Los circuitos de retroalimentación están en la raíz de la mayoría de los mecanismos de control en fisiología y son particularmente prominentes en el sistema endocrino. Sin duda, se producen casos de retroalimentación positiva, pero los comentarios negativos son mucho más comunes.
La retroalimentación negativa se ve cuando la salida de un camino inhibe las entradas al camino. El sistema de calefacción en su casa es un simple circuito de retroalimentación negativa. Cuando el horno produce suficiente calor para elevar la temperatura por encima del punto de ajuste del termostato, el termostato se dispara y apaga el horno (el calor se retroalimenta de forma negativa en la fuente de calor). Cuando la temperatura cae por debajo del punto de ajuste, la retroalimentación negativa desaparece y el horno vuelve a encenderse.
Los circuitos de retroalimentación se usan ampliamente para regular la secreción de hormonas en el eje hipotálamo-hipófisis. Un ejemplo importante de un ciclo de retroalimentación negativa se ve en el control de la secreción de la hormona tiroidea. Las hormonas tiroideas tiroxina y triyodotironina (“T4 y T3”) son sintetizadas y secretadas por las glándulas tiroides y afectan el metabolismo en todo el cuerpo. Los mecanismos básicos para el control en este sistema son:
- Las neuronas en el hipotálamo secretan la hormona liberadora de la tiroides (TRH), que estimula las células de la hipófisis anterior para secretar la hormona estimulante de la tiroides (TSH).
- La TSH se une a los receptores de las células epiteliales de la glándula tiroides, estimulando la síntesis y la secreción de las hormonas tiroideas, que probablemente afecten a todas las células del cuerpo.
- Cuando las concentraciones sanguíneas de hormonas tiroideas aumentan por encima de un cierto umbral, las neuronas secretoras de TRH en el hipotálamo se inhiben y dejan de secretar TRH. Este es un ejemplo de “retroalimentación negativa”.
La inhibición de la secreción de TRH conduce a la interrupción de la secreción de TSH, lo que conduce a la interrupción de la secreción de la hormona tiroidea. A medida que los niveles de hormona tiroidea disminuyen por debajo del umbral, la retroalimentación negativa se alivia, la secreción de TRH comienza de nuevo, lo que lleva a la secreción de TSH.
Otro tipo de retroalimentación se ve en los sistemas endocrinos que regulan las concentraciones de componentes sanguíneos como la glucosa. Beba un vaso de leche o coma una barra de chocolate y la siguiente serie de eventos (simplificada) ocurrirá:
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- La glucosa de la lactosa o sacarosa ingerida se absorbe en el intestino y aumenta el nivel de glucosa en la sangre.
- La elevación de la concentración de glucosa en sangre estimula las células endocrinas del páncreas para liberar insulina.
- La insulina tiene el efecto principal de facilitar la entrada de glucosa en muchas células del cuerpo, como resultado, los niveles de glucosa en la sangre disminuyen.
- Cuando el nivel de glucosa en la sangre disminuye lo suficiente, el estímulo para la liberación de insulina desaparece y la insulina ya no se secreta.
Perfiles hormonales: Concentraciones a lo largo del tiempo:
Una consecuencia importante de los controles de retroalimentación que rigen las concentraciones de hormonas y el hecho de que las hormonas tienen una vida útil o vida media limitada es que la mayoría de las hormonas se secretan en “pulsos”. El siguiente gráfico muestra las concentraciones de hormona luteinizante en la sangre de una perra durante un período de 8 horas, con muestras recolectadas cada 15 minutos:
La naturaleza pulsátil de la secreción de la hormona luteinizante en este animal es evidente. La hormona luteinizante se secreta desde la hipófisis anterior y está críticamente involucrada en la función reproductiva; la frecuencia y la amplitud de los pulsos son bastante diferentes en las diferentes etapas del ciclo reproductivo.
Con referencia a la endocrinología clínica, el examen de la gráfica también debe demostrar la precaución necesaria para interpretar datos endocrinos basados en muestras aisladas.
Se observa un patrón de secreción pulsátil para prácticamente todas las hormonas, con variaciones en las características del pulso que reflejan estados fisiológicos específicos. Además de los pulsos a corto plazo discutidos aquí, las oscilaciones temporales a más largo plazo o los ritmos endocrinos también se observan con frecuencia y son indudablemente importantes en estados normales y patológicos.
