Гіпоталамо-гіпофізарна вісь - це система двох важливих органів: гіпоталамуса та гіпофіза та їх взаємозв’язок. Всі елементи цієї осі розташовані в центральній нервовій системі, і її найважливіша роль полягає в контролі гормонального балансу всього організму. З’ясуйте, як працює вісь гіпоталамус-гіпофіз, як вона впливає на секрецію гормонів і коли її функція може бути порушена.
Зміст
- Будова гіпоталамо-гіпофізарної осі
- Як працює вісь гіпоталамус-гіпофіз?
- Гіпоталамо-гіпофізарні гормони
- окситоцин
- вазопресин (АДГ)
- соматоліберин (GH-RH)
- соматостатин (GH-IH)
- кортиколіберин (CRH)
- тиреоліберин (TRH)
- гонадоліберин (GnRH)
- пролактоліберин (PRH)
- пролактостатин (PIH)
- Порушення гіпоталамо-гіпофізарної осі
- захворювання із збільшенням концентрації гормонів гіпоталамо-гіпофізарної осі
- захворювання із зниженням концентрації гормонів гіпоталамо-гіпофізарної осі
Гіпоталамо-гіпофізарна вісь - це система, що складається з ендокринної залози, гіпофіза та частини мозку - гіпоталамуса. Гіпоталамо-гіпофізарна вісь є головним регулятором функціонування всіх залоз внутрішньої секреції, таких як:
- щитоподібна залоза
- наднирники
- яєчники або яєчка
Будова гіпоталамо-гіпофізарної осі
Щоб зрозуміти, як працює вісь гіпоталамус-гіпофіз, давайте спочатку розглянемо, як працюють два її основні компоненти: гіпоталамус і гіпофіз.
Батьківська структура - гіпоталамус - є справжнім «командним центром» всього організму. Його завдання - отримувати подразники щодо поточного стану нашого організму, обробляти їх і відповідати на них належним чином. Гіпоталамус - це елемент, який дозволяє обмінюватися сигналами між нервовою системою та ендокринною системою.
Клітини гіпоталамуса можуть розпізнавати інформацію, що стосується, серед іншого, температури нашого тіла, поточного харчового стану, артеріального артеріального тиску та концентрації електролітів. Завдяки цьому гіпоталамус відповідає за контроль багатьох аспектів функціонування організму: голоду та спраги, добового ритму сну та неспання, регуляції метаболізму та здатності до розмноження. З точки зору дії гіпоталамо-гіпофізарної осі, найважливішою діяльністю гіпоталамуса є вироблення різних гормонів, що впливають на функціонування всього організму.
Друга структура гіпоталамо-гіпофізарної осі, гіпофіз, має трохи більш обмежений спектр дії. Його функціонування підлягає більшим обмеженням і постійному контролю, а найважливіший нагляд здійснює гіпоталамус. Хоча гіпофіз не отримує стільки подразників, як гіпоталамус, його функцію не слід недооцінювати. Ця невелика структура є фокусом ендокринної системи - під впливом подразників гіпоталамуса вона виробляє власні гормони, що регулюють роботу інших залоз внутрішньої секреції.
Гіпофіз складається з двох частин - передньої (гормональної) і задньої (нервової). Клітини передньої частини гіпофіза виробляють і виділяють у кров власні гормони гіпофіза. Клітини задньої частини, навпаки, є сховищем двох дуже важливих гормонів гіпоталамусу - окситоцину та вазопресину (див. Пункт 3).
Як працює вісь гіпоталамус-гіпофіз?
Дія гіпоталамо-гіпофізарної осі можлива завдяки постійному зв'язку між цими органами. Гіпоталамус, як структура нервової системи, постійно отримує велику кількість інформації з усіх ділянок тіла. У відповідь на них він може генерувати різні типи реакцій - наприклад, стимулювати інші ділянки мозку або виробляти гормон, хімічну частинку, здатну нести інформацію.
Гіпофіз є важливим посередником у гормональній діяльності гіпоталамуса. Гіпоталамусові гормони досягають гіпофіза двома шляхами. Перший - це безпосередня передача гормонів по нервових волокнах. Так транспортується вазопресин та окситоцин. Потрапляючи в гіпоталамус, вони направляються до заднього відділу гіпофіза, звідки потім можуть викидатися в кров.
Другий спосіб - з тими гормонами гіпоталамусу, які контролюють гіпофіз. Сюди входять різні типи вивільнювачів (збудливі гормони) та статини (гальмівні гормони). Гіпоталамусові ліберини та статини переходять від гіпоталамуса до спеціальної мережі крихітних кровоносних судин, через які вони прямують до гіпофіза. При контакті з клітинами передньої частини гіпофіза вони регулюють свою діяльність і вироблення гормонів гіпофіза.
Хоча гіпоталамус є основною структурою осі гіпоталамус-гіпофіз, спілкування може бути двостороннім. Гіпофіз також має здатність впливати на гіпоталамус. Регулювання всієї осі базується на т.зв. позитивні та негативні відгуки. У міру вивільнення гормонів з гіпофіза рівень їх крові підвищується, а гіпоталамо-гіпофізарна вісь загальмовується. З іншого боку, якщо потрібен даний гормон, гіпоталамус стимулює гіпофіз і збільшує його секреторну активність. Правильне функціонування системи зворотного зв'язку є необхідною умовою підтримки гомеостазу, тобто внутрішнього балансу нашого організму.
Гіпоталамо-гіпофізарні гормони
Вісь гіпоталамус-гіпофіз - це двоповерхова система з безліччю взаємозв’язків. Жодна з його структур не змогла б самостійно виконувати свою функцію. Гіпоталамо-гіпофізарна вісь є потужним інструментом, який регулює весь гормональний баланс нашого організму. Найважливішими гормонами, що виробляються в гіпоталамусі, є:
- окситоцин
- вазопресин (АДГ)
- соматоліберин (GH-RH)
- соматостатин (GH-IH)
- кортиколіберин (CRH)
- тиреоліберин (TRH)
- гонадоліберин (GnRH)
- пролактоліберин (PRH)
- пролактостатин (PIH)
Гіпофіз виробляє такі гормони, як:
- пролактин (PRL)
- адренокортикотропін (АКТГ)
- меланотропін (MSH)
- ліпотропін (LPH)
- тиреотропін (ТТГ)
- соматотропін (GH)
- фолікулостимулюючий гормон (ФСГ)
- лютропін (ЛГ)
Як бачите, гіпоталамо-гіпофізарна вісь визначає функціонування всього організму завдяки величезній кількості гормонів. Найважливіші функції гормонів цієї осі представлені нижче.
- окситоцин
Окситоцин, поряд з вазопресином, - це два гормони гіпоталамусу, які не впливають на функцію гіпофіза. Роль гіпофіза полягає лише в їх зберіганні. Як тільки вони отримують відповідний сигнал, вони потрапляють у кров. Окситоцин - гормон, який відіграє найважливішу роль під час пологів - він забезпечує скорочення матки. Друге завдання окситоцину - полегшити лактацію. Смоктання соска немовлятою стимулює викид окситоцину в кров матері, що призводить до виділення молока з молочних залоз.
- вазопресин (АДГ)
Вазопресин, також відомий як антидіуретичний гормон (АДГ), є гормоном, який регулює водний баланс організму. Як випливає з назви, антидіуретичний гормон зменшує діурез, тобто виділення сечі. Вазопресин виділяється, коли ви зневоднюєтесь, коли кров концентрується або артеріальний тиск падає. Впливаючи на нирки, вазопресин збільшує щільність виділення сечі. Завдяки цьому вдається економити воду і утримувати її всередині тіла.
- соматоліберин (GH-RH)
Соматоліберин - це перший приклад типового гормону осі гіпоталамус-гіпофіз. Утворюючись в гіпоталамусі, соматоліберин досягає гіпофіза і стимулює його клітини до секреції гіпофізарного соматотропіну, також відомого як гормон росту. Вісь соматотропін-соматоліберин забезпечує ріст і розвиток усіх тканин організму, що в свою чергу визначає правильність процесу росту.
- соматостатин (GH-IH)
Соматостатин є гормональним противником соматоліберину - його вплив на гіпофіз призводить до зменшення викиду гормону росту. На додаток до своїх функцій у гіпоталамо-гіпофізарній системі, соматостатин також місцево виробляється в шлунково-кишковому тракті, де інгібує напр. викид гормону в кишечнику.
- кортиколіберин (CRH)
Кортиколіберин також відомий як кортикотропін-рилізинг-гормон (АКТГ). Ці гормони є частиною осі гіпоталамус-гіпофіз-наднирники. Його діяльність найбільш інтенсивна у стресових ситуаціях. Вплив АКТГ на кору надниркових залоз посилює вивільнення одного з найважливіших «гормонів стресу» - кортизолу. Вісь гормонів кортиколіберин-кортикотропін-наднирники також регулює метаболічний баланс всього організму.
- тиреоліберин (TRH)
Тиреоліберин - гормон, який викликає викид тиреотропного гормону (ТТГ) з гіпофіза. Рівень тиротропіну є одним із маркерів, що вказують на поточну функцію щитовидної залози - отже, його часто вимірюють у пацієнтів із захворюваннями цієї залози. Тиреотропін стимулює розвиток щитовидної залози і збільшує секрецію її гормонів. Вони, в свою чергу, впливають на наш пульс, роботу шлунково-кишкового тракту, обмін поживних речовин та повсякденну активність.
- гонадоліберин (GnRH)
Роль гонадоліберину в осі гіпоталамус-гіпофіз полягає в стимулюванні вироблення т.зв. гонадотропіни гіпофіза. До них належать: фолікулостимулюючий гормон (ФСГ) та лютропін (ЛГ). Гонадоліберин є прикладом гормону, що виділяється в пульсуючому ритмі, і частота цього ритму визначає тип вивільненого гонадотропіну. Низька частота імпульсів гонадоліберину викликає секрецію ФСГ, тоді як висока - ЛГ (це має місце, наприклад, у жінок безпосередньо перед овуляцією). Гонадотропіни гіпофіза впливають на яєчники жінок та яєчка чоловіків, визначаючи правильне статеве дозрівання та розмноження.
- пролактоліберин (PRH)
Пролактоліберин - це гормон гіпоталамусу, який стимулює клітини гіпофіза виробляти пролактин. Пролактин - головний фактор, який готує молочні залози до процесу лактації. Секреція пролактину гіпофізом є гарним прикладом механізму негативного зворотного зв’язку в осі гіпоталамус-гіпофіз. Під час лактації, коли рівень пролактину в організмі найвищий, вироблення гонадотропінів знову пригнічується. Саме з цієї причини у жінок, які годують груддю, не народжуються місячні після пологів.
- пролактостатин (PIH)
Пролактостатин, гормон, який інгібує вивільнення пролактину, в основному не є типовим статином для гіпоталамусу. Його функцію виконує нейромедіатор дофамін. Саме посилений дофамінергічний сигнал на осі гіпоталамус-гіпофіз зменшує вироблення пролактину.
Порушення гіпоталамо-гіпофізарної осі
Хоча рівні гормонів в осі гіпоталамус-гіпофіз взаємно контролюються, їх регуляторні механізми часом не спрацьовують. Тоді ми маємо справу з ендокринними захворюваннями, що виникають внаслідок надлишку або дефіциту гормонів гіпоталамо-гіпофіза.
- Хвороби із збільшенням концентрації гормонів гіпоталамо-гіпофізарної осі
Прикладом надмірної активності гормонів гіпоталамусу є синдром невідповідного вивільнення вазопресину (SIADH). В результаті занадто високої концентрації вазопресину відбувається збільшення затримки води в організмі та розрідження рідин у організмі.Синдром SIADH в основному викликає неврологічні симптоми і в своїй запущеній формі може призвести до набряку мозку.
Підвищений рівень гормонів гіпоталамо-гіпофізарної осі може призвести до вторинної гіперфункції інших залоз внутрішньої секреції: наприклад, гіпертиреозу або гіперфункції надниркових залоз. Підвищена концентрація АКТГ може спричинити т.зв. АКТГ-залежний синдром Кушинга. Вторинний гіпертиреоз призводить до:
- почастішання пульсу
- втрата ваги
- діарея
- надмірна психомоторна збудливість
Однак надлишок гормону росту може спричинити гігантизм або акромегалію.
Підвищена концентрація пролактину, тобто гіперпролактинемія, є однією з найпоширеніших гормональних причин безпліддя (пролактин пригнічує секрецію гіпофізарних гонадотропінів, що призводить, зокрема, до порушень овуляції).
Найпоширенішою причиною підвищеного рівня гормонів гіпофіза є аденоми гіпофіза, які виходять з-під контролю гіпоталамо-гіпофізарної осі і виробляють незалежні від неї гормони. Їх симптоми можуть бути наслідком підвищення рівня одного гормону або перекриття надлишку кількох типів гормонів.
Підвищення рівня периферичних гормонів, таких як кортизол або гормони щитовидної залози, завжди вимагає виключення дисфункції осі гіпоталамус-гіпофіз, що може бути причиною цих порушень.
- Хвороби зі зниженням концентрації гормонів гіпоталамо-гіпофізарної осі
Хвороба з механізмом, протилежним механізму SIADH, є центральним нецукровим діабетом. Причиною цього захворювання є дефіцит вазопресину, що виробляється в гіпоталамусі, спричинений дисфункцією клітин гіпоталамуса. Зниження рівня вазопресину робить втрату води в сечі поза контролем. Кількість виробленої сечі значно збільшується, що призводить до симптомів зневоднення та постійного відчуття спраги.
Дефіцит гормону гіпофіза може спричинити симптоми вторинного гіпотиреозу: щитовидної залози, надниркових залоз та статевих залоз. Зниження рівня гонадотропінів може спричинити безпліддя та статеву дисфункцію.
Дефіцит тиротропіну призводить до вторинного гіпотиреозу, який проявляється хронічною втомою, збільшенням ваги та запорами. Знижений рівень гормону росту має серйозні наслідки, особливо у дітей, затримуючи процес росту. Навпаки, дефіцит пролактину може призвести до порушення лактації.
Гіпопітуїтаризм рідко проявляється дефіцитом одного конкретного гормону. Значно частіше пошкодження цієї залози призводить до зменшення вироблення декількох гормонів. Порушення функції гіпофіза може мати різні причини. Належить їм:
- травми
- пухлини, що проникають в гіпофіз
- крововиливи
- Вроджені стани (наприклад, гіпоплазія або недорозвинення гіпофіза)
Діагностуючи гормональний дефіцит, слід завжди пам’ятати про перевірку функціонування осі гіпоталамус-гіпофіз (шляхом вимірювання рівня гормонів у цій осі). Завдяки цьому можна визначити, чи є дефіцит даного гормону наслідком порушення його периферичної продукції чи центрального порушення гіпоталамо-гіпофізарної регуляції.
Бібліографія:
- "Histologia" W.Sawicki, J.Malejczyk, PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Варшава 2008
- Rohrbasser L.J., Alsaffar H., Blair J. (2016) Гіпоталамус - вісь гіпофіза. У: Belfiore A., LeRoith D. (eds) Principles of Endocrinology and Hormone Action. Ендокринологія. Springer, Cham, он-лайн доступ
Прочитайте більше статей цього автора
