Órgano subfornical

El órgano subfornical (OFS) es uno de los órganos circunventriculares del cerebro. Su nombre proviene de su ubicación en la superficie ventral del fondo de saco cerca de los agujeros interventriculares (agujeros de Monro), que interconectan los ventrículos laterales y el tercer ventrículo. Como todos los órganos circunventriculares, el órgano subfornical está bien vascularizado y, como todos los órganos circunventriculares, excepto el órgano subcomisural, algunos capilares de la OFS tienen fenestraciones que aumentan la permeabilidad capilar. La OFS se considera un órgano circunventricular sensorial porque responde a una amplia variedad de hormonas y neurotransmisores, a diferencia de los órganos circunventriculares secretores, que están especializados en la liberación de ciertas sustancias.

Anatomía

Como se señaló anteriormente, los capilares en algunas subregiones dentro de la OFS están fenestrados y, por lo tanto, carecen de una barrera hematoencefálica. Todos los órganos circunventriculares, excepto el órgano subcomisural, contienen capilares fenestrados, una característica que los distingue de la mayoría de las demás partes del cerebro. La OFS se puede dividir en seis zonas anatómicas según su topografía capilar: dos zonas en el plano coronal y cuatro zonas en el plano sagital. La zona central está compuesta por células gliales, cuerpos celulares neuronales y una alta densidad de capilares fenestrados. Por el contrario, las áreas rostral y caudal tienen una menor densidad de capilares y están compuestas principalmente de fibras nerviosas, con menos neuronas y células gliales en esta área. Sin embargo, desde el punto de vista funcional, la OFS puede verse en dos porciones: la división periférica dorsolateral y el segmento central ventromedial.

El órgano subfornical contiene receptores de endotelina que median la vasoconstricción y altas tasas de metabolismo de la glucosa mediadas por canales de calcio.

Función general

El órgano subfornical participa activamente en muchos procesos corporales, incluida la osmorregulación, la regulación cardiovascular y la homeostasis energética. La mayoría de estos procesos implican el equilibrio de líquidos mediante el control de la liberación de determinadas hormonas, en particular angiotensina o vasopresina.

Regulación cardiovascular

El impacto de la OFS en el sistema cardiovascular está mediado principalmente por su influencia en el equilibrio de líquidos. La OFS desempeña un papel en la regulación de la vasopresina. La vasopresina es una hormona que, cuando se une a receptores en los riñones, aumenta la retención de agua al disminuir la cantidad de líquido transferido de la sangre a la orina por los riñones. Esta regulación del volumen sanguíneo afecta a otros aspectos del sistema cardiovascular. El aumento o la disminución del volumen sanguíneo influye en la presión arterial, que está regulada por barorreceptores y, a su vez, puede afectar la fuerza de la contracción ventricular en el corazón. Investigaciones adicionales han demostrado que el órgano subfornical puede ser un intermediario importante a través del cual la leptina actúa para mantener la presión arterial dentro de los límites fisiológicos normales a través de vías autónomas descendentes asociadas con el control cardiovascular.

También se ha demostrado experimentalmente que las neuronas SFO envían proyecciones eferentes a regiones involucradas en la regulación cardiovascular, incluido el hipotálamo lateral, con fibras que terminan en los núcleos supraóptico (SON) y paraventricular (PVN), y el tercer ventrículo anteroventral (AV3V) con Fibras que terminan en el OVLT y el área preóptica mediana.

Relación con otros órganos circunventriculares

Otros órganos circunventriculares que participan en procesos reguladores sistémicos son el área postrema y el OVLT. El OVLT y la OFS están interconectados con el núcleo mediano y juntas estas tres estructuras forman el llamado núcleo "AV3V" región: la región anterior y ventral al tercer ventrículo. La región AV3V es importante en la regulación del equilibrio de líquidos y electrolitos, al controlar la sed, la excreción de sodio, la regulación del volumen sanguíneo y la secreción de vasopresina. La OFS, el área postrema y el OVLT tienen capilares permeables a las señales hormonales circulantes, lo que permite que estos tres órganos circunventriculares desempeñen funciones integradoras en la regulación cardiovascular, electrolítica y de líquidos.

Hormonas y receptores

Las neuronas del órgano subfornical tienen receptores para muchas hormonas que circulan en la sangre pero que no cruzan la barrera hematoencefálica, incluidas la angiotensina, el péptido natriurético auricular, la endotelina y la relaxina. El papel del SFO en la regulación de la angiotensina es particularmente importante, ya que participa en la comunicación con el núcleo mediano (también llamado núcleo preóptico mediano). Algunas neuronas de la OFS son osmorreceptores y son sensibles a la presión osmótica de la sangre. Estas neuronas se proyectan al núcleo supraóptico y al núcleo paraventricular para regular la actividad de las neuronas secretoras de vasopresina. Estas neuronas también se proyectan al núcleo mediano que participa en el control de la sed. Por tanto, el órgano subfornical participa en el equilibrio de líquidos.

Se ha demostrado que otras hormonas importantes excitan la OFS, específicamente la serotonina, la carbamilcolina (carbacol) y la atropina. Sin embargo, estos neurotransmisores parecen tener un efecto en áreas más profundas de la OFS que la angiotensina, y se ha demostrado que los antagonistas de estas hormonas también afectan principalmente a las regiones no superficiales de la OFS (aparte de los antagonistas de la atropina, que mostraron pocos efectos). En este contexto, se considera que la región superficial se encuentra entre 15 y 55 μm de profundidad en la OFS, y la región "profunda" región cualquier cosa por debajo de eso.

A partir de estas reacciones a ciertas hormonas y otras moléculas, se sugiere un modelo de organización neuronal de la OFS en el que las neuronas sensibles a la angiotensina que se encuentran superficialmente son excitadas por sustancias transportadas por la sangre o el líquido cefalorraquídeo, y hacen sinapsis con neuronas más profundas sensibles al carbacol. neuronas. Los axones de estas neuronas profundas salen de la OFS en las columnas y el cuerpo del fórnix. Las fibras aferentes del cuerpo y las columnas del fondo de saco excitan polisinápticamente neuronas tanto superficiales como profundas. Se sugiere un circuito inhibidor recurrente en la ruta de salida.

Genética

Se ha estudiado la expresión de diversos genes en el órgano subfornical. Por ejemplo, se observó que la privación de agua en ratas provocaba una regulación positiva del ARNm que codifica los receptores de angiotensina II, lo que permitía una menor concentración de angiotensina en la sangre que produce la "sed" de la sangre. respuesta. También se ha observado que es un sitio de producción del factor de transcripción tiroidea 1 (TTF1), una proteína generalmente producida en el hipotálamo.

Patología

Hipertensión

La hipertensión o presión arterial alta se ve muy afectada por la concentración de angiotensina. De hecho, la inyección de angiotensina se ha utilizado durante mucho tiempo para inducir hipertensión en modelos de prueba con animales para estudiar los efectos de diversas terapias y medicamentos. En tales experimentos se ha observado que un órgano subfornical intacto y funcional limita el aumento de la presión arterial media debido al aumento de angiotensina.

Deshidratación

Como se indicó anteriormente, se ha demostrado que los receptores de angiotensina (AT1) están regulados positivamente debido a la falta de agua. Estos receptores AT1 también han mostrado una mayor unión con la angiotensina circulante después de la privación de agua. Estos hallazgos podrían indicar algún tipo de cambio morfológico en el receptor AT1, probablemente debido a alguna modificación de la proteína señal del receptor AT1 en un sitio sin enlace, lo que lleva a una mayor afinidad del receptor AT1 por el enlace de angiotensina.

Investigación

Alimentación

Aunque generalmente se considera que tiene funciones principales en la homeostasis y la regulación cardiovascular, se cree que el órgano subfornical controla los patrones de alimentación tomando entradas de la sangre (varios péptidos que indican saciedad) y luego estimulando el hambre. Se ha demostrado que induce a beber en ratas además de comer.