Osa hypotalamus-hypofýza: struktura, funkce, poruchy

Osa hypotalamus-hypofýza je systém dvou důležitých orgánů: hypotalamu a hypofýzy a jejich propojení. Všechny prvky této osy se nacházejí v centrální nervové soustavě a její nejdůležitější rolí je kontrola hormonální rovnováhy celého organismu. Zjistěte, jak osa hypotalamus-hypofýza funguje, jak ovlivňuje sekreci hormonů a kdy může být narušena její funkce.

Obsah

1. Struktura osy hypotalamus-hypofýza
2. Jak funguje osa hypotalamus-hypofýza?
3. Hypotalamo-hypofyzární hormony
• oxytocin
• vasopresin (ADH)
• somatoliberin (GH-RH)
• somatostatin (GH-IH)
• kortikoliberin (CRH)
• tyreoliberin (TRH)
• gonadoliberin (GnRH)
• prolactoliberin (PRH)
• prolaktostatin (PIH)
4. Poruchy osy hypotalamus-hypofýza
• onemocnění se zvýšením koncentrace hormonů osy hypotalamus-hypofýza
• onemocnění se snížením koncentrace hormonů osy hypotalamus-hypofýza

Osa hypotalamus-hypofýza je systém skládající se z endokrinní žlázy, hypofýzy a části mozku, hypotalamu. Osa hypotalamus-hypofýza je hlavním regulátorem fungování všech endokrinních žláz, jako jsou:

• Štítná žláza
• nadledviny
• vaječníky nebo varlata

Struktura osy hypotalamus-hypofýza

Abychom pochopili, jak osa hypotalamus-hypofýza funguje, podívejme se nejprve na to, jak fungují její dvě základní složky: hypotalamus a hypofýza.

Rodičovská struktura - hypotalamus - je skutečným „velitelským centrem“ celého organismu. Jeho úkolem je přijímat podněty týkající se aktuálního stavu našeho těla, zpracovávat je a vhodně na ně reagovat. Hypotalamus je prvek, který umožňuje výměnu signálů mezi nervovým systémem a endokrinním systémem.

Buňky hypotalamu dokážou rozpoznat informace týkající se mimo jiné naší tělesné teploty, aktuálního stavu výživy, arteriálního krevního tlaku a koncentrace elektrolytů. Díky tomu je hypotalamus zodpovědný za řízení mnoha aspektů fungování těla: hlad a žízeň, cirkadiánní rytmus spánku a bdělosti, regulace metabolismu a schopnost reprodukce. Z hlediska působení hypotalamo-hypofyzární osy je nejdůležitější aktivitou hypotalamu produkce různých hormonů, které ovlivňují fungování celého těla.

Druhá struktura osy hypotalamus-hypofýza, hypofýza, má mírně omezenější rozsah účinku. Jeho fungování podléhá větším omezením a neustálé kontrole a nejdůležitější dohled provádí hypotalamus. I když hypofýza nedostává tolik podnětů jako hypotalamus, její funkce by neměla být podceňována. Tato malá struktura je ústředním bodem endokrinního systému - pod vlivem stimulů z hypotalamu produkuje vlastní hormony, které regulují práci ostatních endokrinních žláz.

Hypofýza se skládá ze dvou částí - přední (hormonální) a zadní (nervová). Buňky přední hypofýzy produkují a uvolňují své vlastní hormony hypofýzy do krve. Buňky zadní části jsou naopak zásobárnou dvou velmi důležitých hormonů hypotalamu - oxytocinu a vasopresinu (viz bod 3).

Jak funguje osa hypotalamus-hypofýza?

Působení osy hypotalamus-hypofýza je možné díky neustálé komunikaci mezi těmito orgány. Hypotalamus jako struktura nervové soustavy neustále přijímá množství informací ze všech oblastí těla. V reakci na to může generovat různé druhy reakcí - například stimulovat jiné oblasti mozku nebo produkovat hormon, chemickou částici schopnou přenášet informace.

Hypofýza je důležitým prostředníkem v hormonální aktivitě hypotalamu. Hormony hypotalamu se dostávají do hypofýzy dvěma způsoby. První je přímý přenos hormonů podél nervových vláken. Takto se transportuje vazopresin a oxytocin. Jakmile se vytvoří v hypotalamu, jsou odeslány do zadní hypofýzy, odkud mohou být uvolněny do krevního řečiště.

Druhý způsob je u těch hypotalamových hormonů, které řídí funkci hypofýzy. Patří sem různé podtypy uvolňovačů (excitační hormony) a statiny (inhibiční hormony). Hypotalamické liberiny a statiny cestují z hypotalamu do speciální sítě drobných krevních cév, kterými procházejí přímo do hypofýzy. Při kontaktu s buňkami přední hypofýzy regulují jejich aktivitu a produkci hormonů hypofýzy.

Zatímco hypotalamus je primární strukturou osy hypotalamus-hypofýza, komunikace může být dvoustranná. Hypofýza má také schopnost ovlivňovat hypotalamus. Úprava celé osy je založena na tzv pozitivní a negativní zpětné vazby. Když se hormony uvolňují z hypofýzy, zvyšuje se jejich hladina v krvi a inhibuje se osa hypotalamus-hypofýza. Na druhou stranu, pokud je daný hormon potřebný, hypotalamus stimuluje hypofýzu a zvyšuje její sekreční aktivitu. Správné fungování systému zpětné vazby je nezbytnou podmínkou pro udržení homeostázy, tj. Vnitřní rovnováhy našeho těla.

Hypotalamo-hypofyzární hormony

Osa hypotalamus-hypofýza je dvoupodlažní systém s mnoha propojeními. Žádná z jejích struktur by nebyla schopna sama plnit svoji funkci. Osa hypotalamus-hypofýza je mocný nástroj, který reguluje celou hormonální rovnováhu našeho těla. Nejdůležitější hormony produkované v hypotalamu jsou:

• oxytocin
• vasopresin (ADH)
• somatoliberin (GH-RH)
• somatostatin (GH-IH)
• kortikoliberin (CRH)
• tyreoliberin (TRH)
• gonadoliberin (GnRH)
• prolactoliberin (PRH)
• prolaktostatin (PIH)

Hypofýza produkuje hormony, jako jsou:

• prolaktin (PRL)
• adrenokortikotropin (ACTH)
• melanotropin (MSH)
• lipotropin (LPH)
• thyrotropin (TSH)
• somatotropin (GH)
• hormon stimulující folikuly (FSH)
• lutropin (LH)

Jak vidíte, osa hypotalamus-hypofýza určuje fungování celého organismu prostřednictvím velkého množství hormonů. Níže jsou uvedeny nejdůležitější funkce hormonů v této ose.

• oxytocin

Oxytocin a vasopresin jsou dva hormony hypotalamu, které nemají žádný vliv na hypofýzu. Úlohou hypofýzy je pouze jejich skladování. Jakmile dostanou příslušný signál, jsou propuštěni do krevního řečiště. Oxytocin je hormon, který hraje nejdůležitější roli při porodu - umožňuje fungování kontrakcí dělohy. Druhým úkolem oxytocinu je usnadnění laktace. Sání bradavky kojencem stimuluje uvolňování oxytocinu do krve matky, což vede k vylučování mléka z prsních žláz.

• vasopresin (ADH)

Vasopresin, také známý jako antidiuretický hormon (ADH), je hormon, který reguluje vodní rovnováhu těla. Jak název napovídá, antidiuretický hormon snižuje diurézu, tj. Výdej moči. Vasopresin se uvolňuje, když se dehydratujete, když je vaše krev zahuštěná nebo váš krevní tlak poklesne. Vazopresin působí na ledviny a zvyšuje hustotu vylučování moči. Díky tomu je možné šetřit vodou a udržovat ji uvnitř těla.

• somatoliberin (GH-RH)

Somatoliberin je prvním příkladem typického hormonu osy hypotalamus-hypofýza. Když je somatoliberin produkován v hypotalamu, dosáhne hypofýzy a stimuluje její buňky k vylučování somatropinu hypofýzy, známého také jako růstový hormon. Osa somatotropin-somatoliberin umožňuje růst a vývoj všech tělesných tkání, což zase určuje správnost procesu růstu.

• somatostatin (GH-IH)

Somatostatin je hormonálním odpůrcem somatoliberinu - jeho účinek na hypofýzu vede ke snížení uvolňování růstového hormonu. Kromě funkcí v hypotalamo-hypofyzárním systému je somatostatin také lokálně produkován v gastrointestinálním traktu, kde inhibuje např. uvolňování střevních hormonů.

• kortikoliberin (CRH)

Kortikoliberin je také známý jako hormon uvolňující kortikotropin (ACTH). Tyto hormony jsou součástí osy hypotalamus-hypofýza-nadledviny. Jeho aktivita je nejintenzivnější ve stresových situacích. Vliv ACTH na kůru nadledvin zvyšuje uvolňování jednoho z nejdůležitějších „stresových hormonů“ - kortizolu. Osa kortikoliberin-kortikotropin-nadledviny také reguluje metabolickou rovnováhu celého organismu.

• tyreoliberin (TRH)

Thyreoliberin je hormon, který způsobuje uvolňování hormonu stimulujícího štítnou žlázu (TSH) z hypofýzy. Hladina thyrotropinu je jedním ze markerů indikujících aktuální funkci štítné žlázy - proto se často měří u pacientů s onemocněním této žlázy. Thyrotropin stimuluje vývoj štítné žlázy a zvyšuje sekreci jejích hormonů. Ty zase ovlivňují naši srdeční frekvenci, gastrointestinální funkce, metabolismus živin a každodenní aktivitu.

• gonadoliberin (GnRH)

Úlohou gonadoliberinu v ose hypotalamus-hypofýza je stimulovat produkci tzv. hypofýzy gonadotropiny. Zahrnují: folikuly stimulující hormon (FSH) a lutropin (LH). Gonadoliberin je příkladem hormonu vylučovaného v pulzujícím rytmu a frekvence tohoto rytmu určuje typ uvolňovaného gonadotropinu. Nízká frekvence pulzů gonadoliberinu způsobuje sekreci FSH, zatímco vysoká - LH (k tomu dochází například u žen těsně před ovulací). Gonadotropiny hypofýzy ovlivňují vaječníky žen a varlat mužů, což určuje správné pohlavní zrání a reprodukci.

• prolactoliberin (PRH)

Prolactoliberin je hormon hypotalamu, který stimuluje buňky hypofýzy k produkci prolaktinu. Prolaktin je hlavním faktorem, který připravuje mléčné žlázy na proces laktace. Vylučování prolaktinu hypofýzou je dobrým příkladem mechanismu negativní zpětné vazby v ose hypotalamus-hypofýza. Během laktace, kdy jsou hladiny prolaktinu v těle nejvyšší, je produkce gonadotropinů znovu inhibována. Z tohoto důvodu kojící ženy nemají menstruaci po porodu.

• prolaktostatin (PIH)

Prolaktostatin, hormon, který inhibuje uvolňování prolaktinu, v zásadě není typickým statinem v hypotalamu. Jeho funkci hraje neurotransmiter dopamin. Je to zesílená dopaminergní signalizace v ose hypotalamus-hypofýza, která snižuje produkci prolaktinu.

Poruchy osy hypotalamus-hypofýza

Přestože jsou hladiny hormonů v ose hypotalamus-hypofýza vzájemně kontrolovány, jejich regulační mechanismy někdy selhávají. Poté se zabýváme endokrinními chorobami způsobenými nadbytkem nebo nedostatkem hormonů hypotalamus-hypofýza.

• Nemoci se zvýšením koncentrace hormonů osy hypotalamus-hypofýza

Příkladem nadměrné aktivity hormonů hypotalamu je syndrom nepřiměřeného uvolňování vazopresinu (SIADH). V důsledku příliš vysoké koncentrace vasopresinu dochází ke zvýšenému zadržování vody v těle a ředění tělesných tekutin.Syndrom SIADH produkuje hlavně neurologické příznaky a ve své pokročilé formě může vést k mozkovému edému.

Zvýšené hladiny hormonů osy hypotalamus-hypofýza mohou vést k sekundární hyperfunkci jiných endokrinních žláz: například hypertyreózy nebo funkce nadledvin. Zvýšená koncentrace ACTH může způsobit tzv Cushingův syndrom závislý na ACTH. Sekundární hypertyreóza má za následek:

• zvýšená srdeční frekvence
• ztráta váhy
• průjem
• nadměrná psychomotorická dráždivost

Přebytek růstového hormonu však může způsobit gigantismus nebo akromegalii.

Zvýšená koncentrace prolaktinu, tj. Hyperprolaktinémie, je jednou z nejčastějších hormonálních příčin neplodnosti (prolaktin inhibuje sekreci hypofýzy gonadotropinů, což vede mimo jiné k poruchám ovulace).

Nejběžnější příčinou zvýšených hladin hypofyzárních hormonů jsou adenomy hypofýzy, které unikají kontrole nad osou hypotalamus-hypofýza a produkují na ní hormony nezávisle. Jejich příznaky mohou být důsledkem zvýšení hladiny jednoho hormonu nebo překrývajícího se přebytku několika typů hormonů.

Zvýšení hladiny periferních hormonů, jako je kortizol nebo hormony štítné žlázy, vždy vyžaduje vyloučení dysfunkce osy hypotalamus-hypofýza, která může být příčinou těchto poruch.

• Nemoci se snížením koncentrace hormonů osy hypotalamus-hypofýza

Nemoc s mechanismem opačným k mechanismu SIADH je centrální diabetes insipidus. Příčinou tohoto onemocnění je nedostatek vazopresinu produkovaného v hypotalamu, způsobený dysfunkcí buněk hypotalamu. Snížení hladiny vasopresinu způsobuje ztrátu vody v moči mimo kontrolu. Množství vyrobené moči se významně zvyšuje, což vede k příznakům dehydratace a neustálému pocitu žízně.

Nedostatek hormonů hypofýzy může způsobit příznaky sekundární nedostatečnosti endokrinních žláz: štítné žlázy, nadledvin a pohlavních žláz. Snížené hladiny gonadotropinů mohou způsobit neplodnost a sexuální dysfunkci.

Nedostatek thyrotropinu má za následek sekundární hypotyreózu, která se projevuje chronickou únavou, přibýváním na váze a zácpou. Snížená hladina růstového hormonu má závažné důsledky, zejména u dětí, které zpomalují růstový proces. Na druhé straně může nedostatek prolaktinu vést k poruchám laktace.

Hypopituitarismus se zřídka projevuje nedostatkem jednoho konkrétního hormonu. Mnohem častěji poškození této žlázy vede ke snížení produkce několika hormonů. Dysfunkce hypofýzy může mít různé příčiny. Patří jim:

• zranění
• nádory infiltrující do hypofýzy
• krvácení
• Vrozené stavy (například hypoplázie nebo nedostatečný vývoj hypofýzy)

Při diagnostice hormonálních nedostatků je třeba vždy pamatovat na kontrolu fungování osy hypotalamus-hypofýza (měřením hladin hormonů na této ose). Díky tomu je možné určit, zda je nedostatek daného hormonu důsledkem narušení jeho periferní produkce nebo centrálního narušení hypotalamo-hypofyzární regulace.

Bibliografie:

1. "Histologia" W.Sawicki, J.Malejczyk, PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Varšava 2008
2. Rohrbasser L.J., Alsaffar H., Blair J. (2016) Hypothalamus - hypofyzární osa. In: Belfiore A., LeRoith D. (eds) Principles of Endocrinology and Hormone Action. Endokrinologie. Springer, Cham, on-line přístup

O autorovi

Krzysztof Białoży Student medicíny na Collegium Medicum v Krakově a pomalu vstupuje do světa neustálých výzev doktorské práce. Zajímá se zejména o gynekologii a porodnictví, pediatrii a medicínu životního stylu. Milovník cizích jazyků, cestování a horské turistiky.

Přečtěte si více článků od tohoto autora