Cómo la hormona tiroidea impulsa el impulso de explorar

La hormona tiroidea desempeña un papel fundamental en la regulación de una serie de funciones fisiológicas, como el metabolismo, la temperatura, la frecuencia cardíaca y el crecimiento. Esta impresionante variedad de actividades la lleva a cabo interactuando con casi todos los sistemas orgánicos del cuerpo. Sin embargo, a pesar de la larga historia de investigación sobre cómo la hormona tiroidea influye en los diferentes órganos, sus efectos en el órgano más crucial, el cerebro, han permanecido envueltos en un halo de misterio.

 

Ahora, científicos de la Facultad de Medicina de Harvard han obtenido nuevos conocimientos sobre los efectos de la hormona tiroidea en el cerebro. El trabajo, realizado en ratones y publicado el 22 de agosto en Cell , muestra que la hormona tiroidea cambia el cableado de los circuitos cerebrales de una manera que impulsa a los animales a realizar una conducta exploratoria.

 

Al cambiar simultáneamente el cableado cerebral y alterar la tasa metabólica, los investigadores concluyeron que la hormona tiroidea coordina el cerebro y el cuerpo para producir un comportamiento exploratorio cuando más se necesita, por ejemplo, durante las temporadas en que los animales necesitan encontrar pareja o almacenar recursos.

 

“Es bien sabido que la hormona tiroidea modula el metabolismo, y ahora hemos demostrado que también modula los comportamientos exploratorios a través de una acción directa sobre el cerebro”, dijo el autor principal Daniel Hochbaum , investigador en neurobiología en el Instituto Blavatnik de HMS.

 

Los hallazgos también ayudan a dilucidar cómo los niveles bajos de la hormona podrían conducir a estados depresivos caracterizados por un bajo deseo de explorar, mientras que un exceso podría precipitar estados maníacos caracterizados por un deseo extremo de exploración. Por lo tanto, los investigadores ven su trabajo como un paso importante hacia la comprensión de cómo los niveles aberrantes de la hormona tiroidea podrían contribuir a ciertas enfermedades psiquiátricas.

 

Impulsado por un propósito personal

 

El interés de Hochbaum por la hormona tiroidea es personal: a su esposa le diagnosticaron hipertiroidismo después de experimentar cambios metabólicos y conductuales profundos y repentinos. Sus síntomas se resolvieron con el tratamiento, pero Hochbaum quería saber más sobre los efectos de la hormona en el cerebro.

 

“Me sorprendió mucho ver que la hormona tiroidea tenía grandes efectos psiquiátricos”, dijo Hochbaum.

 

Aprendió que una cantidad insuficiente de hormona tiroidea ralentiza el metabolismo y puede provocar síntomas de depresión, mientras que una cantidad excesiva lo acelera y puede provocar síntomas de manía. Sin embargo, no pudo encontrar una explicación científica satisfactoria de cómo sucede esto.

 

Durante una conversación fortuita con Bernardo Sabatini , profesor de Neurobiología Alice y Rodman W. Moorhead III en HMS, Hochbaum descubrió que Sabatini compartía su interés en el tema.

 

“Desde que estaba en la facultad de medicina me he preguntado por qué la hormona tiroidea modifica el comportamiento”, dijo Sabatini, quien también es director del Instituto Kempner para el Estudio de la Inteligencia Natural y Artificial en la Universidad de Harvard y autor principal del nuevo estudio. “No estaba claro por qué esta hormona entraba en el cerebro”.

 

Y con esto nació un proyecto para explorar la función de la hormona tiroidea en el cerebro.

 

Vinculando cerebro, cuerpo y comportamiento

 

La hormona tiroidea circula por el torrente sanguíneo y llega a casi todas las células y tejidos del cuerpo. Sus niveles están controlados por un complejo conjunto de interacciones entre tres actores: la glándula tiroides, la glándula pituitaria en la base del cerebro y el hipotálamo, una estructura cerebral ubicada justo encima de la glándula pituitaria.

 

Sin embargo, el receptor de la hormona tiroidea se expresa en células de todo el cerebro, incluso en áreas de la corteza responsables de la cognición de alto nivel, como la planificación y la toma de decisiones.

 

“Lo que es bastante notable es que en el cerebro adulto, el receptor de la hormona tiroidea no sólo está en el hipotálamo, sino que está básicamente en todas partes”, dijo Hochbaum.

 

Para investigar el motivo, Hochbaum, Sabatini y su equipo realizaron una secuenciación genética de células corticales individuales en ratones. Descubrieron que la hormona actúa sobre los circuitos neuronales de la corteza activando varios genes, lo que básicamente modifica el cableado de las células cerebrales.

 

Además, cuando los investigadores indujeron niveles más altos de hormona tiroidea en la corteza, los ratones se mostraron más dispuestos a explorar el entorno y correr riesgos.

 

Por el contrario, cuando los investigadores bloquearon la acción de la hormona sólo en la corteza, los animales ya no modificaron lo que exploraban en función de los niveles de hormona tiroidea.

 

“Esto nos indicó que la hormona tiroidea está haciendo cosas importantes directamente en la corteza”, dijo Hochbaum.

 

Sin embargo, los hallazgos plantearon una nueva pregunta: ¿por qué sería beneficioso que una hormona que controla el metabolismo también altere los circuitos cerebrales que afectan el comportamiento?

 

Para abordar esta cuestión, los investigadores recurrieron a estudios de campo publicados anteriormente en los que se observó el comportamiento en estado salvaje y se midieron los niveles de hormona tiroidea en lémures, monos ardilla y otros mamíferos. La investigación reveló que los niveles hormonales y, a su vez, las tasas metabólicas tendían a ser más altas en las estaciones más cálidas, cuando los alimentos y los recursos eran más abundantes y los animales exploraban más durante esas estaciones.

 

Los estudios, combinados con los nuevos hallazgos, dijo Hochbaum, proporcionan un eslabón esencial que faltaba entre los efectos de la hormona tiroidea en el cerebro y el cuerpo.

 

“Creemos que la hormona tiroidea actúa directamente sobre los circuitos cerebrales para coordinar las conductas exploratorias con la tasa metabólica”, añadió. “Está sincronizando el cerebro y el cuerpo para el entorno actual”.

 

O, como lo expresó Sabatini: “Parece que la hormona tiroidea impulsa al cuerpo a decirle al cerebro que salga a explorar y capturar recursos”.

Mirando hacia el futuro

 

La forma en que la hormona tiroidea regula la fisiología está altamente conservada entre los humanos y otros mamíferos, dijeron los investigadores, por lo que sospechan que existe una conexión cerebro-cuerpo similar en los humanos.

 

De hecho, un estudio de 2024 sobre adultos estadounidenses dirigido por los mismos investigadores vinculó niveles más altos de hormona tiroidea con mayores niveles de empleo y más horas trabajadas.

 

Los investigadores están explorando ahora esta conexión en personas de Indonesia que experimentaron el tsunami de 2004. Están interesados ​​en saber si el trauma psicológico del desastre natural ha provocado cambios a largo plazo en los niveles de hormona tiroidea.

 

El equipo también quiere investigar la biología básica de los circuitos cerebrales exploratorios que se activan cuando aumenta la hormona tiroidea. Los investigadores esperan que su trabajo pueda poner de relieve circuitos cerebrales relevantes para trastornos psiquiátricos como la depresión y el trastorno bipolar.

 

“La idea es que estas condiciones también están dando forma a la actividad exploratoria, por lo que tal vez manipular la hormona tiroidea para cambiar los circuitos cerebrales revelará puntos de entrada relevantes para el tratamiento”, dijo Hochbaum.