Гипоталамо-гипофизарная ось - это система двух важных органов: гипоталамуса и гипофиза и их взаимосвязей. Все элементы этой оси расположены в центральной нервной системе, и ее самая важная роль - контролировать гормональный баланс всего организма. Узнайте, как работает гипоталамо-гипофизарная ось, как она влияет на секрецию гормонов и когда ее функция может быть нарушена.
Оглавление
- Строение гипоталамо-гипофизарной оси
- Как работает гипоталамо-гипофизарная ось?
- Гипоталамо-гипофизарные гормоны
- окситоцин
- вазопрессин (АДГ)
- соматолиберин (GH-RH)
- соматостатин (GH-IH)
- кортиколиберин (CRH)
- тиреолиберин (TRH)
- гонадолиберин (ГнРГ)
- пролактолиберин (PRH)
- пролактостатин (PIH)
- Нарушения гипоталамо-гипофизарной оси
- заболевания с повышением концентрации гормонов гипоталамо-гипофизарной оси
- заболевания со снижением концентрации гормонов гипоталамо-гипофизарной оси
Гипоталамо-гипофизарная ось - это система, состоящая из эндокринной железы, гипофиза и части мозга, гипоталамуса. Гипоталамо-гипофизарная ось является основным регулятором функционирования всех эндокринных желез, таких как:
- щитовидная железа
- надпочечники
- яичники или семенники
Строение гипоталамо-гипофизарной оси
Чтобы понять, как работает ось гипоталамус-гипофиз, давайте сначала посмотрим, как работают два ее основных компонента: гипоталамус и гипофиз.
Исходная структура - гипоталамус - является истинным «командным центром» всего организма. Его задача - получать стимулы, касающиеся текущего состояния нашего тела, обрабатывать их и соответствующим образом на них реагировать. Гипоталамус - это элемент, обеспечивающий обмен сигналами между нервной системой и эндокринной системой.
Клетки гипоталамуса могут распознавать информацию, касающуюся, помимо прочего, температуры нашего тела, текущего состояния питания, артериального давления и концентрации электролитов. Благодаря этому гипоталамус отвечает за управление многими аспектами функционирования организма: голодом и жаждой, циркадным ритмом сна и бодрствования, регулированием метаболизма и способностью к воспроизводству. С точки зрения действия гипоталамо-гипофизарной оси, наиболее важной деятельностью гипоталамуса является выработка различных гормонов, влияющих на функционирование всего организма.
Вторая структура гипоталамо-гипофизарной оси, гипофиз, имеет несколько более ограниченный диапазон действия. Его функционирование подвержено большим ограничениям и постоянному контролю, а наиболее важный контроль осуществляется гипоталамусом. Хотя гипофиз не получает столько раздражителей, сколько гипоталамус, его функцию не следует недооценивать. Эта небольшая структура является фокусом эндокринной системы - под влиянием стимулов гипоталамуса она вырабатывает собственные гормоны, регулирующие работу других эндокринных желез.
Гипофиз состоит из двух частей - передней (гормональной) и задней (нервной). Клетки передней доли гипофиза вырабатывают и выделяют в кровь собственные гормоны гипофиза. С другой стороны, клетки задней части являются кладезем двух очень важных гипоталамических гормонов - окситоцина и вазопрессина (см. Пункт 3).
Как работает гипоталамо-гипофизарная ось?
Действие гипоталамо-гипофизарной оси возможно благодаря постоянной связи между этими органами. Гипоталамус, как структура нервной системы, постоянно получает огромное количество информации со всех частей тела. В ответ на них он может генерировать различные типы реакций - например, стимулировать другие области мозга или производить гормон, химическую частицу, способную нести информацию.
Гипофиз - важный посредник в гормональной активности гипоталамуса. Гормоны гипоталамуса достигают гипофиза двумя путями. Первый - это прямая передача гормонов по нервным волокнам. Так транспортируются вазопрессин и окситоцин. Будучи произведенными в гипоталамусе, они отправляются в задний гипофиз, откуда затем попадают в кровоток.
Второй способ - с теми гормонами гипоталамуса, которые контролируют работу гипофиза. К ним относятся различные типы освобождающих (возбуждающие гормоны) и статины (ингибирующие гормоны). Гипоталамические либерины и статины перемещаются из гипоталамуса в особую сеть крошечных кровеносных сосудов, по которым они попадают непосредственно в гипофиз. При контакте с клетками передней доли гипофиза они регулируют их активность и выработку гормонов гипофиза.
Хотя гипоталамус является первичной структурой гипоталамо-гипофизарной оси, связь может быть двусторонней. Гипофиз также имеет способность влиять на гипоталамус. Регулировка всей оси основана на так называемом положительные и отрицательные отзывы. Когда гормоны высвобождаются из гипофиза, их уровни в крови повышаются, и гипоталамо-гипофизарная система подавляется. С другой стороны, если данный гормон необходим, гипоталамус стимулирует гипофиз и увеличивает его секреторную активность. Правильное функционирование системы обратной связи - необходимое условие поддержания гомеостаза, то есть внутреннего баланса нашего тела.
Гипоталамо-гипофизарные гормоны
Гипоталамо-гипофизарная ось представляет собой двухэтажную систему со множеством взаимосвязей. Ни одна из его структур не сможет выполнять свою функцию самостоятельно. Гипоталамо-гипофизарная ось - мощный инструмент, регулирующий весь гормональный баланс нашего тела. Наиболее важные гормоны, вырабатываемые гипоталамусом:
- окситоцин
- вазопрессин (АДГ)
- соматолиберин (GH-RH)
- соматостатин (GH-IH)
- кортиколиберин (CRH)
- тиреолиберин (TRH)
- гонадолиберин (ГнРГ)
- пролактолиберин (PRH)
- пролактостатин (PIH)
Гипофиз вырабатывает такие гормоны, как:
- пролактин (ПРЛ)
- адренокортикотропин (АКТГ)
- меланотропин (МСГ)
- липотропин (LPH)
- тиреотропин (ТТГ)
- соматотропин (GH)
- фолликулостимулирующий гормон (ФСГ)
- лутропин (ЛГ)
Как видите, гипоталамо-гипофизарная ось определяет функционирование всего организма через огромное количество гормонов. Наиболее важные функции гормонов по этой оси представлены ниже.
- окситоцин
Окситоцин и вазопрессин - два гормона гипоталамуса, не влияющие на гипофиз. Роль гипофиза - только хранить их. В момент получения соответствующего сигнала они попадают в кровоток. Окситоцин - это гормон, который играет наиболее важную роль во время родов - он обеспечивает работу сокращений матки. Вторая задача окситоцина - облегчить лактацию. Сосание соска младенцем стимулирует выброс окситоцина в кровь матери, что приводит к секреции молока из грудных желез.
- вазопрессин (АДГ)
Вазопрессин, также известный как антидиуретический гормон (АДГ), представляет собой гормон, регулирующий водный баланс организма. Как следует из названия, антидиуретический гормон снижает диурез, то есть диурез. Вазопрессин высвобождается, когда вы обезвоживаетесь, когда ваша кровь сгущается или ваше кровяное давление падает. Воздействуя на почки, вазопрессин увеличивает плотность диуреза. Благодаря этому можно сэкономить воду и сохранить ее внутри тела.
- соматолиберин (GH-RH)
Соматолиберин - это первый пример типичного гормона гипоталамо-гипофизарной системы. При выработке в гипоталамусе соматолиберин достигает гипофиза и стимулирует его клетки к секреции соматропина гипофиза, также известного как гормон роста. Ось соматотропин-соматолиберин обеспечивает рост и развитие всех тканей тела, что, в свою очередь, определяет правильность процесса роста.
- соматостатин (GH-IH)
Соматостатин является гормональным противником соматолиберина - его действие на гипофиз приводит к снижению выброса гормона роста. В дополнение к своим функциям в гипоталамо-гипофизарной системе соматостатин также локально продуцируется в желудочно-кишечном тракте, где он ингибирует, например, высвобождение кишечных гормонов.
- кортиколиберин (CRH)
Кортиколиберин также известен как гормон высвобождения кортикотропина (АКТГ). Эти гормоны являются частью системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Его активность наиболее активна в стрессовых ситуациях. Воздействие АКТГ на кору надпочечников увеличивает выброс одного из важнейших «гормонов стресса» - кортизола. Ось кортиколиберин-кортикотропин-надпочечники также регулирует метаболический баланс всего организма.
- тиреолиберин (TRH)
Тиреолиберин - это гормон, который вызывает высвобождение тиреотропного гормона (ТТГ) из гипофиза. Уровень тиреотропина является одним из маркеров, указывающих на текущую функцию щитовидной железы, поэтому его часто измеряют у пациентов с заболеваниями этой железы. Тиротропин стимулирует развитие щитовидной железы и увеличивает секрецию ее гормонов. Это, в свою очередь, влияет на частоту сердечных сокращений, функцию желудочно-кишечного тракта, метаболизм питательных веществ и повседневную активность.
- гонадолиберин (ГнРГ)
Роль гонадолиберина в гипоталамо-гипофизарной системе заключается в стимуляции выработки так называемого гонадотропины гипофиза. К ним относятся: фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) и лутропин (ЛГ). Гонадолиберин является примером гормона, секретируемого в пульсирующем ритме, и частота этого ритма определяет тип выделяемого гонадотропина. Низкая частота импульсов гонадолиберина вызывает секрецию ФСГ, а высокая - ЛГ (это имеет место, например, у женщин непосредственно перед овуляцией). Гонадотропины гипофиза влияют на яичники женщин и яички мужчин, определяя правильное половое созревание и размножение.
- пролактолиберин (PRH)
Пролактолиберин - это гормон гипоталамуса, который стимулирует клетки гипофиза вырабатывать пролактин. Пролактин - главный фактор, подготавливающий грудные железы к процессу лактации. Секреция пролактина гипофизом - хороший пример механизма отрицательной обратной связи в гипоталамо-гипофизарной оси. Во время лактации, когда уровень пролактина в организме самый высокий, выработка гонадотропина снова подавляется. Именно по этой причине у кормящих грудью женщин не наступает менструация после родов.
- пролактостатин (PIH)
Пролактостатин, гормон, который ингибирует высвобождение пролактина, в основном не является типичным гипоталамическим статином. Его функцию выполняет нейромедиатор дофамин. Это усиленная дофаминергическая передача сигналов в гипоталамо-гипофизарной системе, которая снижает выработку пролактина.
Нарушения гипоталамо-гипофизарной оси
Хотя уровни гормонов в гипоталамо-гипофизарной системе взаимно контролируются, их регуляторные механизмы иногда не работают. Затем мы имеем дело с эндокринными заболеваниями, возникающими в результате избытка или недостатка гормонов гипоталамо-гипофиза.
- Заболевания с повышением концентрации гормонов гипоталамо-гипофизарной оси
Примером чрезмерной активности гормонов гипоталамуса является синдром несоответствующего выброса вазопрессина (SIADH). В результате слишком высокой концентрации вазопрессина наблюдается повышенная задержка воды в организме и разжижение жидкостей организма.Синдром SIADH в основном вызывает неврологические симптомы и в его запущенной форме может привести к отеку головного мозга.
Повышенный уровень гормонов гипоталамо-гипофизарной системы может привести к вторичной гиперфункции других эндокринных желез: например, гипертиреозу или функции надпочечников. Повышенная концентрация АКТГ может вызвать так называемые АКТГ-зависимый синдром Кушинга. Вторичный гипертиреоз приводит к:
- учащение пульса
- потеря веса
- понос
- чрезмерная психомоторная возбудимость
Однако избыток гормона роста может вызвать гигантизм или акромегалию.
Повышенная концентрация пролактина, то есть гиперпролактинемия, является одной из наиболее распространенных гормональных причин бесплодия (пролактин подавляет секрецию гонадотропинов гипофиза, что, в частности, приводит к нарушениям овуляции).
Наиболее частой причиной повышенного уровня гормонов гипофиза являются аденомы гипофиза, которые выходят из-под контроля гипоталамо-гипофизарной системы и производят гормоны независимо от него. Их симптомы могут быть результатом повышения уровня одного гормона или перекрывающегося избытка нескольких типов гормонов.
Повышение уровня периферических гормонов, таких как кортизол или гормоны щитовидной железы, всегда требует исключения дисфункции гипоталамо-гипофизарной системы, которая может быть причиной этих нарушений.
- Заболевания со снижением концентрации гормонов гипоталамо-гипофизарной оси
Заболеванием с механизмом, противоположным SIADH, является центральный несахарный диабет. Причина этого заболевания - дефицит вазопрессина, вырабатываемого в гипоталамусе, вызванный дисфункцией гипоталамических клеток. Снижение уровня вазопрессина делает потерю воды с мочой неконтролируемой. Значительно увеличивается количество выделяемой мочи, что приводит к симптомам обезвоживания и постоянному чувству жажды.
Дефицит гормона гипофиза может вызвать симптомы вторичного гипотиреоза: щитовидной железы, надпочечников и гонад. Снижение уровня гонадотропинов может вызвать бесплодие и сексуальную дисфункцию.
Дефицит тиротропина приводит к вторичному гипотиреозу, который проявляется хронической усталостью, увеличением веса и запорами. Пониженный уровень гормона роста имеет серьезные последствия, особенно у детей, вызывая задержку процесса роста. С другой стороны, дефицит пролактина может привести к нарушению лактации.
Гипопитуитаризм редко проявляется дефицитом одного определенного гормона. Гораздо чаще повреждение этой железы приводит к снижению выработки нескольких гормонов. Дисфункция гипофиза может иметь разные причины. К ним относятся:
- травмы
- опухоли, проникающие в гипофиз
- кровоизлияния
- Врожденные состояния (например, гипоплазия или недоразвитие гипофиза)
При диагностике гормонального дефицита всегда следует не забывать проверять работу гипоталамо-гипофизарной оси (измеряя уровни гормонов по этой оси). Благодаря этому можно определить, является ли дефицит данного гормона результатом нарушения его периферической продукции или центрального нарушения гипоталамо-гипофизарной регуляции.
Библиография:
- "Histologia" В. Савицкий, Я. Малейчик, PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Варшава, 2008 г.
- Рорбассер Л.Дж., Альсаффар Х., Блэр Дж. (2016) Гипоталамус - ось гипофиза. В: Belfiore A., LeRoith D. (eds) Принципы эндокринологии и действие гормонов. Эндокринология. Springer, Cham, он-лайн доступ
Прочитать больше статей этого автора
