Sistema hormonal de los anfibios

Los anfibios conforman un grupo animal que sirve de modelo para diversos estudios comparativos y fisiológicos, por representar el eslabón entre la vida acuática y terrestre en los vertebrados. Al igual que el resto de estructuras de estos animales, el sistema hormonal de los anfibios presenta adaptaciones y funciones relacionadas con la vida repartida entre el medio acuático y el terrestre, característico de este grupo.

El sistema hormonal de los anfibios, al igual que en otros animales, interviene en procesos metabólicos y su regulación. Existe una homología importante entre algunas estructuras de este sistema y el de otros grupos de vertebrados tetrápodos, como es el caso de las glándulas tiroides y las hormonas que estas producen. En los anfibios, el sistema hormonal cumple un papel fundamental en la metamorfosis de estos, así como en algunos procesos y comportamientos relacionados con la reproducción como el cambio de color de la piel durante el amplexo.

En la actualidad, un gran número de especies de anfibios se ven afectados por el efecto de compuestos químicos, la mayoría de ellos de origen humano, que actúan como disruptores de procesos endocrinos. Algunos de ellos, como los agroquímicos, se acumulan en los cuerpos de agua dulce superficiales, que son lugares vitales para el desarrollo de anfibios como ranas y sapos. El estudio del sistema hormonal de los anfibios resulta esencial para desarrollar alternativas que permitan disminuir el efecto negativo de este tipo de compuestos sobre la vida de estos animales.

Papel del sistema hormonal de los anfibios en la metamorfosis

La metamorfosis consiste en un proceso de desarrollo postembrional, en la que se producen cambios drásticos en varias estructuras y sistemas, marcando el paso hacia la adultez. Estos procesos, tan complejos e impresionantes, presentan una serie de controles, en los que el sistema hormonal de los anfibios juega un papel crucial. Los controles hormonales básicos de la metamorfosis han sido estudiados desde la primera mitad del siglo XX.

Las respuestas del sistema hormonal de los anfibios, durante estas fases, tienen una influencia importante en distintos aspectos como cambios en el sistema circulatorio, maduración del sistema nervioso, respuestas fisiológicas en la piel, establecimiento de un sistema digestivo bien desarrollado, cambios renales y hepáticos, reabsorción de la cola postcloacal y cambios a nivel óseo.

Durante la metamorfosis, se registra una interacción de dos compuestos en el sistema hormonal de los anfibios, que son las hormonas tiroideas y la prolactina. Por un lado, algunas hormonas como la tiroxina, actúan estimulando la metamorfosis. La prolactina, por su parte, inhibe la mayoría de estos procesos y es segregada por la pituitaria o hipófisis. La concentración e interacción entre estos dos tipos de hormonas, se regula en el hipotálamo, hipófisis y tiroides. Por lo cual, se puede afirmar que estos son las principales estructuras que controlan las fases del proceso de desarrollo postembrionario de los anfibios.

Premetamorfosis

En la fase premetamorfósica, las larvas se encargan de crecer, por alrededor de 20 días continuos. No obstante, la duración de esta etapa varía mucho de acuerdo a las especies y los hábitats donde se encuentren. Las especies que habitan regiones tropicales sin estacionalidad, suelen tener una fase de premetamorfosis más larga. Mientras que aquellas cuya reproducción se ve limitada a la época de lluvia, tienen un desarrollo mucho más rápido.

Durante esta fase, el sistema hormonal de los anfibios tiene una baja producción de hormonas tiroideas. En contraposición, la prolactina se encuentra en concentraciones máximas, lo que permite mantener inhibido el proceso de transformación de la larva o renacuajo y se debe a que el sistema de hipotálamo – hipofisario se encuentra poco desarrollado aún.

Prometamorfosis

En esta etapa, el crecimiento morfológico se ralentiza, ya que comienza a producirse y acumularse tiroxina en la sangre. Esto se relaciona con el crecimiento y desarrollo de las glándulas tiroides, además de que el eje hipotálamo-hipofisario se vuelve más complejo. Durante la prometamorfosis, el sistema hormonal se encarga de aumentar las hormonas tiroideas y disminuir la producción de prolactina, por lo que se comienzan a llevar a cabo cambios morfológicos grandes.

Clímax metamórfico

Durante esta fase, el sistema hormonal, en especial el hipotálamo, hipófisis y tiroides, tienen un rendimiento máximo, por lo cual es capaz de guiar los cambios morfológicos y fisiológicos que darán lugar a los juveniles metamorfoseados. Una vez que la transformación se ha completado, las hormonas llegan a un punto estable, producto de una retroalimentación negativa en el sistema hormonal de los anfibios.

Regulación hormonal en el comportamiento de los anfibios

El sistema hormonal de los anfibios es capaz de regular una serie de comportamientos en estos animales, en especial a nivel reproductivo. En el caso de las vocalizaciones de los machos, por ejemplo, se ha determinado que los andrógenos testiculares son capaces de inducir cambios en el desarrollo del cartílago y fibras musculares en la laringe. En otras palabras, masculinizan las estructuras que intervienen en la producción del llamado reproductivo en los machos.

Por otro lado, las hormonas gonadales de tipo esteroides tienen un papel relevante en los comportamientos reproductivos, aunque, en el caso de los andrógenos, deben actuar de manera conjunta con otras hormonas, para optimizar las respuestas reproductivas. Entre los otros compuestos que actúan en conjunto con los andrógenos, se encuentra la prolactina, que induce comportamientos, así como la fabricación de feromonas.

Otro producto del sistema hormonal de los anfibios, la vasotocina, desempeña tareas valiosas en comportamientos como llamados reproductivos, receptividad en las hembras y respuesta al amplexo. Por su parte, la corticosterona, se encarga de inhibir los procesos reproductivos en los periodos de estrés o pausa reproductiva.

Control neuro-hormonal de las dinámicas de cambio de color en la piel

Como hemos mencionado, el sistema hormonal de los anfibios tiene papeles importantes en distintos procesos. Uno de ellos es el cambio de color en la piel durante la reproducción, lo cual se visualiza especialmente en machos de ranas y sapos. A pesar de ser un proceso crucial para la reproducción de algunas especies, se sabe poco sobre los procesos hormonales de estos cambios de coloración.

En especies como Litoria wilcoxii, la coloración del dorso cambia desde pardo a amarillo limón, en cuestión de un par de minutos. Estos cambios de color se ven influenciados por un control neurológico y hormonal que involucra la acción de la testosterona. La respuesta del sistema hormonal influye en la dinámica de la melanina en los melanóforos, que son las células del tejido conjuntivo involucradas en la pigmentación del tegumento de estos animales.

Ciclo hormonal de los anfibios

El sistema hormonal de los anfibios atraviesa por un ciclo hormonal que regula procesos como la reproducción. En estos animales, el curso de los procesos hormonales resulta bastante complejo. Cuando los individuos alcanzan la madurez sexual, las gónadas se desarrollan, de manera que los testículos pueden producir espermatozoides y los ovarios sus respectivos ovocitos.

Los procesos de maduración de ovocitos, así como la espermiación, son controlados por el sistema hormonal. Este, a su vez, se ve disparado por algunas señales ambientales, como niveles adecuados de humedad en el ambiente. Cuando las gónadas maduran, producen estradiol que se traslada por la sangre hasta el cerebro. Este compuesto es un tipo de estrógeno que regula los centros nerviosos encargados de responder a los factores físicos del entorno. Todo esto a través de una cascada hormonal en el hipotálamo y en la pituitaria.

El hipotálamo corresponde a una glándula ubicada en la base del cerebro de los vertebrados. Este se encuentra en contacto con la hipófisis, conformando el eje hipotálamo-hipófisis. En el ciclo hormonal de estos animales, el estradiol suscita la elaboración de dopamina, la cual bloquea la producción de hormona luteinizante (LH), que se lleva a cabo en la hipófisis. Además, la dopamina inhibe la LHRH (hormona liberadora de LH) que ocurre en el hipotálamo. La oxitocina y prolactina se ven afectadas también por la dopamina. Estas dos hormonas se relacionan con el comportamiento reproductivo durante el amplexo y desove de los huevos.

Cuando las condiciones ambientales son las ideales para la reproducción, la lluvia o temperatura disparan señales neuronales, que inhiben la producción de dopamina y, por lo tanto, estimulan la liberación de LHRH. Esta última se traslada a la hipófisis, donde se fabrica y libera LH y FSH (hormona estimulante del folículo), la cual activa los cambios en los testículos y ovarios, necesarios para llevar a cabo la reproducción.

Efecto de los agroquímicos en el sistema hormonal de los anfibios

Algunos comportamientos, como las respuestas de fonotaxis (a cantos específicos), el amplexo y el desove, se ven afectados en gran medida por los desbalances hormonales causados por productos químicos. La diferenciación sexual durante el desarrollo de los animales también se ha visto afectada por la absorción de agroquímicos.

La disrupción hormonal que ocasiona este tipo de compuestos, se relaciona con disminuciones poblacionales en diversas especies, por lo que representa una problemática global. Debido a ello, se ha vuelto necesario el desarrollo de trabajo en conjunto con endocrinólogos moleculares, ecólogos y toxicólogos, además del establecimiento de medidas de seguridad más estrictas sobre el uso de este tipo de químicos.

Referencias

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