la alimentación o el exceso de ejercicio (común en las atletas). El tratamiento suele requerir apoyo nutricional y asesoramiento.
• Hipertermia: puede producirse si hay una lesión (accidente cerebrovascular o daño en el sistema nervioso central) en el núcleo anterior del hipotálamo, que interviene en la termorregulación, específicamente en el enfriamiento del cuerpo. Los daños en esta región impiden que el cuerpo pueda refrigerarse.
• Narcolepsia: se produce cuando el hipotálamo lateral es incapaz de secretar orexina, una sustancia que promueve la vigilia en muchas zonas del cerebro, lo que conlleva a que se realicen transiciones repentinas e inapropiadas al sueño, cataplexia, parálisis del sueño y alucinaciones hipnagógicas.
• Hiperprolactinemia: niveles elevados de prolactina en la sangre. Aunque la causa más frecuente de la hiperprolactinemia es un adenoma hipofisario secretor de prolactina, la pérdida de la secreción inhibidora de dopamina por parte del hipotálamo también puede ser una causa. Esta afección puede ocasionarse al haber daño de las neuronas dopaminérgicas del hipotálamo o si se secciona el infundíbulo durante una cirugía supraselar. Las presentaciones pueden incluir galactorrea (descarga de leche por las mamas), oligomenorrea y disfunción eréctil.