Os hypotalamus-hypofýza je sústava dvoch dôležitých orgánov: hypotalamu a hypofýzy a ich vzájomných prepojení. Všetky prvky tejto osi sa nachádzajú v centrálnom nervovom systéme a jej najdôležitejšou úlohou je kontrola hormonálnej rovnováhy celého organizmu. Zistite, ako funguje os hypotalamus-hypofýza, ako ovplyvňuje vylučovanie hormónov a kedy môže byť narušená jej funkcia.
Obsah
- Štruktúra osi hypotalamus-hypofýza
- Ako funguje os hypotalamus-hypofýza?
- Hormóny hypotalamus-hypofýza
- oxytocín
- vazopresín (ADH)
- somatoliberín (GH-RH)
- somatostatín (GH-IH)
- kortikoliberín (CRH)
- tyreoliberín (TRH)
- gonadoliberín (GnRH)
- prolaktoliberín (PRH)
- prolaktostatín (PIH)
- Poruchy osi hypotalamus-hypofýza
- choroby so zvýšením koncentrácie hormónov osi hypotalamus-hypofýza
- choroby so znížením koncentrácie hormónov osi hypotalamus-hypofýza
Os hypotalamus-hypofýza je systém pozostávajúci z endokrinnej žľazy, hypofýzy a časti mozgu, hypotalamu. Os hypotalamus-hypofýza je hlavným regulátorom fungovania všetkých endokrinných žliaz, ako sú:
- štítna žľaza
- nadobličky
- vaječníky alebo semenníky
Štruktúra osi hypotalamus-hypofýza
Aby sme pochopili, ako funguje os hypotalamus-hypofýza, pozrime sa najskôr na to, ako fungujú jej dve základné zložky: hypotalamus a hypofýza.
Rodičovská štruktúra - hypotalamus - je skutočným „riadiacim centrom“ celého organizmu. Jeho úlohou je prijímať podnety týkajúce sa aktuálneho stavu nášho tela, spracovávať ich a vhodne na ne reagovať. Hypotalamus je prvok, ktorý umožňuje výmenu signálov medzi nervovým systémom a endokrinným systémom.
Bunky hypotalamu dokážu rozpoznať informácie, okrem iného, o našej telesnej teplote, aktuálnom výživovom stave, arteriálnom krvnom tlaku a koncentrácii elektrolytov. Vďaka tomu je hypotalamus zodpovedný za kontrolu mnohých aspektov fungovania tela: hlad a smäd, cirkadiánny rytmus spánku a bdenia, regulácia metabolizmu a schopnosť reprodukcie. Z hľadiska pôsobenia osi hypotalamus-hypofýza je najdôležitejšou činnosťou hypotalamu produkcia rôznych hormónov, ktoré ovplyvňujú fungovanie celého tela.
Druhá štruktúra osi hypotalamus-hypofýza, hypofýza, má o niečo obmedzenejší rozsah pôsobenia. Jeho fungovanie podlieha väčším obmedzeniam a neustálej kontrole a najdôležitejší dohľad vykonáva hypotalamus. Aj keď hypofýza nedostáva toľko podnetov ako hypotalamus, netreba podceňovať jej funkciu. Táto malá štruktúra je ústredným bodom endokrinného systému - pod vplyvom stimulov z hypotalamu produkuje svoje vlastné hormóny, ktoré regulujú činnosť ostatných endokrinných žliaz.
Hypofýza sa skladá z dvoch častí - prednej (hormonálnej) a zadnej (nervovej). Bunky prednej hypofýzy produkujú a uvoľňujú svoje vlastné hormóny hypofýzy do krvi. Bunky zadnej časti sú naopak zásobárňou dvoch veľmi dôležitých hormónov hypotalamu - oxytocínu a vazopresínu (pozri bod 3).
Ako funguje os hypotalamus-hypofýza?
Pôsobenie osi hypotalamus-hypofýza je možné vďaka neustálej komunikácii medzi týmito orgánmi. Hypotalamus ako štruktúra nervového systému neustále prijíma množstvo informácií zo všetkých oblastí tela. Ako odpoveď môže generovať rôzne druhy reakcií - napríklad stimulovať iné oblasti mozgu alebo produkovať hormón, chemickú časticu schopnú prenášať informácie.
Hypofýza je dôležitým medzičlánkom v hormonálnej činnosti hypotalamu. Hormóny hypotalamu sa dostávajú do hypofýzy dvoma spôsobmi. Prvým je priamy prenos hormónov pozdĺž nervových vlákien. Takto sa transportuje vazopresín a oxytocín. Akonáhle sú produkované v hypotalame, sú odosielané do zadnej hypofýzy, odkiaľ môžu byť následne uvoľnené do krvi.
Druhý spôsob je pri tých hypotalamických hormónoch, ktoré riadia hypofýzu. Patria sem rôzne podtypy uvoľňovačov (excitačné hormóny) a statíny (inhibičné hormóny). Hypotalamické liberíny a statíny putujú z hypotalamu do špeciálnej siete drobných krvných ciev, ktorými prechádzajú priamo do hypofýzy. Pri kontakte s bunkami prednej hypofýzy regulujú ich činnosť a produkciu hormónov hypofýzy.
Zatiaľ čo hypotalamus je primárnou štruktúrou osi hypotalamus-hypofýza, komunikácia môže byť obojstranná. Hypofýza má tiež schopnosť ovplyvňovať hypotalamus. Úprava celej osi je založená na tzv pozitívne a negatívne spätné väzby. Keď sa hormóny uvoľňujú z hypofýzy, zvyšuje sa ich hladina v krvi a inhibuje sa hypotalamo-hypofyzárna os. Na druhej strane, ak je daný hormón potrebný, hypotalamus stimuluje hypofýzu a zvyšuje jej sekrečnú aktivitu. Správne fungovanie systému spätnej väzby je nevyhnutnou podmienkou pre udržanie homeostázy, to znamená vnútornej rovnováhy nášho tela.
Hormóny hypotalamus-hypofýza
Os hypotalamus-hypofýza je dvojpodlažný systém s mnohými prepojeniami. Žiadna z jej štruktúr by nebola schopná samostatne plniť svoju funkciu. Os hypotalamus-hypofýza je mocný nástroj, ktorý reguluje celú hormonálnu rovnováhu nášho tela. Najdôležitejšie hormóny produkované v hypotalame sú:
- oxytocín
- vazopresín (ADH)
- somatoliberín (GH-RH)
- somatostatín (GH-IH)
- kortikoliberín (CRH)
- tyreoliberín (TRH)
- gonadoliberín (GnRH)
- prolaktoliberín (PRH)
- prolaktostatín (PIH)
Hypofýza produkuje hormóny, ako sú:
- prolaktín (PRL)
- adrenokortikotropín (ACTH)
- melanotropín (MSH)
- lipotropín (LPH)
- tyreotropín (TSH)
- somatotropín (GH)
- folikuly stimulujúci hormón (FSH)
- lutropín (LH)
Ako vidíte, os hypotalamus-hypofýza určuje fungovanie celého organizmu prostredníctvom obrovského množstva hormónov. Najdôležitejšie funkcie hormónov tejto osi sú uvedené nižšie.
- oxytocín
Oxytocín spolu s vazopresínom sú dva hormóny hypotalamu, ktoré nemajú žiadny vplyv na funkciu hypofýzy. Úlohou hypofýzy je iba ich skladovanie. Hneď ako dostanú vhodný signál, sú prepustení do krvi. Oxytocín je hormón, ktorý hrá najdôležitejšiu úlohu počas pôrodu - umožňuje kontrakcie maternice. Druhou úlohou oxytocínu je uľahčenie laktácie. Sanie bradaviek kojencom stimuluje uvoľňovanie oxytocínu do krvi matky, čo vedie k vylučovaniu mlieka z prsných žliaz.
- vazopresín (ADH)
Vasopresín, tiež známy ako antidiuretický hormón (ADH), je hormón, ktorý reguluje vodnú rovnováhu tela. Ako naznačuje názov, antidiuretický hormón znižuje diurézu, teda vylučovanie moču. Vasopresín sa uvoľňuje, keď ste dehydratovaní, koncentruje sa vám krv alebo klesá krvný tlak. Vazopresín účinkom na obličky zvyšuje hustotu vylučovania moču. Vďaka tomu je možné šetriť vodou a udržiavať ju vo vnútri tela.
- somatoliberín (GH-RH)
Somatoliberín je prvým príkladom typického hormónu osi hypotalamus-hypofýza. Keď sa somatoliberín produkuje v hypotalame, dostane sa do hypofýzy a stimuluje jeho bunky k vylučovaniu somatropínu z hypofýzy, ktorý je tiež známy ako rastový hormón. Os somatotropín-somatoliberín umožňuje rast a vývoj všetkých telesných tkanív, čo zase určuje správnosť rastového procesu.
- somatostatín (GH-IH)
Somatostatín je hormonálny protivník somatoliberínu - jeho účinok na hypofýzu vedie k zníženiu uvoľňovania rastového hormónu. Okrem svojich funkcií v hypotalamo-hypofyzárnom systéme sa somatostatín lokálne produkuje aj v gastrointestinálnom trakte, kde inhibuje napr. uvoľňovanie črevných hormónov.
- kortikoliberín (CRH)
Kortikoliberín je tiež známy ako hormón uvoľňujúci kortikotropín (ACTH). Tieto hormóny sú súčasťou osi hypotalamus-hypofýza-nadobličky. Jeho činnosť je najintenzívnejšia v stresových situáciách. Vplyv ACTH na kôru nadobličiek zvyšuje uvoľňovanie jedného z najdôležitejších „stresových hormónov“ - kortizolu. Os kortikoliberín-kortikotropín-nadobličky tiež reguluje metabolickú rovnováhu celého organizmu.
- tyreoliberín (TRH)
Tyreoliberín je hormón, ktorý spôsobuje uvoľňovanie hormónu stimulujúceho štítnu žľazu (TSH) z hypofýzy. Hladina tyreotropínu je jedným zo znakov indikujúcich aktuálnu funkciu štítnej žľazy - preto sa často meria u pacientov s ochorením tejto žľazy. Tyrotropín stimuluje vývoj štítnej žľazy a zvyšuje vylučovanie jej hormónov. Tie zase ovplyvňujú náš srdcový rytmus, gastrointestinálne funkcie, metabolizmus živín a každodennú aktivitu.
- gonadoliberín (GnRH)
Úlohou gonadoliberínu v osi hypotalamus-hypofýza je stimulovať produkciu tzv. hypofýzy gonadotropíny. Patria sem: folikuly stimulujúci hormón (FSH) a lutropín (LH). Gonadoliberín je príkladom hormónu vylučovaného v pulzujúcom rytme a frekvencia tohto rytmu určuje typ uvoľňovaného gonadotropínu. Nízka frekvencia gonadoliberínových impulzov spôsobuje vylučovanie FSH, zatiaľ čo vysoká - LH (deje sa to napríklad u žien tesne pred ovuláciou). Gonadotropíny hypofýzy ovplyvňujú vaječníky žien a semenníkov mužov, čo určuje správne pohlavné dozrievanie a reprodukciu.
- prolaktoliberín (PRH)
Prolactoliberin je hormón hypotalamu, ktorý stimuluje bunky hypofýzy k produkcii prolaktínu. Prolaktín je hlavným faktorom, ktorý pripravuje prsné žľazy na proces laktácie. Vylučovanie prolaktínu hypofýzou je dobrým príkladom mechanizmu negatívnej spätnej väzby v osi hypotalamus-hypofýza. Počas laktácie, keď sú hladiny prolaktínu v tele najvyššie, je produkcia gonadotropínov opäť inhibovaná. Z tohto dôvodu dojčiace ženy nemajú po pôrode menštruáciu.
- prolaktostatín (PIH)
Prolaktostatín, hormón, ktorý inhibuje uvoľňovanie prolaktínu, v zásade nie je typickým hypotalamickým statínom. Jeho funkciu zohráva neurotransmiter dopamín. Je to zosilnená dopaminergná signalizácia v osi hypotalamus-hypofýza, ktorá znižuje produkciu prolaktínu.
Poruchy osi hypotalamus-hypofýza
Zatiaľ čo hladiny hormónov v osi hypotalamus-hypofýza sú vzájomne kontrolované, ich regulačné mechanizmy niekedy zlyhávajú. Ďalej sa zaoberáme endokrinnými ochoreniami, ktoré sú výsledkom nadbytku alebo nedostatku hormónov hypotalamus-hypofýza.
- Choroby so zvýšením koncentrácie hormónov osi hypotalamus-hypofýza
Príkladom nadmernej aktivity hormónov hypotalamu je syndróm neprimeraného uvoľňovania vazopresínu (SIADH). V dôsledku príliš vysokej koncentrácie vazopresínu dochádza k zvýšenému zadržiavaniu vody v tele a zriedeniu telesných tekutín.Syndróm SIADH produkuje hlavne neurologické príznaky a v pokročilej forme môže viesť k mozgovému edému.
Zvýšené hladiny hormónov osi hypotalamus-hypofýza môžu viesť k sekundárnej hyperfunkcii iných endokrinných žliaz: napríklad hypertyreózy alebo funkcie nadobličiek. Zvýšená koncentrácia ACTH môže spôsobiť tzv Cushingov syndróm závislý od ACTH. Výsledkom sekundárnej hypertyreózy je:
- zvýšená srdcová frekvencia
- strata váhy
- hnačka
- nadmerná psychomotorická excitabilita
Nadbytok rastového hormónu však môže spôsobiť gigantizmus alebo akromegáliu.
Zvýšená koncentrácia prolaktínu, t.j. hyperprolaktinémia, je jednou z najbežnejších hormonálnych príčin neplodnosti (prolaktín inhibuje sekréciu gonadotropínov hypofýzy, čo vedie okrem iného k poruchám ovulácie).
Najbežnejšou príčinou zvýšených hladín hormónov hypofýzy sú adenómy hypofýzy, ktoré sú mimo kontroly osi hypotalamus-hypofýza a produkujú hormóny nezávisle od nich. Ich príznaky môžu byť výsledkom zvýšenia hladiny jedného hormónu alebo prekrývajúceho sa nadbytku niekoľkých druhov hormónov.
Zvýšenie hladiny periférnych hormónov, ako je kortizol alebo hormóny štítnej žľazy, si vždy vyžaduje vylúčenie dysfunkcie osi hypotalamus-hypofýza, ktorá môže byť príčinou týchto porúch.
- Choroby so znížením koncentrácie hormónov osi hypotalamus-hypofýza
Ochorením s mechanizmom opačným ako je SIADH je centrálny diabetes insipidus. Príčinou tohto ochorenia je nedostatok vazopresínu produkovaného v hypotalame spôsobený dysfunkciou buniek hypotalamu. Zníženie hladiny vazopresínu vedie k strate vody v moči mimo kontroly. Množstvo vyprodukovaného moču sa významne zvyšuje, čo vedie k príznakom dehydratácie a neustálemu pocitu smädu.
Nedostatok hormónov hypofýzy môže spôsobiť príznaky sekundárnej hypotyreózy: štítnu žľazu, nadobličky a pohlavné žľazy. Znížené hladiny gonadotropínov môžu spôsobiť neplodnosť a sexuálne poruchy.
Nedostatok tyreotropínu má za následok sekundárnu hypotyreózu, ktorá sa prejavuje chronickou únavou, priberaním na váhe a zápchou. Znížená hladina rastového hormónu má vážne následky, najmä u detí, a spôsobuje spomalenie procesu rastu. Na druhej strane nedostatok prolaktínu môže viesť k poruchám laktácie.
Hypopituitarizmus sa zriedka prejavuje nedostatkom jedného špecifického hormónu. Oveľa častejšie vedie poškodenie tejto žľazy k zníženiu produkcie niekoľkých hormónov. Dysfunkcia hypofýzy môže mať rôzne príčiny. Patria im:
- zranenia
- nádory infiltrujúce hypofýzu
- krvácanie
- Vrodené stavy (napríklad hypoplázia alebo nedostatočný vývoj hypofýzy)
Pri diagnostikovaní hormonálnych nedostatkov by ste si mali vždy pamätať na kontrolu fungovania osi hypotalamus-hypofýza (meraním hladín hormónov na tejto osi). Vďaka tomu je možné určiť, či je nedostatok daného hormónu dôsledkom narušenia jeho periférnej produkcie alebo centrálneho narušenia hypotalamo-hypofyzárnej regulácie.
Bibliografia:
- "Histologia" W.Sawicki, J.Malejczyk, PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Varšava 2008
- Rohrbasser L.J., Alsaffar H., Blair J. (2016) Hypotalamus - hypofýzová os. In: Belfiore A., LeRoith D. (eds) Principles of Endocrinology and Hormone Action. Endokrinológia. Springer, Cham, online prístup
Prečítajte si viac článkov od tohto autora
