Оста на хипоталамус-хипофизата е система от два важни органа: хипоталамуса и хипофизната жлеза и техните взаимовръзки. Всички елементи на тази ос са разположени в централната нервна система и най-важната й роля е да контролира хормоналния баланс на целия организъм. Разберете как работи хипоталамо-хипофизната ос, как влияе върху секрецията на хормони и кога нейната функция може да бъде нарушена.
Съдържание
- Структура на оста хипоталамус-хипофиза
- Как работи оста хипоталамус-хипофиза?
- Хипоталамо-хипофизни хормони
- окситоцин
- вазопресин (ADH)
- соматолиберин (GH-RH)
- соматостатин (GH-IH)
- кортиколиберин (CRH)
- тиреолиберин (TRH)
- гонадолиберин (GnRH)
- пролактолиберин (PRH)
- пролактостатин (PIH)
- Нарушения на оста хипоталамус-хипофиза
- заболявания с повишаване на концентрацията на хормони на оста хипоталамус-хипофиза
- заболявания с намаляване на концентрацията на хормони на оста хипоталамус-хипофиза
Хипоталамо-хипофизната ос е система, състояща се от ендокринната жлеза, хипофизната жлеза и частта от мозъка, хипоталамуса. Оста хипоталамус-хипофиза е основният регулатор на функционирането на всички жлези с вътрешна секреция, като:
- щитовидната жлеза
- надбъбречни жлези
- яйчници или тестиси
Структура на оста хипоталамус-хипофиза
За да разберем как работи оста хипоталамус-хипофиза, нека първо разгледаме как работят нейните два основни компонента: хипоталамусът и хипофизната жлеза.
Родителската структура - хипоталамусът - е истинският „команден център“ на целия организъм. Неговата задача е да получава стимули по отношение на текущото състояние на нашето тяло, да ги обработва и да реагира адекватно на тях. Хипоталамусът е елемент, който позволява обмена на сигнали между нервната система и ендокринната система.
Клетките на хипоталамуса могат да разпознават информация, наред с други неща, за телесната ни температура, текущия хранителен статус, артериалното кръвно налягане и концентрацията на електролитите. Благодарение на това хипоталамусът е отговорен за контролирането на много аспекти от функционирането на организма: глад и жажда, ежедневният ритъм на съня и будността, регулирането на метаболизма и способността за възпроизвеждане. От гледна точка на действието на оста хипоталамус-хипофиза, най-важната дейност на хипоталамуса е производството на различни хормони, които влияят върху функционирането на цялото тяло.
Втората структура на оста хипоталамус-хипофиза, хипофизната жлеза, има малко по-ограничен обхват на действие. Неговото функциониране е обект на по-големи ограничения и постоянен контрол, а най-важният надзор се извършва от хипоталамуса. Въпреки че хипофизната жлеза не получава толкова стимули, колкото хипоталамуса, нейната функция не бива да се подценява. Тази малка структура е централната точка на ендокринната система - под въздействието на стимули от хипоталамуса тя произвежда свои собствени хормони, които регулират работата на останалите жлези с вътрешна секреция.
Хипофизната жлеза се състои от две части - предна (хормонална) и задна (нервна). Клетките на предната част на хипофизната жлеза произвеждат и освобождават собствените си хипофизни хормони в кръвта. Клетките на задната част, от друга страна, са хранилище на два много важни хипоталамусни хормона - окситоцин и вазопресин (вж. Точка 3).
Как работи оста хипоталамус-хипофиза?
Действието на хипоталамо-хипофизната ос е възможно поради постоянната комуникация между тези органи. Хипоталамусът, като структура на нервната система, постоянно получава богата информация от всички области на тялото. В отговор той може да генерира различни видове реакции - например да стимулира други области на мозъка или да произведе хормон, химическа частица, способна да носи информация.
Хипофизната жлеза е важен посредник в хормоналната активност на хипоталамуса. Хипоталамусните хормони достигат до хипофизата по два начина. Първият е директното предаване на хормони по нервните влакна. По този начин се транспортират вазопресин и окситоцин. Веднъж произведени в хипоталамуса, те се изпращат в задната хипофизна жлеза, откъдето след това могат да бъдат освободени в кръвния поток.
Вторият начин е с тези хипоталамусни хормони, които контролират хипофизната жлеза. Те включват различните видове освободители (възбуждащи хормони) и статини (инхибиторни хормони). Хипоталамусните либерини и статини преминават от хипоталамуса към специална мрежа от малки кръвоносни съдове, през които те отиват директно към хипофизната жлеза. При контакт с клетките на предната част на хипофизната жлеза, те регулират своята дейност и производството на хипофизни хормони.
Докато хипоталамусът е основната структура на оста хипоталамус-хипофиза, комуникацията може да бъде двустранна. Хипофизната жлеза също има способността да влияе на хипоталамуса. Настройката на цялата ос се основава на т.нар положителни и отрицателни отзиви. Тъй като хормоните се освобождават от хипофизната жлеза, нивата им в кръвта се повишават и хипоталамо-хипофизната ос се инхибира. От друга страна, ако е необходим даден хормон, хипоталамусът стимулира хипофизната жлеза и увеличава нейната секреторна активност. Правилното функциониране на системата за обратна връзка е необходимо условие за поддържане на хомеостазата, т.е.вътрешният баланс на нашето тяло.
Хипоталамо-хипофизни хормони
Оста хипоталамус-хипофиза е двуетажна система с много взаимовръзки. Нито една от структурите не би могла да изпълни функцията си сама. Оста хипоталамус-хипофиза е мощен инструмент, който регулира целия хормонален баланс на нашето тяло. Най-важните хормони, произведени в хипоталамуса, са:
- окситоцин
- вазопресин (ADH)
- соматолиберин (GH-RH)
- соматостатин (GH-IH)
- кортиколиберин (CRH)
- тиреолиберин (TRH)
- гонадолиберин (GnRH)
- пролактолиберин (PRH)
- пролактостатин (PIH)
Хипофизната жлеза произвежда хормони като:
- пролактин (PRL)
- адренокортикотропин (ACTH)
- меланотропин (MSH)
- липотропин (LPH)
- тиротропин (TSH)
- соматотропин (GH)
- фоликулостимулиращ хормон (FSH)
- лутропин (LH)
Както можете да видите, хипоталамо-хипофизната ос определя функционирането на целия организъм чрез огромен брой хормони. Най-важните функции на хормоните в тази ос са представени по-долу.
- окситоцин
Окситоцинът, заедно с вазопресин, са два хормона на хипоталамуса, които нямат ефект върху хипофизната функция. Ролята на хипофизната жлеза е само да ги съхранява. Веднага след като получат подходящия сигнал, те се освобождават в кръвния поток. Окситоцинът е хормон, който играе най-важната роля по време на раждането - той дава възможност на маточните контракции да функционират. Втората задача на окситоцина е да улесни лактацията. Смукането на зърното от кърмачето стимулира отделянето на окситоцин в кръвта на майката, което води до секрецията на мляко от гърдите.
- вазопресин (ADH)
Вазопресинът, известен още като антидиуретичен хормон (ADH), е хормон, който регулира водния баланс на организма. Както подсказва името, антидиуретичният хормон намалява диурезата или отделянето на урина. Вазопресин се освобождава, когато се дехидратирате, когато кръвта ви се концентрира или кръвното ви налягане падне. Действайки върху бъбреците, вазопресинът увеличава плътността на отделянето на урина. Благодарение на това е възможно да спестите вода и да я задържите в тялото.
- соматолиберин (GH-RH)
Соматолиберинът е първият пример за типичен хормон на оста хипоталамус-хипофиза. Когато се произвежда в хипоталамуса, соматолиберинът достига хипофизната жлеза и стимулира клетките й да отделят хипофизен соматропин, известен също като хормон на растежа. Оста соматотропин-соматолиберин позволява растежа и развитието на всички телесни тъкани, което от своя страна определя правилността на процеса на растеж.
- соматостатин (GH-IH)
Соматостатинът е хормонален противник на соматолиберина - ефектът му върху хипофизната жлеза води до намаляване на отделянето на растежен хормон. В допълнение към функциите си в хипоталамо-хипофизната система, соматостатинът се произвежда и локално в стомашно-чревния тракт, където инхибира напр. освобождаване на чревния хормон.
- кортиколиберин (CRH)
Кортиколиберинът е известен също като кортикотропин освобождаващ хормон (ACTH). Тези хормони са част от оста хипоталамус-хипофиза-надбъбречна жлеза. Дейността му е най-интензивна в стресови ситуации. Ефектът на ACTH върху надбъбречната кора увеличава отделянето на един от най-важните „хормони на стреса“ - кортизол. Оста кортиколиберин-кортикотропин-надбъбречни хормони също регулира метаболитния баланс на целия организъм.
- тиреолиберин (TRH)
Тиреолиберин е хормон, който причинява освобождаването на тиреоид стимулиращ хормон (TSH) от хипофизната жлеза. Нивото на тиротропин е един от маркерите, показващи текущата функция на щитовидната жлеза - следователно често се измерва при пациенти със заболявания на тази жлеза. Тиротропинът стимулира развитието на щитовидната жлеза и увеличава секрецията на нейните хормони. Те от своя страна влияят на сърдечната честота, стомашно-чревната функция, хранителния метаболизъм и ежедневната активност.
- гонадолиберин (GnRH)
Ролята на гонадолиберин в оста хипоталамус-хипофиза е да стимулира производството на т.нар. хипофизни гонадотропини. Те включват: фоликулостимулиращ хормон (FSH) и лутропин (LH). Гонадолиберинът е пример за хормон, секретиран в пулсиращ ритъм и честотата на този ритъм определя вида на освободения гонадотропин. Ниската честота на гонадолибериновите импулси причинява секрецията на FSH, докато високата - LH (такъв е случаят, например, при жените непосредствено преди овулацията). Хипофизните гонадотропини засягат яйчниците на жените и тестисите на мъжете, определяйки правилното полово съзряване и размножаване.
- пролактолиберин (PRH)
Пролактолиберинът е хипоталамусен хормон, който стимулира клетките на хипофизата да произвеждат пролактин. Пролактинът е основният фактор, който подготвя млечните жлези за процеса на лактация. Секрецията на пролактин от хипофизната жлеза е добър пример за механизъм за отрицателна обратна връзка в оста хипоталамус-хипофиза. По време на лактацията, когато нивата на пролактин в организма са най-високи, производството на гонадотропини отново се инхибира. Поради тази причина кърмещите жени нямат менструация след раждането.
- пролактостатин (PIH)
Пролактостатинът, хормон, който инхибира освобождаването на пролактин, по принцип не е типичен хипоталамусен статин. Неговата функция се играе от невротрансмитера допамин. Именно засилената допаминергична сигнализация в хипоталамо-хипофизната ос намалява производството на пролактин.
Нарушения на оста хипоталамус-хипофиза
Въпреки че нивата на хормоните в оста хипоталамус-хипофиза са взаимно контролирани, техните регулаторни механизми понякога се провалят. Тогава имаме работа с ендокринни заболявания, резултат от излишък или дефицит на хипоталамо-хипофизни хормони.
- Болести с повишаване на концентрацията на хормони на оста хипоталамус-хипофиза
Пример за прекомерна активност на хипоталамусните хормони е синдромът на неподходящо освобождаване на вазопресин (SIADH). В резултат на твърде висока концентрация на вазопресин има повишено задържане на вода в тялото и разреждане на телесните течности.Синдромът SIADH произвежда основно неврологични симптоми и в напредналата си форма може да доведе до мозъчен оток.
Повишените нива на хормоните на хипоталамо-хипофизната ос могат да доведат до вторична хиперфункция на други жлези с вътрешна секреция: например хипертиреоидизъм или функция на надбъбречната жлеза. Повишената концентрация на ACTH може да предизвика т.нар ACTH-зависим синдром на Кушинг. Вторичният хипертиреоидизъм води до:
- повишен пулс
- отслабване
- диария
- прекомерна психомоторна възбудимост
Въпреки това, излишъкът на растежен хормон може да причини гигантизъм или акромегалия.
Повишената концентрация на пролактин, т.е. хиперпролактинемия, е една от най-честите хормонални причини за безплодие (пролактинът инхибира секрецията на гонадотропини на хипофизата, което води до нарушения на овулацията, наред с други).
Най-честата причина за повишени нива на хипофизни хормони са аденомите на хипофизата, които са извън контрола на хипоталамо-хипофизната ос и произвеждат хормони, независими от нея. Симптомите им могат да се дължат на повишаване нивото на един хормон или припокриване на излишък от няколко вида хормони.
Повишаването на нивото на периферните хормони, като кортизол или хормони на щитовидната жлеза, винаги изисква изключване на дисфункция на оста хипоталамус-хипофиза, което може да е причина за тези нарушения.
- Болести с намаляване на концентрацията на хормони на оста хипоталамус-хипофиза
Болест с механизъм, противоположен на този на SIADH, е централният диабет insipidus. Причината за това заболяване е дефицит на вазопресин, произведен в хипоталамуса, причинен от дисфункция на хипоталамусните клетки. Намаляването на нивата на вазопресин прави загубата на вода в урината извън контрол. Количеството произведена урина се увеличава значително, което води до симптоми на дехидратация и постоянно чувство на жажда.
Дефицитът на хипофизни хормони може да причини симптоми на вторична недостатъчност на жлезите с вътрешна секреция: щитовидната жлеза, надбъбречните жлези и половите жлези. Намалените нива на гонадотропини могат да причинят безплодие и сексуална дисфункция.
Недостигът на тиротропин води до вторичен хипотиреоидизъм, който се проявява в хронична умора, наддаване на тегло и запек. Намаленото ниво на хормон на растежа има сериозни последици, особено при деца, причинявайки забавяне в процеса на растеж. От друга страна, дефицитът на пролактин може да доведе до нарушения на лактацията.
Хипопитуитаризмът рядко се проявява от един специфичен хормонален дефицит. Много по-често увреждането на тази жлеза води до намаляване на производството на няколко хормона. Дисфункцията на хипофизната жлеза може да има различни причини. Принадлежат към тях:
- наранявания
- тумори, инфилтриращи хипофизната жлеза
- кръвоизливи
- Вродени състояния (например хипоплазия или недоразвитие на хипофизната жлеза)
Когато се диагностицира хормонален дефицит, винаги трябва да се помни да се проверява функционирането на оста хипоталамус-хипофиза (чрез измерване на нивата на хормоните в тази ос). Благодарение на това е възможно да се определи дали дефицитът на даден хормон е резултат от нарушение в периферното му производство или централно нарушение на хипоталамо-хипофизната регулация.
Библиография:
- "Histologia" W.Sawicki, J.Malejczyk, PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Варшава 2008 г.
- Rohrbasser L.J., Alsaffar H., Blair J. (2016) Хипоталамусът - ос на хипофизата. В: Belfiore A., LeRoith D. (eds) Principles of Endocrinology and Hormone Action. Ендокринология. Springer, Cham, онлайн достъп
Прочетете още статии от този автор
