Neuroendocrinología: Mecanismos por los que las hormonas afectan al comportamiento [Pfaff, D.W. y col., 2009]

Publicado en la revista nº034

Autor: Torres Macho, Juan

Reseña: Neuroendocrinology: Mechanisms by which hormones affect behaviors. Pfaff D.W, Tetel M, Schober J. En: Handbook of neuroscience for the behavioral sciences. Berntson H, Cacciopo J. NY: Wiley. 2009. Capítulo 6


En este capítulo se resumen los conocimientos actuales acerca de la relación existente entre el sistema neuroendocrino y el comportamiento. Los autores, a lo largo del capítulo, describen numerosos ejemplos, principalmente en relación con la conducta reproductiva, ya que es uno de los campos donde se ha producido un mayor y más rápido avance. El comportamiento reproductivo tiene unas características específicas que facilitan su estudio en el laboratorio. Además, los estímulos que provocan estos comportamientos son relativamente simples, y las respuestas motoras son estereotipadas, no siendo necesario su aprendizaje en la mayoría de los casos.


Lógicamente las hormonas no causan los comportamientos, pero sí modifican la probabilidad de presentar una determinada respuesta a un estímulo. Deben, pues, ser consideradas junto a otros factores como el sexo, la edad, el ambiente, etc. Los autores estructuran el capítulo por medio de diez principios básicos que incluyen las claves principales de la influencia hormonal en el comportamiento, y presentan diversos hallazgos de investigación, fundamentalmente resultado de la experimentación con animales.

Principio 1

Es posible la identificación de los mecanismos por los cuales las hormonas afectan al comportamiento en los mamíferos.

Los autores mencionan diversos hallazgos realizados en los últimos 20 años que han permitido la localización de estructuras neuroanatómicas (principalmente situadas en el sistema límbico y el hipotálamo) que contienen neuronas con receptores hormonales. Además se han descrito circuitos neurofisiológicos, principalmente relacionados con el comportamiento reproductivo, que se encuentran influidos por el nivel de estrógenos. También se hace referencia a la confirmación de la existencia de genes con una capacidad de expresión (síntesis de proteínas utilizando la información codificada en los ácidos nucleicos) hormono-dependiente.

Principio 2

Estos mecanismos funcionan a diferentes niveles:

-          Nivel molecular (como los receptores de estrógenos de la membrana celular o los genes que condicionan la síntesis de proteínas involucradas en la producción de hormonas).

-          Nivel anatómico (como los circuitos neuroanatómicos del comportamiento reproductivo que van desde el hipotálamo hasta la médula espinal).

-          Nivel bioquímico. Incluye los cambios celulares producidos por las hormonas, como por ejemplo el aumento en la producción de oxitocina, (péptido implicado en múltiples comportamientos asociados a la reproducción), y de sus receptores cuando se produce una elevación del nivel de estrógenos en plasma.

-           Nivel ambiental. Los autores ponen como ejemplo la más que demostrada influencia del estrés psíquico o físico y la malnutrición en la interrupción de la ovulación y, por tanto, en la fertilidad.

-          Nivel social (como las diferentes formas de cortejo presentes en numerosas especies a lo largo de la escala evolutiva).

Todos estos niveles incluyen estructuras que van desde aquellas con un tamaño cuantificable en angstroms (1x10-8 centímetros) hasta aquellas perceptibles a simple vista. Además estos niveles funcionan de forma coordinada e interrelacionada.

Principio 3

No hay diferencias significativas, en los aspectos moleculares, entre los mecanismos de acción de las hormonas cuando actúan en el cerebro y cuando ejercen su acción en otros órganos situados fuera del sistema nervioso central. Los autores describen específicamente cómo los efectos de las hormonas esteroideas en el cerebro tienen un mecanismo de acción indistinguible del existente fuera de él.

Principio 4

La actividad de los genes que codifican y permiten la síntesis de las proteínas que constituyen los receptores hormonales depende de múltiples factores. Esta hipótesis se ha comprobado fundamentalmente en comportamientos agresivos y sexuales. Alguno de los factores más importantes son el género (los autores describen el ejemplo de ratones a los que se les suprime un gen denominado FR-a, que en los machos disminuye los comportamientos agresivos y sin embargo, en las hembras lo aumenta). Otro factor modulador de la actividad génica es la edad. Los autores de nuevo ponen de ejemplo un experimento realizado en ratones en los que la supresión de un gen denominado ER-b incrementa el comportamiento agresivo en mayor intensidad en ratones jóvenes que en adultos.

Principio 5

Dado que los mecanismos que controlan las hormonas y los comportamientos sexuales básicos tienen un carácter heterogéneo, Mong y Pfaff, en el año 2004, propusieron un principio de organización en módulos funcionales regulados por la actividad estrogénica.

Las neuronas ventromediales del hipotálamo activan directamente el resto de los circuitos que controlan las conductas de reproducción. Configuran el “centro de control” del comportamiento reproductivo. Entre sus actividades más importantes destacan las siguientes:

La hormona liberadora de gonadotropina (GnRH) favorece la secreción de la hormona luteinizante (LH) y de la hormona folículoestimulante (FSH) que resultan fundamentales para la ovulación y la conducta reproductiva. El síndrome de Kallman es una alteración genética que se localiza en el cromosoma X y cuyo mecanismo fisiopatológico es la ausencia de migración de las neuronas que secretan GnRH desde el bulbo olfatorio al hipotálamo. Se produce una alteración en la secreción correcta de GnRH y, en consecuencia, la hipófisis produce bajas cantidades de LH y FSH, por lo que la síntesis de testosterona se ve disminuida y se produce una ausencia de libido.

Los estrógenos también activan el gen de la encefalina. Esta sustancia ayuda a modificar el umbral del dolor, permitiendo la penetración, que podría ser interpretada por la hembra como un estímulo doloroso y dañino. Asimismo, el gen de la oxitocina y de su receptor se expresa en las neuronas hipotalámicas en presencia de estrógenos, con lo que disminuye la ansiedad, posibilitándose el cortejo y la cópula. La oxitocina, al disminuir el estrés, también favorece comportamientos instintivos conectados con la reproducción, la maternidad y otras conductas sociales.

Principio 6

El aspecto temporal es fundamental en la acción de las hormonas en el sistema nervioso central. Existen varios factores relacionados con el tiempo que modifican el efecto de estas sustancias en el comportamiento. El primero es la duración de la acción de las mismas. Los autores ponen el ejemplo de los roedores machos, que necesitan que el efecto de la testosterona tenga una duración de varias semanas para que determinados aspectos del comportamiento sexual (conductas motoras como los movimientos pélvicos, la penetración y la eyaculación) tengan un nivel de respuesta adecuado.

También es importante el orden de actuación de las hormonas. Un ejemplo evidente es la necesidad en las mujeres de un estímulo secuencial (primero los estrógenos y seguidamente los progestágenos) en numerosos aspectos del comportamiento sexual y de la fertilidad. Además en ocasiones el estímulo debe ser pulsátil. Por ejemplo, la GnRH  precisa de un patrón de secreción breve y repetitivo, ya que si es prolongado se produce el efecto contrario. Este hecho se ha utilizado en medicina como método anticonceptivo o en el tratamiento de tumores gonadales con receptores celulares hormono-dependientes.

Principio 7

En ocasiones, las hormonas requieren para ser efectivas de un metabolismo o de la combinación con otras hormonas. La testosterona puede considerarse una prohormona y produce otros esteroides activos. Dos de los metabolitos más importantes son la dihidrotestosterona (DHT) y el estradiol, que son hormonas  fundamentales para el comportamiento sexual.

La DHT es fundamental para la virilización de los genitales externos. La testosterona se convierte en DHT por medio de la enzima 5-a-reductasa. Cuando existe un déficit de esta enzima, los genitales externos se desarrollan de forma ambigua y se produce un trastorno denominado pseudohermafroditismo masculino. Estos pacientes pueden tener genitales externos femeninos, pero tienen un cariotipo XY (masculino) y un desarrollo cerebral masculino, ya que este aspecto depende de la testosterona. Curiosamente la conducta sexual en estos pacientes es variable y depende de factores genéticos y ambientales.

En ocasiones, es necesaria la combinación de hormonas en un determinado orden. Los autores ponen de nuevo el ejemplo de la necesidad de un estímulo estrogénico, seguido del estimulo de los progestágenos para conseguir un comportamiento sexual femenino adecuado. Además durante el embarazo los niveles de estrógenos y progestágenos permanecen elevados al comienzo y disminuyen a lo largo del mismo. Finalmente, el descenso de los niveles de progestágenos facilita las conductas maternales.

Principio 8

Algunos de los mecanismos de acción hormonal no son específicos.

Los autores ejemplifican este principio describiendo los mecanismos de “arousal” (excitabilidad) que actualmente son bien conocidos. El “arousal” es un termino hipotético que describe los procesos que controlan la alerta y la vigilia.Mide el grado de activación fisiológica y psicológica, según el cual, podemos predecir la capacidad de un sujeto de realizar diferentes actividades, tomando como premisa que un “arousal” adecuado propicia un rendimiento óptimo y que un “arousal” sobre-activado o sub-activado propicia un rendimiento bajo.

Actualmente, hay 5 neurotransmisores conocidos que regulan el “arousal”. La noradrenalina, la dopamina, la serotonina, la acetilcolina y la histamina. Todos actúan en el tronco encefálico y en el tálamo. Su acción es interactiva y solapada. La presencia de múltiples mecanismos de acción permite evitar errores si se produce un fallo en alguna de las vías, ya que el “arousal” es fundamental para mantener la situación de vigilia, básica para la supervivencia.

El aumento del “arousal” permite detectar estímulos nociceptivos. El dolor es un claro ejemplo de cómo las señales somatosensoriales pueden ser amplificadas desde la piel y las vísceras y pueden generar alerta. También los estímulos olfatorios condicionan en ocasiones un alto nivel de excitabilidad (sobre todo en situaciones de peligro y en las conductas sexuales).

Es importante resaltar que los mecanismos del dolor, los sexuales y otros muchos estímulos comparten vías de actuación comunes. Suelen llegar al prosencéfalo y posteriormente converger en el tálamo. Desde allí se distribuyen hacia la corteza cerebral de forma generalizada, para activar una amplia variedad de procesos perceptivos de mayor nivel y hacia grupos neuronales que controlan la actividad motora. El carácter bilateral de la distribución permite que un daño unilateral no altere la excitabilidad y por ende el nivel de conciencia. Los mecanismos de excitación también condicionan los procesos neuroendocrinos, ya que existen proyecciones hacia el hipotálamo. Estos circuitos tienen carácter bidireccional, existiendo vías descendentes como las que dependen de la vasopresina o la histamina que permiten generar una respuesta sistémica (aumento de presión arterial, taquicardia, etc.) ante un estímulo alarmante. Estos circuitos están conservados a lo largo de toda la escala evolutiva.

Principio 9

Los mecanismos neuroendocrinos se han conservado en la escala evolutiva y promueven una coordinación adaptativa entre el cerebro y el resto cuerpo para regular el comportamiento.

Un gran numero de estructuras neuroanatómicas y de mecanismos neurofisiológicos y genéticos relacionados con el comportamiento sexual son similares en los animales y el ser humano. Los autores ponen como ejemplo el hecho de que las hormonas esteroideas tienen una estructura y función idénticas en el cerebro humano y en el de la mayoría de los mamíferos. La anatomía del sistema endocrino esta mucho más conservada que otras partes del prosencéfalo y la tendencia de las neuronas hormona-dependientes de proyectarse hacia otras neuronas hormona-dependientes está preservada. Otro ejemplo es la GnRh, péptido neuroendocrino por excelencia, idéntico en estructura y función en el ser humano y en otros muchos mamíferos.

Principio 10

Los efectos hormonales en el cerebro son relevantes en el comportamiento humano patológico. Los autores ponen como ejemplo los trastornos tiroideos. Los pacientes con hipertiroidismo pueden presentar irritabilidad, nerviosismo, agresividad, conductas maniacas...etc. Asimismo, los pacientes que padecen hipotiroidismo pueden tener conductas pasivas, rasgos depresivos...etc. También se cita un estudio controvertido que asocia el control de los pensamientos y las conductas compulsivas en los pacientes pedófilos a la disminución inducida de los niveles de testosterona.

En conclusión se trata de un capítulo que resume en profundidad y de forma rigurosa las evidencias científicas actuales acerca de la influencia hormonal en el comportamiento de los animales. El escrito quizá puede resultar complejo para profesionales no relacionados con la investigación básica o la medicina ya que está desarrollado con un lenguaje muy técnico y trata aspectos muy específicos. Además los ejemplos se centran más en experimentación básica animal que en estudios sobre la conducta humana.