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Fisiología del Estrés

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Un breve trabajo escolar acerca del proceso fisológico del estrés.

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Introduccin

El sistema nerviosos puede dividirse en dos partes: el sistema nervioso central (SNC), que consiste en el cerebro y la espina dorsal y el sistema nervioso perifrico (SNP), que comprende todos los caminos neuronales a las extremidades. El cerebro humano se divide, a su vez, en tres niveles: el nivel vegetativo, el sistema lmbico y el nivel neurocortical.

El Nivel Vegetativo

La parte baja del cerebro tiene como componentes: la "Formacin Reticular" y el "Tronco del encfalo". La formacin reticular, o ms especificamente: las fibras que componen el Sistema de Activacin Reticular, es el vnculo que conecta el cerebro con la mdula espinal, este vnculo no se encuentra bien definido anatmicamente, ya que incluye neuronas localizadas en diversas partes del cerebro. Por otro lado, el "Trnco del Encfalo" (Brainstem), compuesto del "Puente del Tronco Enceflico" (Pons), el "Blbo raqudeo" (Medulla Oblongata) y el "Mesencfalo" (Midbrain), es responsable de las funciones involuntarias del cuerpo humano, tales como el rtmo cardiaco, la respiracin y la actividad vasomotora, que se refiere a las acciones sobre un vaso sanguneo que alteran su dimetro (vasodilatador o vasoconstrictor). Se le considera el centro de control del piloto automtico del cerebro, que asume la responsabilidad de mantener funcionando a cada instante los rganos vitales y los procesos vegetativos del cuerpo.

El Sistema Lmbico

A la segunda seccin del cerebro, o seccin intermedia, se le llama Sistema Lmbico. El Sistema Lmbico es el centro de control emocional del cuerpo. Varios tejidos en este nivel estn directamente asociados a cadenas de eventos bioqumicos que constituyen la respuesta al estrs, tal y como lo observ Walter Cannon, un reconocido fisilogo estadounidense, a principios del siglo XX. Este sistema tiene como componentes el Tlamo, el Hipotlamo, la Amgdala Cerebral y la Hipfisis o Glndula Pituitaria. Estas cuatro glndulas trabajan al unsono para mantener la homeostasis del cuerpo. Por ejempli, es el Hipotlamo el que controla el apetito y la temperatura corporal, tambin parece ser el centro que registra dolor y placer; por esta razn se le conoce en ocasiones como el asiento de las emociones. La combinacin de estas funciones en el Hipotlamo explicara por qu el hambre disminuye cuando estamos extremadamente preocupados. El miedo, por otro lado, se registra en primer lugar en la Amgdala Cerebral. Cuando nos enfrentamos a una amenaza, el Hipotlamo lleva a cabo cuatro funciones especficas:

1. Activa el Sistema Nervioso Autnomo.2. Estimula la Secrecin de la Hormona Adrenocorticotropa (ACTH por sus siglas en ingls).3. Produce la Hormona Antidiurtica, tambin conocida como Vasopresina (ADH por sus siglas en ingls).4. Estimula a la Glndula Tiroides a producir Tiroxina.

El Nivel Neocortical

La Neocortex es el ms alto y sofisticado nivel del cerebro. Es en este nivel que se procesa la informacin sensorial para diferenciar una situacin de amenaza y donde la cognicin (el proceso del pensamiento) tiene lugar. Alojadas en la Neocortex estn los mecanismos que nos permiten emplear el anlisis, la imaginacin, creatividad, intuicin, lgica, memoria y organizacin.

A parte del Sistema Nervioso Central (SNC o CNS por sus siglas en ingls), se encuentra un red de fibras neuronales que se alimenta del SNC y trabaja en una estrecha colaboracin con l. Este tracto neuronal, el Sistema Nervioso Perifrico (SNP o PNS por sus siglas en Ingls), comprende dos redes individuales. La primera es el Sistema Nervioso Somtico, un circuito bidireccional responsable de trasmitir mensajes sensoriales, a lo largo de las vas neuronales, entre los cinco sentidos y los centros cerebrales. Este circuito bidireccional se refiere a los nervios aferentes (con rumbo al cerebro) y eferentes (con rumbo al cerebro). La segunda red del Sistema Nervioso Perifrico (SNP/PNS) se llama Sistema Nervioso Autnomo (SNA/ANS). El SNA regula las actividades viscerales: la circulacin, digestin, respiracin y temperatura corporal. Recibe el nombre de sistema autnomo debido a que puede funcionar sin necesidad de pensamiento conciente o control voluntario, y as lo hace, sino todo el tiempo, la mayora. Existen dos ramas del Sistema Nervioso Autnomo (SNA/ANS) que actan para mantener el balance homeosttico, el Sistema Nervioso Simptico y el Sistema Nervioso Parasimptico, ambos son activados por el Hipotlamo. La mayora de los rganos son inervados (estimulados) por fibras nerviosas tanto del Sistema Nervioso Simptico como del Parasimptico.

El Sistema Nervioso AutnomoEl Sistema Nervioso Simptico y Parasimptico.

El Sistema Nervioso Simptico es responsable de las respuestas asociadas con la reaccin de lucha o huida, que se refiere a la reaccin fisiolgica que ocurre como respuesta a un evento perjudicial, ataque o amenaza para la supervivencia. A travs de la liberacin de hormonas llamadas Catecolaminas, especficamente la Adrenalina y la Noradrenalina, en varias sinapsis neuronales, una serie de eventos ocurren en varios tejidos orgnicos para preparar al cuerpo para un rpido cambio metablico y la ejecucin de movimiento fsico. Es la liberacin de Noradrenalina y Adrenalinala la que causa la aceleracin en el rtmo cardiaco, el incremento en la fuerza de la contraccin del miocardio, la vasodilatacin de arterias a lo largo de los msculos involucrados y la vasoconstriccin de arterias en los msculos no involucrados, la dilatacin de pupilas y bronquios, el incremento en la ventilacin, la reduccin de la actividad digestiva, la liberacin de glucosa desde el hgado y otras funciones que preparan al cuerpo para luchar o huir. Este sistema (Sistema Nervioso Simptico) es el responable de proveer a los msculo esquelticos con sangre oxigenada rica en nutrientes para el metabolismo energtico. Actualmente se piensa que la Noradrenalina sirve primordialmente para asistir a la Adrenalina, siempre que la proporcin de estas dos sustancias liberadas en las sinapsis neuronales es de 5:1 (5 neurotransmisores de Adrenalina por cada uno de Noradrenalina) durante la respuesta al estrs. Los efectos de la Adrenalina y la Noradrenalina son muy cortos, durando apenas segundos. Debido a su rpida liberacin desde los extremos neuronales, as como la rpida influencia sobre el rgano objetivo, los efectos del Sistema Nervioso Simptico se catalgan como inmediatos. istra en primer lugar en la am contracciocurren en varios tejidos orgte por otro lado, se registra en primer lugar en la amAs como el impulso Simptico se asocia con el gasto energtico, el impulso Parasimpticoes responsable de la conservacin energtica y la relajacin. A esto se le conoce como funcionamiento anablico, durante el cul se permite la regeneracin celular. El Sistema Nervioso Parasimptico es controlado por el Nervio Vago, que a su vez es influenciado por el Tronco del Encfalo. Cuando se activa, el Sistema Nervioso Parasimptico libera Acetilcolina (AC/ACh por sus siglas en ingls), un agente neurolgico que disminuye la actividad metablica y regresa al cuerpo a la homeostasis. La influencia del impulso Parasimptico se ve asociada con una reduccin en el rtmo cardiaco, la ventilacin, la tensin muscular y muchas otras funciones. Los dos sistemas estn parcialmente activos todo el tiempo; sin embargo, los sistemas Simptico y Parasimptico son exclusivos mutuamente en el sentido de que no pueden dominar la actividad visceral simultneamente. Estos dos sistemas permiten la regulacin precisa de la actividad visceral de los rganos, son algo as como el freno y el acelerado al manejar un auto. La exitacin Simptica, como pisar a fondo el acelerador, se convierte en la fuerza dominante durante el estrs y la Parasimptica ejerce influencia sobre el cuerpo para promover la homeostasis cuando el cuerpo no est sometido a estmulos estresantes. En otras palabras, no puedes estar exitado y relajado fsicamente al mismo tiempo. Pero existen excepciones en la dinmica de estas reacciones bioqumicas. Por ejemplo, son los Nervios Simpticos y no los Parasimpticos, que liberan Acetilcolina (AC/ACh) en la glndulas sudorparas para disminuir la temperatura corporal durante la exitacin. Tambin la estimulacin Simptica y Parasimptica de las glndulas salivales no es antagnica; ambas inluencan la secrecin salival. Adicionalmente, todos los vasos sanguneos se ven influenciados por el dominio Simptico, con la excepcin de los vasos del pene y el cltoris, que se ven activados por inervacin Parasimptica. El Sistema EndcrinoEste sistema consiste en una serie de glndulas, localizadas a lo largo del cuerpo, que regulan las funciones metablicas requiriendo resistencia en lugar de velocidad. El Sistema Endcrino es una red que consta de cuatro componentes: glndulas, hormonas, circulacin y rganos objetivo. Las Glndulas Endcrinas manufacturan y liberan sustancias bioqumicas llamadas hormonas. Las hormonas, a su vez, son mensajeros qumicos hechos de compuestos protenicos que son programados para adherirse a receptores especficos en las clulas para alterar (incrementar o disminuir) su metabolismo. Se transportan a travs del torrente sanguneo desde la glndula que las produjo hacia los rganos objetivo que han sido llamadas a influenciar. El corazn, los msculos esquelticos y las arterias se encuentran entre los rganos susceptibles de cambios metablicos derivados de las hormonas. Las glndulas que estn ms involucradas con la respuesta al estrs son la Hipfisis, la Tiroides y las Glndulas Suprarrenales. La Hipfisis es comnmente llamada "Glndula Maestra" debido a que manufactura varias hormonas importantes, que a su vez desencadenan la liberacin de hormonas en otros rganos. El Hipotlamo parece tener influencia directa sobre ella. La Tiroides incrementa el ritmo metablico general. Sin embargo, son quiz las Glndulas Suprarrenales las que tienen el impacto ms directo en la respuesta del estrs. Las Glndulas Suprarrenales, una masa tisular en forma de cono, se encuentran por encima de los riones. Tien dos partes distintas, cada una produce hormonas con diferentes funciones. El exterior de la Glndula Suprarrenal se llama Corteza Suprarrenal, manufactura y libera hormonas llamadas corticosteroides. Existen dos tipos de corticosteroides: glucocorticoides y mineralocorticoides. Los glucocorticoides son una familia de agentes bioqumicos que incluyen al cortisol y la cortisona. Su funcin es ayudar a generar glucosa, a travs de la degradacin de protenas en el hgado, durante un proceso llamado gluconeognesis, como fuente de energa para el Sistema Nervioso Central y los msculos esquelticos, durante el ejercicio fsico. El Cortisol tambin est envuelto en el proceso de liplisis, o la movilizacin y descomposicin de grasas (cidos grasos) por energa. Estudios clnicos recientes han relacionado niveles altos de cortisol con la supresin del sistema inmune. Parece que el coritisol metaboliza (o degrada) a los leucocitos. Una metfora para ilustrar este proceso es la situacin en la que recurres a quemar los muebles para mantener el calor una vez que has agotado tu suministro de madera. Mientras el nmero de de leucocitos disminuye, la eficiencia del sistema mengua, ajustando el escenario a modo para los patgenos. Tambin ha salido a la luz que el aumento de cortisol puede dirigir a cantidades excesivas de colesterol en la sangre, que puede llevar a hipertensin y cardiopata isqumica, que a su vez puede llevar a un infarto agudo de miocardio. La cardiopata isqumica se refiere a la obstruccin del riego arterial al corazn, mientras que el infarto agudo de miocardio se refiere a la ausencia de este riego en el corazn. En el caso de los mineralocorticoides, especficamente de la Aldosterona, es secretada para mantener el volumen de plasma y el balance de electrolitos (sodio y potasio) , dos funciones esenciales en la regulacin circulatoria. El interior de la glndula renal se llama Mdula Renal . Esta porcin de la glndula secreta Catecolaminas (Adrenalina y Noradrenalina) que actan de manera similar a las secretadas al final de los nervios simpticos. Bajo la influencia de estrs, se puede encontrar hasta 300 veces ms Adrenalina en la sangre que en muestras tomadas en reposo. Las vas Neuroendcrinas.

Las adaptaciones evolutivas nos han previsto de varios sistemas de reserva para asegurar la supervivencia de nuestro organismo. No todas las vas actun a la misma velocidad, sin embargo, el objetivo final es el mismo: la supervivencia. Primero, no slo el hipotlamo inicia la activacin del Sistema Nervioso Simptico para provocar una reaccin inmediata, sino que, en su regin posterior tambin tiene una va neuronal directa, llamada Fibra Nerviosa Preganglionar Simptica, que la conecta de la Mdula Suprarrenal. A continuacin, tras la estimulacin de la regin posterior del hipotlamo, la mdula suprarrenal secreta Adrenalina y Noradrenalina. Una vez en el torrente sanguneo, estas catecolaminas refuerzan el esfuerzo de la va del Sistema Nervioso Simptico, que ya ha liberado anteriormente estas misma sustancias a travs de las terminales nerviosas simpticas a lo largo de todo el cuerpo. La liberacin de Adrenalina y Noradrenalina desde la Mdula Suprarrenal acta como sistema de reserva para que estos agentes bioqumicos aseguren los medios ms eficientes de supervivencia. La influencia hormonal trada por la Mdula Suprarrenal se llama efecto intermedio del estrs. Debido a que su liberacin es a travs del torrente sanguneo en lugar de las terminaciones nerviosas, el tiempo de distribucin es mayor (aproximadamente de 20 a 30 segundos), y a diferencia de la liberacin de estas sustancia por parte de las terminaciones nerviosas simpticas, el efecto de las catecolaminas de la mdula suprarrenal puede durar hasta dos horas cuando existen altos niveles de secrecin circulando en la sangre.

Adicionalmente, existe un tercer y potencialmente ms potente sistema que se une a los esfuerzos de los sistemas nervioso y endcrino para preparar al cuerpo para ante una situacin de peligro. Los impulsos neuronales recibidos por el hipotlamo como amenazas potenciales crean una cadena de mensajes bioqumicos, que a modo de fichas de domin formadas una tras otra, se precipita a las glndulas del sistema endcrino. Debido a que la vida promedio de stas hormonas, y su velocidad de reaccin metablica, varan en duracin entre horas y semanas en algunos caso, esta cadena de reacciones es mencionada como los efectos a largo plazo del estrs.

Eje hipotalmico-hipofisario-adrenal (Eje HHA)

Fisiolgicamente hablando, una va bioqumica se refiera a un Eje. En esta seccin discutiremos el eje HHA. El eje HHA comienza con la liberacin de la Hormona liberadora de hormona adrenocorticotropa (CRF por sus siglas en ingles) por parte de la parte frontal del hipotlamo. Esta sustancia activa la liberacin, por parte de la hipfisis, de la hormona adrenocorticopa (ACTH), que viaja a travs del torrente sanguneo para, a su vez, activar la corteza suprarrenal. Bajo el estmulo de la ACTH, la corteza suprarrenal libera un conjunto de corticoesteroides (cortisol y aldosterona), que incrementan el metabolismo, alteran los fluidos corporales y con ello la presin sangunea, respectivamente. Los efectos de las hormonas liberadas en la corteza suprearrenal se consideran prolongados porque activan funciones por minutos y hasta horas. Ntese que la secrecin prolongada de cortisol en la sangre acta primordialmente para asegurar el adecuado suministro de azcar para el metabolismo energtico. Sin embargo, cuando se observan cada vez ms niveles de cortisol debido al estrs crnico, esta hormona compromete la integridad de varios sistemas fisiolgicos. El Eje de la Hormona AntidiurticaLa hormona antidiurtica (HAD/ADH por sus siglas en ingls) es sintetizada en el hipotlamo pero liberada por la hipfisis a travs de un sistema de portal especial. El propsito primordial de esta hormona es regular la prdida de fluido a travs del trcto urinario. Lo logra en varias maneras, incluyendo la reabsorcin de agua y disminucin en la sudoracin. Al alterar el volumen sanguneo, sin embargo, tambin tiene un efecto pronunciado en el volumen sistlico, o la cantidad de sangre que es bombeada a travs del ventrculo izquierdo del corazn con cada contraccin. En consecuencia, esta hormona tiene un efecto pronunciado en la presin sangunea. Bajo circunstancias normales, la HAD regula la presin sangunea ya sea incrementando el volumen sanguineo (cambiando las concentraciones de agua en la sangre) en caso de que sea demasiado bajo, o disminuyendo el volumen sanguineo cuando se vuelve demasiado alto. Sin embargo, bajo la influencia de estrs crnico, muchos mecanismos regulatorios en el cuerpo pierden su habilidad de mantener la homeostasis fisiolgica. En consecuencia, el incremento en la secrecin de HAD producida a la fuerza incrementar la presin sangunea incluso cuando el individuo estresado llega a niveles elevados de reposo; a esto se le conoce como hipertensin. El propsito de la HAD al igual que el de la aldosterona, adrenalina y noradrenalina es incrementar la presin sangunea para asegurar que los msculos activos reciban sangre oxigenada, sin embargo, bajo estrs crnico en estado de reposo esta respuesta hormonal - la abundancia de hormonas de este tipo - es literalmente excesiva, llevando a la hipertensin y muerte debido, como se mencion anteriormente, infarto. El Eje de la TiroxinaEl estmulo en el hipotlamo activa la liberacin del factor de liberacin de la hormona tirotropina (FLT/TRF por sus siglas en ingls). El FLT es transportado a travs de un sistema de portal especial a la parte frontal de la hipfisis, donde estimula la secrecin de la Tirotropina. Una vez en el torente sanguneo, la Tirotropina sigue su camino a la Tiroides, que estimula a su vez la liberacin de dos hormonas ms: Tiroxina Triyodotironina. El propsito de estas dos hormonas es incrementar el metabolismo en general, o metabolismo basal. La Tiroxina es lo suficientemente poderosa como para duplicar el rtmo metablico. Ntese que los efectos en esta va son sumamente prolongados. Debido a que la produccin de Tiroxina tarda varios da, pueden pasar entre 10 das y 2 semanas antes de que se manifiesten sntomas visibles. Esto explica por qu podemos decaer con un resfriado o una gripe una semana despus de un encuentro estresante en lugar de al da siguiente. Los efectos metablicos de la tiroxina liberada a travs de esta va aumentan la carga de trabajo al corazn, la actividad gastro-intestinal (gastritis), y, en algunos casos, un estado llamado cerebracin, que se encuentra asociado con ataques de ansiedad y/o insomnia. A Parable of PsychophysiologyA metaphor can be used to illustrate the three pathways discussed earlier. Let us say that your life is in danger because of a classified CIA document you inadvertently stumbled across, and you now pose a threat to national security. You want to deliver a message and a copy of this document to your family, who live a few hundred miles away, to let them know your life is in danger. This message is, of course, very important and you want to make sure your family gets it, so you use a couple of methods to ensure its delivery. First you immediately place a phone call to your parents house because it is the quickest way to deliver the message, and the message is received instantaneously on their answering machine. This is like the action of the sympathetic nervous system. As a backup, you send a wire via Western Union in case no one listens to the answering machine. This form of communication is fairly quick, taking perhaps minutes to hours, and is equivalent to the preganglionic nerve to the adrenal medulla. And because you also need to send a copy of the document to further explain the contents of your message, you ship a package via overnight mail delivery. This means of communication allows more comprehensive information to be sent, but it takes much longer. It is like the neuroendocrine pathways. Similarly, our bodies are composed of several communication systems, each with its own time element and function, the overall purpose being to prepare the body for physical survival. As illustrated by this story, there are many backup systems, fast and slow, to get the message through. In the short term, the combination of these various neural and hormonal pathways serves a very important purpose: physical survival. However, when these same pathways are employed continuously due to the influence of chronic stressors, the effects can be devastating to the body. In light of the fact that the body prepares physically for threats, whether they are of a physical, mental, emotional, or spiritual nature, repeated physical arousal suggests that the activation of the stress response is an obsolete mechanism for dealing with stressors that do not pertain to physical survival.