Гипоталамо-гипофизарная система: строение, функции, нарушения. Особенности регуляции гипоталамо-гипофизарной системы

Как работает гипоталамо-гипофизарная система: особенности регуляции, функции, процессы

Действие гипоталамо-гипофизарной системы возможно благодаря постоянной связи между этими органами. Вот особенности регуляции процессов и функции этой оси:

• Гипоталамус

Как структура нервной системы, постоянно получает огромное количество информации из всех частей тела. В ответ он может генерировать различные виды реакций — стимулировать другие области мозга или производить гормон, химическую частицу, способную переносить информацию. Вот еще какие процессы происходят в этой части мозга:

• Гипофиз

Важный посредник в гормональной активности гипоталамуса. Гормоны гипоталамуса достигают гипофиза двумя путями. Первый — это прямая передача гормонов по нервным волокнам. Так транспортируются вазопрессин и окситоцин. Будучи произведенными в гипоталамусе, они отправляются в задний гипофиз, откуда затем попадают в кровоток.

Второй способ — с теми гормонами гипоталамуса, которые контролируют работу гипофиза. К ним относятся различные подтипы освобождающих (возбуждающие гормоны) и статины (ингибирующие гормоны). Гипоталамические либерины и статины перемещаются из гипоталамуса в особую сеть крошечных кровеносных сосудов, по которым они попадают прямо в гипофиз. При контакте с клетками передней доли гипофиза они регулируют их активность и выработку гормонов гипофиза.

Хотя гипоталамус является первичной структурой гипоталамо-гипофизарной оси, связь может быть двусторонней. Гипофиз также имеет способность влиять на гипоталамус. Регулировка всей оси основана на так называемых положительных и отрицательных отзывов. Когда гормоны высвобождаются из гипофиза, их уровни в крови повышаются, а гипоталамо-гипофизарная система подавляется. С другой стороны, если данный гормон необходим, гипоталамус стимулирует гипофиз и увеличивает его секреторную активность. Правильное функционирование системы обратной связи — необходимое условие поддержания гомеостаза, то есть внутреннего баланса нашего тела.

Гипоталамо-гипофизарные гормоны в организме человека

Ось гипоталамус-гипофиз представляет собой «двухэтажную» систему со множеством взаимосвязей. Ни одна из его структур не сможет выполнять свою функцию самостоятельно. Гипоталамо-гипофизарная ось — мощный инструмент, регулирующий весь гормональный баланс нашего тела. Наиболее важные гормоны в организме человека, вырабатываемые гипоталамусом и гипофизом:

• Окситоцин, вазопрессин (ADH)
• Соматолиберин (GH-RH)
• Соматостатин (GH-IH)
• Кортиколиберин (CRH)
• Тиреолиберин (TRH)
• Гонадолиберин (GnRH)
• Пролактолиберин (PRH)
• Пролактостатин (PIH)

Как видите, гипоталамо-гипофизарная ось определяет функционирование всего организма через огромное количество гормонов. Наиболее важные функции гормонов по этой оси представлены ниже.

• Окситоцин

Окситоцин и вазопрессин — два гормона гипоталамуса, не влияющие на гипофиз. Роль гипофиза — только хранить их. Как только они получают соответствующий сигнал, они попадают в кровоток. Окситоцин — это гормон, который играет наиболее важную роль во время родов. Он способствует сокращению матки. Вторая задача окситоцина — облегчить лактацию. Сосание соска младенцем стимулирует выброс окситоцина в кровь матери, что приводит к секреции молока из грудных желез.

• Вазопрессин

Также известный как антидиуретический гормон (АДГ). Представляет собой гормон, регулирующий водный баланс организма. Как следует из названия, антидиуретический гормон снижает диурез. Вазопрессин высвобождается при обезвоживании, при сгущении крови или падении артериального давления. Воздействуя на почки, вазопрессин увеличивает плотность диуреза. Благодаря этому можно сэкономить воду и сохранить ее внутри тела.

• Соматолиберин

Это первый пример типичного гормона гипоталамо-гипофизарной системы. Вырабатываясь в гипоталамусе, соматолиберин достигает гипофиза и стимулирует его клетки к секреции соматропина гипофиза, также известного как гормон роста. Ось соматотропин-соматолиберин обеспечивает рост и развитие всех тканей тела, что, в свою очередь, определяет правильность процесса роста.

• Соматостатин

Является гормональным противником соматолиберина. Его действие на гипофиз приводит к снижению выброса гормона роста. В дополнение к своим функциям в гипоталамо-гипофизарной системе соматостатин также локально продуцируется в желудочно-кишечном тракте, где он ингибирует, например, высвобождение кишечных гормонов.

• Кортиколиберин

Известен как гормон высвобождения кортикотропина (АКТГ). Он является частью системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Наиболее активен в стрессовых ситуациях. Воздействие АКТГ на кору надпочечников увеличивает выброс одного из важнейших «гормонов стресса» — кортизола. Ось кортиколиберин-кортикотропин-надпочечники также регулирует метаболический баланс всего организма.

• Тиреолиберин

Это гормон, который вызывает высвобождение тиреотропного гормона (ТТГ) из гипофиза. Уровень тиреотропина является одним из маркеров, указывающих на текущую функцию щитовидной железы, поэтому его часто измеряют у пациентов с заболеваниями этой железы. Тиротропин стимулирует развитие щитовидной железы и увеличивает секрецию ее гормонов. Это, в свою очередь, влияет на нашу частоту сердечных сокращений, работу желудочно-кишечного тракта, метаболизм питательных веществ и повседневную активность.

• Гонадолиберин

Роль гонадолиберина в гипоталамо-гипофизарной системе заключается в стимулировании выработки так называемого гонадотропина гипофиза. К нему относятся: фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) и лютропин (ЛГ). Гонадолиберин является примером гормона, секретируемого в пульсирующем ритме, и частоту этого ритма определяет тип выделяемого гонадотропина. Низкая частота импульсов гонадолиберина вызывает секрецию ФСГ, а высокая — ЛГ (это происходит, например, у женщин непосредственно перед овуляцией). Гонадотропины гипофиза влияют на яичники женщин и яички мужчин, определяя правильное половое созревание и размножение.

• Пролактолиберин

Это гипоталамический гормон, который стимулирует клетки гипофиза вырабатывать пролактин. Пролактин — главный фактор, который подготавливает молочные железы к процессу лактации. Секреция пролактина гипофизом — хороший пример механизма отрицательной обратной связи в гипоталамо-гипофизарной оси. Во время лактации, когда уровень пролактина в организме самый высокий, выработка гонадотропина снова подавляется. Именно по этой причине у кормящих грудью женщин не наступает менструация после родов.

• Пролактостатин

Гормон, который ингибирует высвобождение пролактина, в основном не является типичным гипоталамическим статином. Его функцию выполняет нейромедиатор дофамин. Это усиленная дофаминергическая передача сигналов в гипоталамо-гипофизарной системе, которая снижает выработку пролактина.

Гормоны гипофиза и гипофизарно-адреналовая система

Гипоталамо-гипофизарная система связывает эндокринную систему с нервной. Она регулирует в организме синтез гормонов, необходимых для корректной работы органов. Нарушение функций гипоталамо-гипофизарной системы приводит к патологиям со стороны внутренних органов и даже может стать причиной смерти. Зачем нужна гипоталамо-гипофизарная система Правильная работа всего организма невозможна без правильной работы нервной и эндокринной систем. Нервная система, образованная непосредственно нейронами, нейроглией и соединительной тканью, пронизывает весь организм. Нейроны проводят нервные импульсы. Нейроглия окружает нервные клетки, защищая их и обеспечивая условия для передачи и образования импульсов, а также выполняет часть метаболических процессов нервных клеток. Соединительная ткань необходима для связи частей нервной системы. Центральную нервную систему (ЦНС) образуют головной и спинной мозг, а периферическую – лежащие за их пределами нервы и нервные узлы. Даже примитивные животные, например, коралловые полипы, имеют нервную систему.

Эндокринная система регулирует работу внутренних органов, используя гормоны. Эндокринные клетки присутствуют в большинстве тканей организма. Правильное функционирование эндокринных желез дает организму способность адаптироваться к условиям окружающей среды, одновременно поддерживая скоординированную работу органов самого организма.

Слаженное взаимодействие нервной и эндокринной систем обеспечивает гипоталамо-гипофизарная система, образованная гипофизом и ножкой гипоталамуса. Гипофиз отвечает за выработку гормонов, которые регулируют обмен веществ, рост тканей, репродуктивную функцию. Это маленькая, массой менее грамма, область, расположенная у основания головного мозга и состоящая из трех долей. Гипоталамус находится в промежуточном мозге и связан почти со всеми отделами ЦНС.

Список его функций обширен:

• Терморегуляция тела; • Формирования эмоционального ответа; • Формирование особенностей поведения.

Гипоталамус связывает нервную систему с эндокринной системой через гипофиз. Гипоталамо-гипофизарная система формируется рано, еще на первых неделях внутриутробного развития. Тогда же запускается и синтез гормонов.

За что отвечают вещества?

Адренокортикотропный гормон отвечает за активность надпочечников. Попадая в них с током крови, гормон стимулирует выработку глюкокортикоидов – кортизола, кортизона и адренокортикостерона. Данные гормоны активно используются организмом для стимуляции тех или иных клеток и желез.
Механизм действия гормонов основывается на связывании их со специфическими адренорецепторами, расположенными во многих тканях, а также сосудах. Как говорилось выше, данные гормоны являются “стрессовыми”, т.е. повышают активность организма при наличии опасности либо в результате действия любого патогенного фактора.

Данные гормоны обладают активным противовоспалительным эффектом, благодаря чему их синтетические производные нашли применение в медицине. Кроме того, между гормонами надпочечников и АКТГ есть определенная связь: вещество увеличивает концентрацию гормонов надпочечников, а их избыток приводит к тому, что перестает вырабатываться АКТГ (гормон). Что это такое за явление, и почему так происходит – до сих пор не известно, однако сам этот парадокс получил название “обратная связь”.

Кортизол. Выброс гормона происходит в стрессовых ситуациях, что вызывает приток крови в мышцы и сердце. При этой уникальной способности организма делать мышцы значительно сильнее, реакцию молниеносной, мысленные процессы не работают, только инстинкт самосохранения.

Соматотропин, или СТГ, — гормон роста, регулирующий процессы развития всего организма. Вырабатывается данное вещество в передней доле гипофиза. Синтез соматотропного гормона контролируется двумя основными регуляторами: соматотропин-рилизинг-фактором (СТГФ) и соматостатином, вырабатываются которые гипоталамусом.

Соматостатин и СТГФ активизируют образование соматотропина и определяют время и количество его выведения. СТГ — это анаболический гормон, от него зависит интенсивность обмена липидов, белков, углеводов и минерального обмена. Соматотропин активизирует биосинтез белка, гликогена, ДНК, ускоряет мобилизацию жиров из депо и распад жирных кислот. СТГ — гормон, который имеет лактогенную активность. Биологическое действие соматотропного гормона невозможно без низкомолекулярного пептида соматомедина С. При введении СТГ в крови повышаются «вторичные» ростстимулирующие факторы — соматомедины. Различают следующие соматомедины: А1, А2, В и С. Последний оказывает на жировую, мышечную и хрящевую ткани инсулиноподобное действие.

Соматомедин-С (Инсулиноподобный фактор роста 1, ИПФР-1) – полипептид, он выполняет функцию эндокринного посредника соматотропного гормона (СТГ). Концентрация соматомедина-С в крови зависит от уровня гормона СТГ: при увеличении концентрации СТГ повышается содержание соматомедина-С. Синтезируется соматомедин-С преимущественно в печени, меньше – в скелетных мышцах. Стимулом для его выработки является повышение уровня СТГ в крови, а также приём пищи. В крови гормональный посредник циркулирует в связанном с белками виде.

Биологические эффекты соматомедина-С похожи на инсулин, поэтому его и называют инсулиноподобным фактором 1 (всего известно 6 инсулиноподобных факторов). Он усиливает поступление глюкозы и аминокислот в мышечные и жировые клетки. ИПФР-1 влияет на рост организма аналогично СТГ, стимулируя рост костей в длину.

Катехоламины крови :вырабатываются в мозговом слое надпочечников в ответ на сильный физический или эмоциональный раздражитель. Они улучшают проводимость нервных импульсов в головной мозг, отвечают за адаптацию и реакцию организма на стресс, активизируют процессы расщепления гликогена на глюкозу и распада жиров и протеинов.

К катехоламинам относятся:

• Адреналин

Считается главным из производимых мозговым веществом надпочечников гормонов. Он образуется путем синтеза из норадреналина, после чего оседает в хромаффинных клетках. Выброс адреналина в кровь происходит чаще всего вследствие психологического и/или физического стресса. При этом у человека резко поднимается артериальное давление, усиливается кровоток в коронарных артериях, учащается сердцебиение, повышается уровень сахара.

• Норадреналин

Представляет собой гормон и нейромедиатор , который обеспечивает передачу нервного импульса между нейронами. Образуется в результате синтеза дофамина в клетках симпатической или центральной нервной системы (93% гормона), мозгового слоя надпочечников (до 7%). По биологической ценности норадреналин сравним с адреналином, но отличается выраженным сосудосуживающим действием.

• Дофамин

Является первичным нейромедиатором ЦНС и предшественником других катехоламинов. Значительную долю дофамина вырабатывает ЦНС и только 2% – надпочечники. Дофамин образуется из L-тирозина в нейронах ЦНС и является частью «системы награды» мозга (отвечает за ощущение удовлетворения либо удовольствия). Существенная часть дофамина, поступающего в циркуляцию образуется в желудочно-кишечном тракте, значительное количество экскретирующегося с мочой свободного дофамина образуется в почках.

Серотонин вырабатывается в головном мозге и ЖКТ. Молекулы серотонина формируются из аминокислоты триптофана. Большая часть нейромедиатора (90–95%) синтезируется в кишечнике и только 5–10% — в шишковидной железе. Малая доля гормона присутствует в тромбоцитах и ЦНС. Для производства серотонина очень важен яркий солнечный цвет. Именно поэтому в летние дни настроение и самочувствие всегда намного лучше, чем в зимнее время.

Для полноценной жизни в организме должно постоянно находиться не менее 10 мг нейромедиатора. Исследования показали, что серотонин, который производится в головном мозге, им же и используется. Потребность организма в гормоне «счастья» покрывается за счет вещества, синтезируемого кишечником.

Подготовка к анализу:

• Сдается натощак; • Накануне исключить жирную и тяжелую пищу.

Лечение и анализы АНОНИМНО!

Нарушения гипоталамо-гипофизарной системы: патологии повышенной концентрации гормонов

Гигантизм: нарушения гипоталамо-гипофизарной системы
Хотя уровни гормонов в гипоталамо-гипофизарной системе взаимно контролируются, их регуляторные механизмы иногда не работают. Развиваются нарушения гипоталамо-гипофизарной системы. В итоге, человек имеет дело с эндокринными патологиями, возникающими в результате избытка или недостатка гормонов гипоталамо-гипофиза. Вот заболевания, которые развиваются из-за патологий повышения концентрации гормонов гипоталамо-гипофизарной оси:

• Синдром неадекватной продукции вазопрессина

Примером чрезмерной активности гормонов гипоталамуса является именно синдром неадекватной продукции вазопрессина (SIADH). В результате слишком высокой концентрации этого вещества наблюдается повышенная задержка воды в организме и разжижение жидкостей организма. Синдром SIADH в основном вызывает неврологические симптомы, а в его запущенной форме может привести к отеку мозга.

• Гипертиреоз или гиперфункция надпочечников

Повышенный уровень гормонов гипоталамо-гипофизарной системы может привести к вторичной гиперфункции других эндокринных желез — гипертиреозу или гиперфункции надпочечников. Высокая концентрация АКТГ может вызвать так называемые АКТГ-зависимый синдром Кушинга. Вторичный гипертиреоз приводит к таким состояниям— учащение пульса, чрезмерное похудение, диарея. Возникает также чрезмерная психомоторная возбудимость.

• Гигантизм или акромегалия

Часто возникает на фоне данных нарушений. Причем бывает как у мужчин, так и у женщин.

• Бесплодие

Повышенная концентрация пролактина, то есть гиперпролактинемия, является одной из наиболее распространенных гормональных причин бесплодия. Пролактин подавляет секрецию гонадотропинов гипофиза, что, в частности, приводит к нарушениям овуляции.

• Аденомы гипофиза

Наиболее частой причиной повышенного уровня гормонов гипофиза являются аденомы гипофиза, которые выходят из-под контроля гипоталамо-гипофизарной системы и производят гормоны независимо от него. Их симптомы могут быть результатом повышения уровня одного гормона или перекрывающегося избытка нескольких типов гормонов. Повышение уровня периферических гормонов, таких как кортизол или гормоны щитовидной железы, всегда требует исключения дисфункции гипоталамо-гипофизарной системы, которая может быть причиной этих нарушений.

Гипоталамо-гипофизарная недостаточность

Эта патология характеризуется снижением уровня гормонов гипоталамуса, приводящее к гипоменструальному и гиперменструальному (реже) синдрому, – скудные или обильные менструации.

У женщин с гипоталамо-гипофизарной недостаточностью матка уменьшена, шейка матки имеет коническую форму, трубы удлиненные, тонкие, извитые, влагалище узкое. Такое патологическое состояние называют половым инфантилизмом. Такие анатомические особенности половых органов играют определенную роль в происхождении бесплодия, но основное значение имеет отсутствие овуляции.

Лечение эндокринного бесплодия проводится в зависимости от характера и локализации патологического процесса.

При гипоталамо-гипофизарной недостаточности и явлениях инфантилизма используется гормонотерапия. Лечение должно проводиться строго по назначению врача-гинеколога под регулярным контролем количества половых гормонов (эстрогена) в крови и моче.

Нарушения гипоталамо-гипофизарной системы: пониженная концентрация гормонов

Заболеванием с механизмом, противоположным вышеописанным SIADH, является несахарный диабет. Причина этого заболевания — дефицит вазопрессина, вырабатываемого в гипоталамусе, вызванный дисфункцией гипоталамических клеток. Такие нарушения гипоталамо-гипофизарной системы встречаются очень часто.

• Снижение концентрации уровня вазопрессина делает потерю воды с мочой неконтролируемой.
• Количество выделяемой мочи значительно увеличивается, что приводит к симптомам обезвоживания и постоянному чувству жажды.

Дефицит гормонов гипофиза может вызвать симптомы вторичной недостаточности эндокринных желез:

• Щитовидной железы
• Надпочечников
• Гонад

Стоит знать: Снижение уровня гонадотропинов может вызвать бесплодие и сексуальную дисфункцию.

Дефицит тиреотропина приводит к вторичному гипотиреозу, который проявляется в виде хронической усталости, увеличения веса и запоров. Пониженный уровень гормона роста имеет серьезные последствия, особенно у детей, задерживая процесс роста. С другой стороны, дефицит пролактина может привести к нарушению лактации. Гипопитуитаризм редко проявляется дефицитом одного гормона. Гораздо чаще повреждение этой железы приводит к снижению выработки нескольких гормонов. Дисфункция гипофиза может иметь разные причины. К ним относятся:

• Травмы
• Новообразования, инфильтрирующие гипофиз
• Кровотечения
• Врожденные заболевания (например, гипоплазия, то есть недоразвитие гипофиза)

При диагностике гормонального дефицита всегда следует не забывать проверять функционирование гипоталамо-гипофизарной оси (измеряя уровни гормонов этой оси). Благодаря этому можно определить, является ли дефицит того или иного гормона результатом нарушения его периферической продукции или центрального нарушения гипоталамо-гипофизарной регуляции.

Диагностика гипоталамо — гипофизарной дисфункции

Для диагностики нарушений в гипоталамо-гипофизарной-яичниковой системе необходим весь спектр клинико-лабораторных, биохимических исследований крови, исследований на гормоны, рентгенологический снимок черепа (области турецкого седла, где находится гипофиз). Информативным является измерение базальной температуры. В период овуляции отмечается увеличение ректальной температуры в среднем на 1 °С. При недостаточности лютеиновой фазы отмечается укорочение второй фазы цикла, разница температуры в обе фазы цикла составляет менее 0,6 °С.

Проводится ультразвуковое сканирование роста фолликулов и толщины эндометрия в течение всего менструального цикла.

Проводится биопсия эндометрия за 2–3 дня до начала менструации, позволяющая определить функциональные возможности эндометрия, лапароскопия.

Информативным методом исследования гипофиза является компьютерная томография (КТ). Рентгеновское КТ-исследование головы позволяет выявить изменения плотности гипофиза, дифференцировать микро- и макроаденомы, «пустое» седло и кисты от нормальной ткани гипофиза.

Для диагностики новообразований гипоталамо-гипофизарной области применяется МРТ-исследование. Нормальный гипофиз на МРТ имеет очертания эллипса. МРТ позволяет различить стебель гипофиза, малейшие изменения структуры гипофиза, отдельные кисты, кистозную опухоль, кровоизлияния, кистозное перерождение гипофиза. Преимущество МРТ — исследования в отсутствии рентгеновского облучения, что дает возможность многократно проводить обследования больного в динамике.