secreción pulsátil

La secreción pulsátil es un fenómeno bioquímico observado en una amplia variedad de tipos celulares y tisulares , en el que se secretan productos químicos siguiendo un patrón temporal regular. Los productos celulares más comunes que se liberan de esta manera son las moléculas de señalización intercelular, como las hormonas o los neurotransmisores . Ejemplos de hormonas que se secretan pulsátilmente incluyen la insulina , la tirotropina , la TRH , la hormona liberadora de gonadotropina (GnRH) y la hormona del crecimiento (GH). En el sistema nervioso, la pulsatilidad se observa en la actividad oscilatoria de los generadores de patrones centrales . En el corazón, los marcapasos pueden funcionar y secretar de forma pulsátil. Un patrón de secreción pulsátil es fundamental para la función de muchas hormonas, ya que permite mantener el delicado equilibrio homeostático necesario para procesos vitales esenciales, como el desarrollo y la reproducción . Las variaciones de concentración a una frecuencia determinada pueden ser cruciales para la función hormonal, como lo demuestra el caso de los agonistas de la GnRH , que provocan una inhibición funcional del receptor de GnRH debido a una profunda regulación negativa en respuesta a una estimulación constante (tónica). La pulsatilidad puede sensibilizar los tejidos diana a la hormona de interés y aumentar la expresión de los receptores, lo que conduce a mejores respuestas. Esta respuesta intensificada podría haber contribuido a mejorar la adaptación del animal a su entorno y a favorecer su supervivencia evolutiva.

La secreción pulsátil en sus diversas formas se observa en:

• Hormonas relacionadas con el eje hipotálamo-hipófisis-gonadal (HPG)
• Glucocorticoides
• Insulina
• Hormona del crecimiento
• hormona paratiroidea

El control del sistema nervioso sobre la liberación de hormonas se basa en el hipotálamo , del cual se originan las neuronas que pueblan los núcleos pariventricular y arcuato . ^{[ 1 ]} Estas neuronas se proyectan a la eminencia media, donde secretan hormonas liberadoras en el sistema portal hipofisario que conecta el hipotálamo con la glándula pituitaria . Allí, regulan la función endocrina a través de los cuatro ejes HPG. ^{[ 1 ]} Estudios recientes han comenzado a ofrecer evidencia de que muchas hormonas pituitarias que se han observado liberando episódicamente están precedidas por la secreción pulsátil de su hormona liberadora asociada desde el hipotálamo de manera similar. Nuevas investigaciones sobre los mecanismos celulares asociados con la pulsatilidad de las hormonas pituitarias, como la observada para la hormona luteinizante (LH) y la hormona foliculoestimulante (FSH), han indicado pulsos similares en los vasos hipofisarios de la hormona liberadora de gonadotropina (GnRH). ^{[ 2 ] [ 3 ]}

La LH se libera de la glándula pituitaria junto con la FSH en respuesta a la liberación de GnRH en el sistema portal hipofisario. ^{[ 4 ]} La liberación pulsátil de GnRH provoca la liberación pulsátil de LH y FSH, lo que modula y mantiene niveles adecuados de hormona gonadal biodisponible (testosterona en hombres y estradiol en mujeres) según los requisitos de un bucle de retroalimentación superior. ^{[ 3 ]} En las mujeres, los niveles de LH suelen ser de 1 a 20 UI/L durante el período reproductivo y se estima que son de 1,8 a 8,6 UI/L en hombres mayores de 18 años. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

Los pulsos regulares de glucocorticoides, principalmente cortisol en el caso de los humanos, se liberan regularmente desde la corteza suprarrenal siguiendo un patrón circadiano además de su liberación como parte de la respuesta al estrés . ^{[ 8 ] [ 9 ]} La liberación de cortisol sigue una alta frecuencia de pulsos que forman un ritmo ultradiano , siendo la amplitud la variación principal en su liberación, de modo que la señal está modulada en amplitud . ^{[ 8 ]} Se ha observado que la pulsatilidad de los glucocorticoides sigue un ritmo circadiano, con los niveles más altos observados antes de despertar y antes de las comidas previstas. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Este patrón en la amplitud de liberación se observa que es consistente en todos los vertebrados. ^{[ 9 ]} Estudios realizados en humanos, ratas y ovejas también han observado un patrón circadiano similar de liberación de adrenocorticotropina (ACTH) poco antes del pulso en el corticosteroide resultante. ^{[ 8 ]} Actualmente se plantea la hipótesis de que la pulsatilidad observada de la ACTH y los glucocorticoides está impulsada por la pulsatilidad de la hormona liberadora de corticotropina (CRH); sin embargo, existen pocos datos que respalden esto debido a la dificultad para medir la CRH. ^{[ 8 ]}

El patrón de secreción de tirotropina (TSH) está determinado por ritmos infradianos , circadianos y ultradianos. Los ritmos infradianos se representan principalmente por la variación circanual que refleja la estacionalidad de la función tiroidea. ^{[ 10 ]} Los ritmos circadianos conducen a una secreción máxima ( acrofase ) alrededor de la medianoche y concentraciones mínimas alrededor del mediodía y a primera hora de la tarde. ^{[ 11 ] [ 12 ]} Se observa un patrón similar para la triyodotironina , pero con un cambio de fase. ^{[ 12 ]} La liberación pulsátil contribuye al ritmo ultradiano de la concentración de TSH con aproximadamente 10 pulsos por 24 horas. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]} La amplitud de los ritmos circadianos y ultradianos se reduce en el síndrome de enfermedad no tiroidea grave (TACITUS). ^{[ 16 ] [ 17 ]}

Las teorías contemporáneas asumen que los mecanismos de retroalimentación autocrinos y paracrinos (ultracortos) que controlan la secreción de TSH dentro de la hipófisis anterior son un factor importante que contribuye a la evolución de su pulsatilidad. ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

La secreción pulsátil de insulina de las células beta individuales está impulsada por la oscilación de la concentración de calcio en las células. En las células beta que carecen de contacto (es decir, fuera de los islotes de Langerhans ), la periodicidad de estas oscilaciones es bastante variable (2-10 min). Sin embargo, dentro de un islote de Langerhans, las oscilaciones se sincronizan mediante el acoplamiento eléctrico entre células beta cercanas conectadas por uniones comunicantes , y la periodicidad es más uniforme (3-6 min). ^{[ 21 ]} Además de las uniones comunicantes, la coordinación de los pulsos está regulada por la señalización de ATP . Las células alfa y beta del páncreas también comparten factores de secreción de forma pulsátil similar. ^{[ 22 ]}