Гипоталамо-гипофизарная ось

Гипоталамо-гипофизарная ось — это структурно-функциональное объединение структур головного мозга (гипоталамуса) и эндокринной железы (гипофиза), которое является центральным звеном нейроэндокринной регуляции. Эта ось координирует работу вегетативной нервной системы и эндокринных желез, обеспечивая поддержание гомеостаза, реакции на стресс, рост и развитие, репродуктивную функцию, лактацию, метаболизм и водно-солевой баланс. Гипоталамо-гипофизарная ось действует по принципу обратной связи, где сигналы от желез-мишеней подавляют или стимулируют выделение гормонов вышележащими отделами.

Анатомия и физиология

Гипоталамус и гипофиз связаны анатомически и функционально. Гипоталамус расположен в основании промежуточного мозга, а гипофиз — в гипофизарной ямке турецкого седла клиновидной кости. Связь между ними осуществляется через гипофизарную ножку (воронку), содержащую нервные волокна и кровеносные сосуды.

Гипоталамус

Гипоталамус состоит из множества ядер — скоплений нейронов, которые синтезируют и выделяют регуляторные пептиды. Ключевые области включают:

Паравентрикулярное ядро: вырабатывает кортиколиберин, тиролиберин, вазопрессин и окситоцин.
Супраоптическое ядро: основной источник вазопрессина и окситоцина.
Аркуатное (инфундибулярное) ядро: продуцирует либерины и статины, регулирующие переднюю долю гипофиза.

Нейроны гипоталамуса способны интегрировать сигналы от коры больших полушарий, лимбической системы, ретикулярной формации и периферических рецепторов (например, за уровнем глюкозы, солей, температуры).

Гипофиз

Гипофиз состоит из трёх долей:

Передняя доля (аденогипофиз) — железистая ткань, составляет около 80% массы гипофиза. Синтезирует тропные гормоны, контролирующие периферические эндокринные железы.
Задняя доля (нейрогипофиз) — состоит из нервных окончаний аксонов нейронов гипоталамуса. Выделяет окситоцин и вазопрессин (антидиуретический гормон), синтезируемые в гипоталамусе.
Промежуточная доля — у человека слабо развита, выделяет меланоцит-стимулирующие гормоны (предшественник — проопиомеланокортин).

Механизмы регуляции

Регуляция осуществляется двумя основными путями: нейросекреторным (гипоталамо-аденогипофизарная ось) и нейро-гемальным (гипоталамо-нейрогипофизарная ось).

Гипоталамо-аденогипофизарная ось

Нейроны гипоталамуса выделяют в кровь первичной гипофизарной портальной системы рилизинг-гормоны (либерины) и ингибирующие гормоны (статины):

Кортиколиберин (CRH) — стимулирует секрецию адренокортикотропного гормона (АКТГ) и β-эндорфина.
Тиролиберин (TRH) — стимулирует секрецию тиреотропного гормона (ТТГ) и пролактина.
Гонадолиберин (GnRH) — стимулирует секрецию лютеинизирующего (ЛГ) и фолликулостимулирующего (ФСГ) гормонов.
Соматолиберин (GHRH) — стимулирует секрецию соматотропного гормона (СТГ, гормон роста).
Соматостатин — ингибирует секрецию СТГ, а также ТТГ.
Дофамин (пролактостатин) — ингибирует секрецию пролактина.

Аденогипофиз под действием этих гормонов выделяет в системный кровоток тропные гормоны: АКТГ, ТТГ, ЛГ, ФСГ, СТГ и пролактин. Тропные гормоны, в свою очередь, стимулируют соответствующие железы-мишени (кора надпочечников, щитовидная железа, гонады, а также ткани тела для СТГ).

Гипоталамо-нейрогипофизарная ось

Нейроны супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса синтезируют вазопрессин и окситоцин. Эти гормоны транспортируются по аксонам в нейрогипофиз, где накапливаются в везикулах и выделяются в кровь при стимуляции. Вазопрессин регулирует реабсорбцию воды в почках, а окситоцин — сокращение матки во время родов и выделение молока из молочных желёз.

Принцип обратной связи

Гипоталамо-гипофизарная ось функционирует по системе отрицательной обратной связи. Когда уровень периферических гормонов (например, кортизола, тироксина, половых гормонов) повышается, они действуют на гипоталамус и аденогипофиз, подавляя выделение соответствующих рилизинг-гормонов и тропных гормонов. Это предотвращает избыточную стимуляцию и поддерживает гормональный гомеостаз.

Выделяют три типа обратной связи:

Длинная петля: периферические гормоны (например, кортизол) подавляют секрецию гормонов гипоталамуса и гипофиза.
Короткая петля: тропные гормоны гипофиза (например, АКТГ) подавляют секрецию рилизинг-гормонов гипоталамуса.
Ультракороткая петля: рилизинг-гормоны гипоталамуса могут подавлять собственную секрецию.

Физиологические функции

Гипоталамо-гипофизарная ось регулирует следующие системы организма:

Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая (HPA) ось: стрессовая реакция, метаболизм глюкозы, иммунный ответ. Активируется CRH, стимулирующий АКТГ, который вызывает выброс кортизола из коры надпочечников.
Гипоталамо-гипофизарно-тиреоидная (HPT) ось: регуляция основного обмена, термогенез, рост и развитие. TRH стимулирует ТТГ, который активирует щитовидную железу (выработка тироксина T4 и трийодтиронина T3).
Гипоталамо-гипофизарно-гонадная (HPG) ось: половое созревание, репродуктивная функция. GnRH стимулирует выделение ЛГ и ФСГ, которые контролируют синтез половых гормонов (эстрогенов, прогестерона, тестостерона) и гаметогенез.
Соматотропная ось (GHRH/соматостатин — СТГ): регулирует рост костей и мышц, метаболизм липидов и углеводов.
Лактотропная функция: пролактин стимулирует лактацию. Его секреция находится под тоническим ингибированием дофамином.

Патологии

Нарушения работы гипоталамо-гипофизарной оси приводят к эндокринным заболеваниям.

Синдромы гиперфункции

Болезнь Иценко — Кушинга: вызвана избыточной секрецией АКТГ аденомой гипофиза → гиперкортицизм (ожирение, гипергликемия, остеопороз).
Акромегалия и гигантизм: избыток СТГ (чаще из-за аденомы) → у взрослых — разрастание костей и мягких тканей, у детей — чрезмерный рост.
Синдром гиперпролактинемии: избыток пролактина (аденома, лекарства) → аменорея, галакторея, снижение либидо.
Синдром неадекватной секреции вазопрессина (SIADH): избыток вазопрессина → водная интоксикация, гипонатриемия.

Синдромы гипофункции

Гипопитуитаризм: снижение или отсутствие секреции одного или нескольких гормонов аденогипофиза. Причинами могут быть опухоли (краниофарингиома), травмы, кровоизлияние в гипофиз (синдром Шихана), инфекции, аутоиммунные процессы. Проявляется вторичным гипокортицизмом, гипотиреозом, гипогонадизмом, задержкой роста.
Несахарный диабет центрального типа: недостаток вазопрессина (при поражении гипоталамуса или нейрогипофиза) → полиурия, полидипсия.
Пангипопитуитаризм: полное выпадение функций передней доли.

Диагностика

Исследование гипоталамо-гипофизарной оси включает:

Определение уровня гормонов в плазме крови (АКТГ, кортизол, ТТГ, T4 свободный, ЛГ, ФСГ, пролактин, СТГ, ИФР-1, вазопрессин, натрий, осмоляльность).
Функциональные пробы: проба с метопироном, с дексаметазоном, с тиролиберином, с гонадолиберином, тест толерантности к инсулину (для оценки СТГ и кортизола).
Визуализация: магнитно-резонансная томография (МРТ) гипоталамо-гипофизарной области с контрастированием — золотой стандарт для выявления аденом, кист, краниофарингиом.

Источники

Дедов И. И., Мельниченко Г. А., Фадеев В. В. «Эндокринология: национальное руководство» (2016).
Guyton and Hall «Textbook of Medical Physiology» (14th edition, 2020).
Melmed S., Auchus J. R., «Williams Textbook of Endocrinology» (14th edition, 2019).
Шварц В. Я. «Нейроэндокринология: от молекулы до клиники» (2008).

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →