Pulsatilidad de secreción hormonal

En qué consiste la secreción hormonal pulsátil

Buena parte de las hormonas hipofisarias y varias hormonas periféricas no se vierten a la sangre de forma continua, sino en ráfagas que un reloj neuroendocrino interno va disparando a intervalos que pueden ir de minutos a horas. Ese patrón afecta, entre otras, a las gonadotropinas, la hormona del crecimiento, la corticotropina y el cortisol que ella misma induce, la hormona paratiroidea y la insulina. Fuera de esos pulsos, casi todas mantienen además una secreción basal, mucho menor, que rellena los valles entre una descarga y la siguiente.

Por qué importa la frecuencia y no solo la cantidad

El endocrinólogo Johannes Veldhuis, una referencia en el estudio matemático de estos ritmos, distingue dos formas de codificar información. En el eje reproductivo, en la tiroides y en la prolactina, tanto la amplitud como la frecuencia de los pulsos determinan la concentración media de la hormona en sangre: cambiar el ritmo de los pulsos cambia el resultado final. En la hormona del crecimiento, la corticotropina, el cortisol, la hormona paratiroidea y la insulina, en cambio, es sobre todo la amplitud de cada pulso la que gobierna el promedio; la frecuencia pesa menos.

La razón última tiene que ver con los receptores de las células diana. Un receptor expuesto a una concentración constante de su hormona tiende, con el tiempo, a dejar de responder: se satura, se interioriza o simplemente deja de traducir la señal dentro de la célula. El intervalo de silencio entre un pulso y el siguiente funciona como un descanso que mantiene la sensibilidad del receptor. Es, en cierto modo, el mismo motivo por el que un ruido constante deja de percibirse mientras que un ruido intermitente sigue llamando la atención mucho después de empezar.

Un experimento que cambió la endocrinología reproductiva

En 1978 llegó la demostración más citada de este principio, cuando el equipo de Ernst Knobil publicó en la revista Science un experimento con monas rhesus a las que se había destruido quirúrgicamente el hipotálamo mediobasal, la región que genera los pulsos naturales de la GnRH. Sin esa hormona, la hipófisis de los animales dejaba de secretar hormona luteinizante y hormona foliculoestimulante. Al administrarles la misma hormona en infusión continua, la secreción no se recuperaba. Bastaba, en cambio, cambiar el modo de entrega, con pulsos horarios que imitaban el ritmo natural, para que la función hipofisaria se restableciera por completo. El experimento, obra de Philip Belchetz y sus colaboradores en el laboratorio de Knobil, se convirtió en una de las referencias más citadas de la endocrinología reproductiva del siglo veinte.

Otros ejes con secreción pulsátil

La hormona del crecimiento se libera sobre todo en pulsos nocturnos, coincidiendo con las fases más profundas del sueño, lo que explica en parte por qué los niños crecen mientras duermen. El cortisol combina dos ritmos superpuestos: uno circadiano, de veinticuatro horas, con un máximo poco después de despertar, y otro más rápido, de pulsos cada una o dos horas, sobre el que se monta la oscilación diaria. La insulina, por su parte, se secreta desde las células beta del páncreas en oscilaciones de pocos minutos, incluso en ayunas, mucho antes de que llegue cualquier estímulo alimentario que las intensifique.

Conviene no confundir la pulsatilidad con el ritmo circadiano. El ritmo circadiano es un ciclo de aproximadamente veinticuatro horas, sincronizado con la luz y la oscuridad; la pulsatilidad ocurre a una escala mucho más rápida, de minutos a pocas horas, y recibe el nombre técnico de ritmo ultradiano. Ambos pueden coexistir sin contradecirse, como sucede precisamente con el cortisol.

Cómo se estudia la pulsatilidad hormonal

Detectar un pulso hormonal exige tomar muestras de sangre con una frecuencia mucho mayor que la de una analítica convencional, a veces cada pocos minutos durante horas. Los valores resultantes se procesan después con métodos de deconvolución matemática, técnicas que separan la señal de los pulsos verdaderos del ruido de la propia medición y de la eliminación progresiva de la hormona en el organismo. Estos procedimientos pertenecen al terreno de la investigación fisiológica más que al de la práctica clínica habitual, donde rara vez se justifica semejante despliegue para un único paciente.

Preguntas frecuentes

¿Qué ocurre si se administra de forma continua una hormona de secreción pulsátil?

Depende de la hormona, pero en el eje reproductivo el efecto es contrario al que cabría esperar: la infusión continua de hormona liberadora de gonadotropinas apaga, en lugar de estimular, la secreción de hormona luteinizante y de hormona foliculoestimulante, porque los receptores hipofisarios se desensibilizan ante una señal que ya no varía. La entrada dedicada a la hormona liberadora de gonadotropinas desarrolla ese mecanismo con más detalle.

¿Todas las hormonas se secretan de forma pulsátil?

No todas, o no de forma igual de marcada. Las hormonas tiroideas circulantes, por ejemplo, cambian con mucha lentitud y su pulsatilidad apenas resulta detectable en la práctica. Las hormonas hipofisarias y varias hormonas del eje suprarrenal, en cambio, muestran pulsos claros y bien caracterizados.

¿Desde cuándo se sabe que las hormonas se secretan en pulsos?

La idea se fue abriendo paso a lo largo de los años setenta, a medida que mejoraban los métodos para medir hormonas en sangre con la frecuencia necesaria para detectar un pulso en vez de un simple promedio diario. El trabajo de Ernst Knobil con monas rhesus, publicado en 1978, fue el que convenció a la comunidad científica de que esos pulsos no eran un artefacto de la medición, sino una parte constitutiva del mensaje hormonal. Desde entonces, la pulsatilidad se ha convertido en un campo de estudio propio, con métodos matemáticos dedicados a caracterizar la amplitud, la frecuencia y la forma de cada pulso.

Referencias

1. Veldhuis JD. Pulsatile hormone secretion: mechanisms, significance and evaluation.
2. Marshall JC. Recognition that sustained pituitary gonadotropin secretion requires pulsatile GnRH stimulation: a Pittsburgh saga.
3. Walker JJ, Terry JR, Lightman SL. Encoding and decoding mechanisms of pulsatile hormone secretion.
4. Revista Iberoamericana de Fertilidad. La neurohormona GnRH en la mujer.