Hipotalamusno-hipofizno-nadbubrežna osovina

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
Shemat HPA osovine (CRH – kortikotropin-otpuštsjući hormon; ACTH – adrenokortikotropni hormon)
Hipotalamus, hipofiza i kora nadbubrežne žlijezde

Hipotalamusno-hipofizno-nadbubrežna osovina (HPA osovina ili HTPA osovina) je složen skup izravnih utjecaja i povratnih informacija u interakciji između tri komponente: hipotalamus, hipofiza (graškasta žlijezda ispod talamusa) i nadbubrežne ("suprarenalne") žlijezde (mali, stožasti organi na vrhu bubrega).

Ovi organi i njihova interakcija sačinjavaju os HPA, glavni neuroendokrini sistem[1] koji kontrolira reakcije na stres i regulira mnoge tjelesne procese, uključujući probavu, imunski sistem, raspoloženje i emocije, seksualnost, skladištenje i potrošnju energije. Uobičajeni mehanizam za interakcije između žlijezda, hormona i dijelova srednjeg mozga koji posreduju opći adaptecijski sindrom (GAS).[2] Iako se steroidni hormoni proizvode uglavnom u kičmenjaka, fiziološka uloga osovine HPA i kortikosteroida u odgovoru na stres je toliko bitna da se analogni sistemii mogu naći i kod beskičmenjaka, kao i jednoćelijskih organizama. Osovina HPA, hipotalamno-hipofizno-gonadna osovina (HPG), hipotalamno-hipofizno-štitna osovina (HPT) i hipotalamno-neurohipofizni sistem su četiri glavna neuroendokrina sistema preko kojih hipotalamus i hipofiza direktno ostvaruju neuroendokrine funkcije.[1]

Anatomija[uredi | uredi izvor]

Ključni elementi HPA osovine su:

CRH i vazopresin oslobađaju se iz neurosekretornih živčanih terminala na medijanskoj eminenciji. CRH se transportira u prednju epofizu kroz portalni sistem krvnih sudova hipofizne drške, a vazopresin se transportira aksonskim transportom u zadnji režanj hipofize. Tamo CRH i vazopresin djeluju sinergijski, kako bi podstaknuli izlučivanje pohranjenog ACTH iz kortikotropnih ćelija. ACTH se krvlju transportira u kore nadbubrežnih žlijezda, gdje brzo stimulira biosintezu kortikosteroida poput "kortizola iz holesterola. Kortizol je glavni hormon stresa i ima uticaj na mnoga tkiva u tijelu, uključujući mozak. Kortizol u mozgu djeluje na dvije vrste receptora – mineralokortikoidni receptori i glukokortikoidne receptori, a oni se izražavaju mnogim različitim vrstama neurona. Jedna važna meta glukokortikoida je [[hipotalamus], koji je glavni kontrolni centar HPA osovine.

Vazopresin se može smatrati "hormonom konzerviranja vode", a poznat je i kao "antidiuretski hormon". Oslobađa se kada je tijelo dehidrirano i ima moćne efekte na bubrege, za očuvanje vode. To je također moćan vazokonstriktor.[3]

Za funkciju HPA ososovine važne su neke povratne petlje:

  • Kortizol proizveden u kori nadbubrežne žlijezde će dobiti negativnu povratnu informaciju o inhibiciji i hipotalamusa i hipofize. To smanjuje izlučivanje CRH-a i vazopresina, a također izravno smanjuje cijepanje proopiomelanokortina (POMC) u ACTH i β-endorfinu.
  • Epinefrin i norepinefrin (E/NE) proizvode se u srži nadbubrežnih žlijezda preko simpatikusa, stimulacijom i lokalnim učincima kortizola (enzima nadregulacije za stvaranje E/NE). E/NE će dati pozitivnu povratnu informaciju hipofizi i povećati raspad POMC-a na ACTH i β-endorfin.

Funkcija[uredi | uredi izvor]

Na oslobađanje kortikotropin-otpuštajućeg hormona (CRH) iz hipotalamusa utiču stres, fizička aktivnost, bolest, razina kortizola u krvi i ciklus spavanje / budnost (cirkadijski ritam). Kod zdravih osoba, razina kortizola ubrzano raste nakon buđenja, dostižući vrhunac u roku od 30–45 minuta. Zatim postepeno opada tokom dana, a ponovo se diže u kasno popodne. Razina kortizola tada opada u kasnim večernjim satima, dostižući najnižu vrijednost usred noći. To odgovara ciklusu aktivnosti mirovanja u organizmu.[4] Nenormalno ujednačeni cirkadijanski ciklus kortizola povezan je sa sindromom hroničnog umora, ,[5] insomnijom[6] i izgaranjem.[7]

Osovina HPA ima centralnu ulogu u reguliranju mnogih homeostatskih sistema u tijelu, uključujući metabolički, kardiovaskularni, imunski, reproduktivni i centralni nervnini sistem. Osovina HPA objedinjuje fizičke i psihosocijalne uticaje kako bi se omogućilo organizmu da se efikasno prilagodi svom okruženju, koristi resurse i optimizira preživljavanje.[4]

Anatomske veze između područja mozga kao što su amigdala, hipokampus, prefrontalni korteks i hipotalamus olakšavaju aktiviranje HPA osovine.[8] Senzorne informacije koje stižu do bočnog aspekta amigdala obrađuju se i prenose u centralno jezgro amigdale, koje potom projicira u nekoliko dijelova mozga, uključenih u reakcije na strah. U hipotalamusu, impulsi za signalizaciju straha aktiviraju i simpatički nervni sistem i modulirajući sistem osovine HPA. Povećana proizvodnja kortizola tokom stresa rezultira povećanom dostupnošću glukoze kako bi se olakšao borbu ili bježanje. Kao što direktno povećava dostupnost glukoze, kortizol takođe suzbija veoma zahtjevne metaboličke procese imunskog sistema, što rezultira daljom dostupnošću glukoze. Glukokortikoidi imaju brojne važne funkcije, uključujući modulaciju stresnih reakcija, ali višak može biti štetan. Vjeruje se da je atrofija hipokampusa kod ljudi i životinja izloženih jakom stresu uzrokovana dugotrajnim izlaganjem visokim koncentracijama glukokortikoida. Nedostatci hipokampusa mogu smanjiti raspoložive memorijske resurse kako bi se tijelu pomoglo u formuliranju odgovarajućih reakcija na stres.

Imunski sistem[uredi | uredi izvor]

Između osovone HPA i imunskog sistema postoji dvosmjerna komunikacija i povratne informacije. Brojni citokini, kao što su IL-1, IL-6, IL-10 i TNF-alfa, mogu aktivirati HPA osovinu, iako je IL-1 najsnažniji. Osovina HPA zauzvrat modulira imunski odgovor, s visokom razinom kortizola, što rezultira suzbijanjem imunskih i upalnih reakcija. To pomaže u zaštiti organizma od smrtonosne prekomjerne aktivacije imunskog sistema i minimizira oštećenje tkiva od upale.[4]

Centralni nervni sistem (CNS) je na više načina je „imunski privilegiran, ali ima važnu ulogu u imunskom sistemu i na njega povratno utiče. CNS regulira imunski sistem preko neuroendokrinog puta, poput HPA osovine. Osovina HPA odgovorna je za moduliranje upalnih reakcija koje se javljaju u cijelom tijelu.[9][10]

Za vrijeme imunskog odgovora, proinflamatorni citokini (npr. IL-1) se oslobađaju u sistem periferne cirkulacije i mogu proći kroz krvno-moždanu barijeru, gdje mogu komunicirati s mozgom i aktivirati HPA osovinu.[10][11][12] Interakcije proinflamatornih citokina i mozga mogu izmijeniti metaboličku aktivnost neurotransmitera i uzrokovati simptome poput umora, depresije i promjena.[10][10][11] Nedostatak HPA osovine može imati ulogu u alergijama i upalnim / autoimunim bolestima, poput reumatoidnog artritisa i multiple skleroze.[9][10][13]

Kad se osovinaa HPA aktivira, stresori, poput imunskog odgovora, oslobađaju se visoke razine glukokortikoida u organizam i suzbijaju imunski odgovor inhibirajući ekspresiju proupalnih citokina (npr. IL-1, TNF alfa i IFN gama i povećanje razine protivupalnih citokina (npr. IL-4, IL-10 i IL-13 u imunskim ćelijama, kao što su monociti i neutrofili.[10][11][13][14]

Veza između hroničnog stresa i njegove istodobne aktivacije osovine HPA i disfunkcije imunskog sistema nije jasna; studije su otkrile i imunosupresiju, i hiperaktivaciju imunskog odgovora.[14]

Stres[uredi | uredi izvor]

Shematski pregled hipotalamo-hipofizno-adrenalne (HPA) osovine. Stres aktivira osovinu HPA i na taj način pojačava izlučivanje glukokortikoida iz nadbubrežne žlijezde.

Osovina HPA uključena je u neurobiologiju poremećaja raspoloženja i funkcionalnih bolesti, uključujući anksiozni poremećaj, bipolarni poremećaj, nesanicu, posttraumatski stresni poremećaj, granični poremećaj ličnosti, ADHD, glavni depresivni poremećaj, izgaranje, sindrom hroničnog umora, fibromijalgiju , sindrom iritabilnog creva i alkoholizam.[15] Antidepresanti, koji se rutinski propisuju za mnoge od ovih bolesti služe za regulaciju funkcije osovine HPA.[16]

Kod ljudi, prevladavaju spolne razlike s obzirom na psihijatrijske poremećaje povezane sa stresom kao što su anksioznost i depresija, jer žene ove poremećaje doživljavaju češće nego muškarci.[17] Osobito kod glodara, pokazano je da ženkama mogu nedostajati sposobnosti podnošenja, kao i procesnog stresa (posebno za hronični stres) zbog moguće regulacije ekspresije GR-a kao i nedostataka proteina koji veže FKBP51 u citosolu. Stalnim aktiviranjem osovine HPA to bi moglo dovesti do slučajeva većih stresnih poremećaja koji bi se pogoršali samo sa hroničnim stresom.[18] Naime, kod glodara, ženke pokazuju veću aktivaciju HPA osi nakon stresa nego mužjaci. Te se razlike također mogu pojaviti zbog suprotstavljenih radnji koje imaju određeni spolni steroidi, poput testosterona i estrogena. Estrogenske funkcije pojačavaju izlučivanje ACTH i CORT stresa dok testosteron djeluje na smanjenje aktivacije osovine HPA i djeluje na inhibiciju ACTH i CORT odgovora na stres nego mužjaci.[19]Međutim, potrebno je više studija kako bi se bolje razumjela glavna osnova ovih spolnih razlika.

Eksperimentalne studije istraživale su mnogo različitih vrsta stresa i njihove efekte na HPA oovine u mnogo različitih okolnosti.[20] Stresori mogu biti različitih tipova – u eksperimentalnim studijama na pacovima često se pravi razlika između "socijalnog stresa" i "fizičkog stresa", ali obje vrste aktiviraju HPA osovinu, iako različitim putevima.[21] Nekoliko monoaminskih neurotransmitera važni su u regulaciji osovina HPA, posebno dopamin, serotonin i norepinefrin (noradrenalin). Postoje dokazi da porast oksitocina, koji je rezultat, naprimjer, pozitivnih društvenih interakcija, djeluje na suzbijanje osovine HPA i tako djeluje protiv stresa, promovirajući pozitivne zdravstvene efekte, poput zarastanja rana.[22]

Osovina HPA karakteristika je sisara i drugih kičmenjaka. Naprimjer, biolozi koji proučavaju stres kod riba pokazali su da društvena podređenost dovodi do hroničnog stresa, povezanog sa smanjenim agresivnim interakcijama, do nedostatka kontrole i do konstantne prijetnje koju su nametnule dominantna ribe. Čini se da je serotonin (5HT) aktivni neurotransmiter koji sudjeluje u posredovanju reakcija na stres, a povećanje serotonina povezano je s povećanom razinom u plazmi α-MSH što uzrokuje tamnjenje kože (društveni signal u lososoidnih riba), aktiviranje HPA osovine i inhibiciju agresije. Uključivanje aminokiseline L-triptofana, preteča 5HT, u hrani pastrmke, učinilo je pastrmku manje agresivnom manje reaktivnom na stres.[23] Međutim, studija snavodi da kortizol u plazmi nije uticao L-triptofan u hrani. Pokazalo se da lijek LY354740 (poznat i kao Eglumegad, agonist metabotropnog receptora glutamata s 2 i 3) interferira u osovini HPA, a hronično oralno uzimanje ovog lijeka dovodi do izrazito smanjenog nivoa osnovnog kortizola u makakima s kapuljačom (Macaca radiata); akutna infuzija LY354740 rezultirala je znatnim smanjenjem yohimbina induciranog stresnim odgovorom kod tih životinja.

Studije na ljudima pokazuju da se tokom hroničnog stresa osovina HPA aktivira na različite načine, ovisno o vrsti stresora, reakciji osobe na stresor i drugim faktorima. Stresori koji su nekontrolirani, prijete tjelesnom integritetu ili uključuju traumu imaju tendenciju da imaju visok, ravan dnevni profil oslobađanja kortizola (s nižim razinama kortizola ujutro i višim od uobičajenog uvečer) što rezultira visokim ukupnim nivoom dnevnog oslobađanja kortizola. S druge strane, kontrolirani stresori imaju tendenciju da proizvode jutarnji kortizol viši od normalnog. Otpuštanje hormona stresa postepeno opadaju nakon što se pojavi stresor. Čini se da kod posttraumatskog stresnog poremećaja postoji oslobađanje kortizola manje od uobičajenog, a smatra se da krivi hormonski odgovor na stres može predisponirati osobu da razvije PTSP.[24]

Također je poznato da su hormoni HPA osovine povezani sa određenim kožnim bolestima i kožnom homeostazom. Postoje dokazi da se njeni hormoni mogu povezati s određenim kožnim bolestima i tumorima kože povezanim sa stresom. To se događa kada hormoni HPA osovine postaju hiperaktivni u mozgu.[25]

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ a b Malenka RC, Nestler EJ, Hyman SE (2009). "Chapter 10: Neural and Neuroendocrine Control of the Internal Milieu". u Sydor A, Brown RY (ured.). Molecular Neuropharmacology: A Foundation for Clinical Neuroscience (2nd izd.). New York: McGraw-Hill Medical. str. 246, 248–259. ISBN 9780071481274.
  2. ^ Selye, Hans (1974). Stress without distress. Philadelphia: Lippincott. ISBN 978-0-397-01026-4.
  3. ^ Cuzzo, Brian; Lappin, Sarah L. (2019), "Vasopressin (Antidiuretic Hormone, ADH)", StatPearls, StatPearls Publishing, PMID 30252325, pristupljeno 2019-10-19
  4. ^ a b c editors, volume; Besedovsky, Hugo; Chrousos, George; Rey, Adriana Del (2008). The hypothalamus-pituitary-adrenal axis (1st izd.). Amsterdam: Academic. ISBN 9780444530400.CS1 održavanje: dodatni tekst: authors list (link)
  5. ^ MacHale SM, Cavanagh JT, Bennie J, Carroll S, Goodwin GM, Lawrie SM (November 1998). "Diurnal variation of adrenocortical activity in chronic fatigue syndrome". Neuropsychobiology. 38 (4): 213–7. doi:10.1159/000026543. PMID 9813459.
  6. ^ Backhaus J, Junghanns K, Hohagen F (October 2004). "Sleep disturbances are correlated with decreased morning awakening salivary cortisol". Psychoneuroendocrinology. 29 (9): 1184–91. doi:10.1016/j.psyneuen.2004.01.010. PMID 15219642.
  7. ^ Pruessner JC, Hellhammer DH, Kirschbaum C (1999). "Burnout, perceived stress, and cortisol responses to awakening". Psychosom Med. 61 (2): 197–204. doi:10.1097/00006842-199903000-00012. PMID 10204973.
  8. ^ Laura, Freberg (2015-01-01). Discovering behavioral neuroscience : an introduction to biological psychology. Freberg, Laura,, Container of (work): Freberg, Laura. (Third izd.). Boston, MA. str. 504. ISBN 9781305088702. OCLC 905734838.
  9. ^ a b Marques-Deak, A; Cizza, G; Sternberg, E (February 2005). "Brain-immune interactions and disease susceptibility". Molecular Psychiatry. 10 (3): 239–250. doi:10.1038/sj.mp.4001643. PMID 15685252.
  10. ^ a b c d e f Otmishi, Peyman; Gordon, Josiah; El-Oshar, Seraj; Li, Huafeng; Guardiola, Juan; Saad, Mohamed; Proctor, Mary; Yu, Jerry (2008). "Neuroimmune Interaction in Inflammatory Diseases". Clinical Medicine: Circulatory, Respiratory, and Pulmonary Medicine. 2: 35–44. doi:10.4137/ccrpm.s547. PMC 2990232. PMID 21157520.
  11. ^ a b c Tian, Rui; Hou, Gonglin; Li, Dan; Yuan, Ti-Fei (June 2014). "A Possible Change Process of Inflammatory Cytokines in the prolonged Chronic Stress and its Ultimate Implications for Health". The Scientific World Journal. 2014: 780616. doi:10.1155/2014/780616. PMC 4065693. PMID 24995360.
  12. ^ Hall, Jessica; Cruser, desAgnes; Podawiltz, Alan; Mummert, Diana; Jones, Harlan; Mummert, Mark (August 2012). "Psychological Stress and the Cutaneous Immune Response: Roles of the HPA Axis and the Sympathetic Nervous System in Atopic Dermatitis and Psoriasis". Dermatology Research and Practice. 2012: 403908. doi:10.1155/2012/403908. PMC 3437281. PMID 22969795.
  13. ^ a b Bellavance, Marc-Andre; Rivest, Serge (March 2014). "The HPA-immune axis and the immunomodulatory actions of glucocorticoids in the brain". Frontiers in Immunology. 5: 136. doi:10.3389/fimmu.2014.00136. PMC 3978367. PMID 24744759.
  14. ^ a b Padgett, David; Glaser, Ronald (August 2003). "How stress influences the immune response" (PDF). Trends in Immunology. 24 (8): 444–448. doi:10.1016/S1471-4906(03)00173-X. PMID 12909458. Arhivirano s originala (PDF), 2016-03-27. Pristupljeno 12 February 2016.
  15. ^ Spencer RL, Hutchison KE (1999). "Alcohol, aging, and the stress response". Alcohol Research & Health. 23 (4): 272–83. PMC 6760387. PMID 10890824.
  16. ^ Pariante CM (August 2003). "Depression, stress and the adrenal axis". Journal of Neuroendocrinology. 15 (8): 811–2. doi:10.1046/j.1365-2826.2003.01058.x. PMID 12834443.
  17. ^ Rosinger, Zachary; Jacobskind, Jason; Park, Shannon; Justice, Nicholas; Zuloaga, Damian (2017). "Distribution of Corticotropin-releasing factor receptor 1 in the developing mouse forebrain: A novel sex difference revealed in the rostral periventricular hypothalamus". Neuroscience. 361: 167–178. doi:10.1016/j.neuroscience.2017.08.016. PMC 7173945. Pristupljeno 5 April 2020.
  18. ^ Palumbo, Michelle C.; Dominguez, Sky; Dong, Hongxin (2020). "Sex differences in hypothalamic–pituitary–adrenal axis regulation after chronic unpredictable stress". Brain and Behavior (jezik: engleski). 10: e01586. doi:10.1002/brb3.1586. Pristupljeno 5 April 2020.
  19. ^ Handa, R. J.; Weiser, M. J.; Zuloaga, D. G. (2009). "A Role for the Androgen Metabolite, 5α-Androstane-3β,17β-Diol, in Modulating Oestrogen Receptor β-Mediated Regulation of Hormonal Stress Reactivity". Journal of Neuroendocrinology (jezik: engleski). 21: 351–358. doi:10.1111/j.1365-2826.2009.01840.x. PMC 2727750. PMID 19207807.
  20. ^ Douglas AJ (March 2005). "Central noradrenergic mechanisms underlying acute stress responses of the Hypothalamo–pituitary–adrenal axis: adaptations through pregnancy and lactation". Stress. 8 (1): 5–18. doi:10.1080/10253890500044380. PMID 16019594.
  21. ^ Engelmann M, Landgraf R, Wotjak CT (2004). "The hypothalamic-neurohypophysial system regulates the hypothalamic–pituitary–adrenal axis under stress: an old concept revisited". Frontiers in Neuroendocrinology. 25 (3–4): 132–49. doi:10.1016/j.yfrne.2004.09.001. PMID 15589266.
  22. ^ Detillion CE, Craft TK, Glasper ER, Prendergast BJ, DeVries AC (September 2004). "Social facilitation of wound healing". Psychoneuroendocrinology. 29 (8): 1004–11. doi:10.1016/j.psyneuen.2003.10.003. PMID 15219651.
  23. ^ Winberg S, Øverli Ø, Lepage O (November 2001). "Suppression of aggression in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) by dietary L-tryptophan". The Journal of Experimental Biology. 204 (Pt 22): 3867–76. PMID 11807104.
  24. ^ Miller GE, Chen E, Zhou ES (January 2007). "If it goes up, must it come down? Chronic stress and the hypothalamic–pituitary–adrenocortical axis in humans". Psychological Bulletin. 133 (1): 25–45. doi:10.1037/0033-2909.133.1.25. PMID 17201569.
  25. ^ Kim JE, Cho BK, Cho DH, Park HJ (July 2013). "Expression of hypothalamic–pituitary–adrenal axis in common skin diseases: evidence of its association with stress-related disease activity". Acta Dermato-venereologica. 93 (4): 387–93. doi:10.2340/00015555-1557. PMID 23462974.

Vanjski linkovi[uredi | uredi izvor]

Medicina - Endokrinologija - uredi
Bolesti štitne žlijezde
Hipotireoidizam | Hipertireoidizam | Strume | Tireoiditis | Tumori
Bolesti timusa - paratireoidne žlijezde
Urođene anomalije timusa | Hiperplazija timusa | Tumori timusa | Myasthenia gravis | Hipoparatireoidizam | Hiperparatireoidizam |
Bolesti endokrinog pankreasa
Diabetes mellitus | Tumori | Multipla endokrina adenomatoza
Bolesti nadbubrežne žlijezde
Adrenalitis | Waterhouse - Friderichsenov sindrom | Hipokorticizam | Hiperkorticizam | Addisonova bolest | Cushingov sindrom | Connov sindrom | Adrenogenitalni sindrom | Tumori | Feohromocitom