La glándula hipofisaria es una glándula endócrina maestra que regula la función de otras glándulas y órganos. La hipófisis no se encuentra inervada, por lo que el flujo sanguíneo que la permea junto con la organización y el control de la red vascular juegan un papel fundamental en la función hipofisaria y probablemente en su diferenciación celular y micro organización. Los vasos sanguíneos de la glándula pituitaria están altamente asociados a pericitos, que podrían responder a factores difusibles liberados por sus células endócrinas vecinas y modificar con ello la velocidad de flujo sanguíneo que permea la glándula. Muchas respuestas endócrinas son altamente pulsátiles o cambian radicalmente ante un estímulo o necesidad fisiológica; para generar controladamente estos cambios hormonales, miles de células individuales deben responder rápida y coordinadamente a los diferentes estímulos que entran al parénquima de la glándula a través de la circulación sanguínea. Más aún, la respuesta de las células endócrinas y las hormonas liberadas por las células individuales en el espacio extracelular, deben salir de la glándula de manera rápida y sincronizada para alcanzar un pulso altamente ordenado en la circulación sanguínea. La prolactina (PRL) regula principalmente la lactancia y contribuye en un gran número de procesos fisiológicos. La secreción de esta hormona es constitutivamente inhibida por la dopamina (DA) y estimulada por el factor liberador de tirotropinas (TRH), siendo el período de lactancia donde se produce el mayor aumento de la PRL, y constituyendo la succión de las crías a la madre el principal estímulo fisiológico para su liberación. Este proyecto tiene como objetivo general determinar si la actividad de Ca2+ intracelular (asociada con la contracción celular) de los pericitos y lactotropos hipofisarios, se modifica ex vivo e in vivo en condiciones fisiológicas en las cuales se observan cambios hormonales importantes como los que ocurren en la lactancia-succión. Empleando una aproximación ex vivo de registro en glándula entera e in vivo para registrar el flujo sanguíneo local y la actividad celular con resolución de célula única en ratones macho y hembras lactantes con y sin succión de las crías. Para ello, registraremos la dinámica de Ca2+ intracelular en pericitos y lactotropos, empleando sensores intensiométricos de calcio, analizaremos el estado vascular (constricción-dilatación) y la velocidad de flujo sanguíneo, empleando marcadores vasculares en hipófisis de ratón macho adulto y hembra lactante con y sin succión de las crías. Todo ello, se realizará en preparaciones de glándula entera (ex vivo) y en la hipófisis intacta de animales anestesiados vivos (in vivo) mediante registros de secuencias de imágenes de epifluorescencia en un microscopio estereoscópico adaptado para el registro in vivo. Estableceremos así una categorización funcional que incluya aspectos cuantificables de las fluctuaciones de Ca2+ intracelular (amplitud y frecuencia), diámetro capilar y paso de los eritrocitos a través de capilares marcados.

Hoy en día se sabe que la secreción hormonal de la hipófisis es pulsátil y regulada de formada precisa por factores diversos; a pesar de que algunos factores hipotalámicos de estimulación o inhibición tienen una secreción pulsátil, hasta la fecha no se conoce con exactitud cuáles son los mecanismos que permiten la generación y control de estos pulsos hormonales. En este sentido, recientemente se han generado trabajos de investigación que muestran que la formación de redes homotípicas y heterotípicas de células endócrinas facilita la sincronización de la respuesta celular. Sin embargo, este hecho no es suficiente para explicar el incremento de gran magnitud que se observa en la concentración de hormonas hipofisarias en la sangre y que se produce durante un período de tiempo mayor al aumento en la concentración de factores de estimulación; tal es el caso de la LH en el proestro tardío, La GH o de la PRL durante la succión de las crías a la madre, entre otros. La comprensión de la posible función del flujo sanguíneo en la generación de estos pulsos, resulta importante no sólo para comprender la hipófisis y con ello entender mejor algunos procesos fisiopatológicos, sino también su posible aplicación a otros órganos en donde este control debe ser preciso y fino, como la retina, el cerebro, el timo, la tiroides, el páncreas. Es sabido, que un número importante de enfermedades comunes están asociadas con alteraciones en los flujos sanguíneos capilares (isquemias, infartos cerebrales, diabetes, etc.). Al elucidar directamente en vivo el resultado funcional del control del flujo sanguíneo hipofisario por pericitos, sería posible identificar blancos terapéuticos que ayuden a mejorar y/o regular la demanda metabólica en tejidos afectados, e.g. tumores endócrinos e injertos de islotes pancreáticos. Además, el hecho de que la glándula carezca de inervación directa, facilita la descripción de los probables mecanismos involucrados. En recientes años se ha demostrado la función de los pericitos en diferentes tejidos (como el cerebro y la retina) y se han registrado, especialmente en el cerebro, el efecto que estas células tienen en la difusión de moléculas (barrera hemato encefálica) y en la generación de isquemias. A pesar de ello, se conoce poco a cerca de la interacción de los pericitos con la micro vasculatura y la regulación que podría darse por factores liberados en el propio tejido, como en el caso de las células endocrinas hipofisarias. Por tal motivo, el estudiar la actividad de los distintos tipos celulares adenohipofisiarios en un registro in vivo y ex vivo, y su interacción con los pericitos bajo un estímulo fisiológico específico (como es la succión en la lactancia) nos brindarán conocimientos de esta interacción y cómo los pulsos hormonales pueden ser regulados in situ. Existen muchas condiciones fisiológicas en las cuales se podrían observar aumentos en la secreción hormonal hipofisiaria. En la mayoría de estas condiciones, el aumento es producido con una temporalidad específica difícil de seguir para un registro celular ex vivo o in vivo, en otros casos, este aumento puede ser “artificialmente” inducido por la aplicación directa o inyección al torrente sanguíneo de factores de secreción como GHRH, TRH o GnRH. Sin embargo, la succión de las crías en el proceso de lactancia es un estímulo puntual que en poco tiempo produce el pico de secreción de PRL más grande, por lo que es un modelo estable, reproducible y factible de emplear para observar el papel que la regulación del flujo sanguíneo tiene en la generación de estos aumentos hormonales. En adición, la relación de la lactancia y la regulación del flujo sanguíneo se comenzó a estudiar en los años 50´s, época en la que se observó que existe un aumento del volumen sanguíneo y del número de eritrocitos circulantes en las hembras lactantes. En ese momento, se asoció este incremento con una respuesta homeostática por parte del organismo para suplir la demanda metabólica generada en el embarazo y la lactancia; no se logró visualizar, por las limitaciones técnicas, cómo es que este aumento de volumen sanguíneo se ve regulado en la micro vasculatura y, en este caso, que implicaciones podría tener a nivel hipofisario. Finalmente, consideramos que la implementación en México del registro in vivo de órganos como la hipófisis, no sólo beneficia a nuestro grupo de trabajo, sino además a otros grupos que deseen realizar esta técnica en otros tejidos o colaborar en proyectos similares.