Гипоталамо-гипофизарная система – структура мозга, включающая гипофиз и гипоталамус, выполняющая функции нейроэндокринной регуляции. Благодаря двухсторонней связи и отлаженным схемам взаимодействия комплекс оказывает влияние на работу эндокринного периферического отдела – получает сведения о концентрации гормонов, продуцируемых железами, и координирует гормональный баланс. Посредством подобного влияния нейроэндокринный комплекс регулирует работу всех органов-мишеней.
Характеристика
Работа эндокринных желез, вырабатывающих внутренний секрет, тесно связана с деятельностью ЦНС. Гипоталамо-гипофизарная система – это такая структура, которая состоит из гипоталамуса и гипофиза, что определяет особенности взаимодействия двух отделов и порядок нейроэндокринной регуляции.
Гипоталамус – это такой отдел комплекса, который находится у основания мозга, ограничен перекрестом зрительных нервных волокон спереди, мамиллярными (сосцевидными) телами сзади, расходящимися зрительными путями по бокам, и тесно взаимодействует с гипофизом, что обуславливает взаимное влияние обеих структур.
У основания гипоталамуса находится срединное возвышение, которое на каудальном участке преобразуется в гипофизарную ножку. Нервные клетки группируются в ядра, часть из них продуцирует нейросекрет. Взаимодействие между ядрами поддерживается при помощи многочисленных комиссуральных волокон (путей).
Нейроны паравентрикулярных ядер посредством синаптических связей контактируют с многими вышележащими мозговыми структурами. Наличие в гипоталамических нейронах рецепторов, воспринимающих информацию о гормональных веществах периферических желез и тропных гипофизарных гормонах, указывает на его ведущую роль в организации обратной связи.
В гипоталамическом отделе происходит переключение с нейротрансмиттерного на нейрогормональный режим. Согласно представлениям гистологии, выделяют аденогипофизарную и нейрогипофизарную части комплекса.
Гипоталамо-аденогипофизарная система сформирована из мелких нервных клеток, связана с передней частью гипофиза, куда транспортируются нейрогормоны. Аксоны большинства мелких нейронов направлены в промежуточную область гипофиза и в зону срединного возвышения гипоталамуса, которая обильно оснащена кровеносными сосудами. Вместе с кровотоком через портальную систему продуцируемые вещества перенаправляются в переднюю часть гипофиза.
Нейрогормоны влияют на активность эндокринных желез, вызывая стимулирующий (рилизинг-факторы или либерины) или ингибирующий (статины) эффект. Продуцируемые рилизинг-факторы обеспечивают связь нервных (гипоталамо-гипофизарный комплекс) и эндокринных структур. Отлаженные связи прямого и обратного направления способствуют нормальной, устойчивой жизнедеятельности всего организма.
Гипоталамо-нейрогипофизарная системы состоит из крупных нервных клеток, расположенных в пределах паравентрикулярного (рядом с желудочковой системой) и супраоптического (в срединной части структуры) ядер гипоталамуса. Аксоны, отходящие от этих клеток, направлены в заднюю часть гипофиза, куда транспортируются вазопрессин и окситоцин.
Физиологический сигнал, провоцирующий ускоренную продукцию вазопрессина – увеличение осмотической концентрации (общее количество всех растворенных частиц) крови. Выделяют основные оси гипофизарно-гипоталамической системы:
- Гипоталамо-гипофизарно-тиреоидную.
- Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую.
- Гипоталамо-гипофизарно-гонадотропную.
- Ответственную за выработку гормона роста.
- Ответственную за продукцию пролактина.
Патология любой гипоталамо-гипофизарной оси сопровождается нарушением секреции гормонов, дисфункцией всех органов и систем, поддерживающих жизнедеятельность организма. Гипоталамус – основной отдел комплекса, пролегающий под таламической областью, проводит нервные импульсы, секретирует вещества, участвующие в регуляции эндокринных желез. В организме не предусмотрено ни одной функции, к управлению которой был бы непричастен гипоталамический отдел мозга.
Функции
Если говорить кратко, физиология гипоталамо-гипофизарной системы связана с поддержанием гомеостаза (саморегуляция, обеспечение нормальной работы организма с учетом изменения условий внешней среды). Гипоталамо-гипофизарная нейросекреторная система координирует деятельность периферических желез, что приводит к формированию адекватных поведенческих и вегетативных реакций, соответствующих текущей ситуации.
Гипоталамус – связующий элемент между эндокринной системой и вегетативным отделом нервной системы. На этом участке мозгового вещества локализованы нервные волокна, по которым поступают импульсы от сенсорных рецепторов – обонятельных, вкусовых, висцеральных (расположенных в области внутренних органов). Продукция нейрогормонов происходит преимущественно в передней доле и срединной (медиальной) области гипоталамического отдела.
Нейроны гипоталамической зоны продуцируют нейрогормоны пептидного типа, которые транспортируются в задний отдел гипофиза посредством синаптических связей между аксонами. В задний отдел транспортируются вазопрессин и окситоцин. Нейрогормоны регулируют сердечно-сосудистую деятельность (сердечный ритм, показатели артериального давления), функцию дыхания и работу желудочно-кишечного тракта (перистальтика, секреция желудочного сока).
В регуляции автономного отдела ЦНС участвует продолговатый мозг. Отдельные участки гипоталамуса в рамках взаимодействия с лимбической системой регулируют такие функции, как поведенческие реакции, циркадные ритмы (режим сна-бодрствования) и физиологические потребности (ощущение голода, жажды). Другие функции:
- Поддержание метаболических процессов (белковый, липидный, углеводный, водно-солевой обмен) на оптимальном уровне.
- Регуляция процесса выработки энергии.
- Координация температурного баланса организма.
- Управление работой пищеварительного тракта.
- Управление выделительными функциями.
Например, стрессовые воздействия провоцируют усиление активности медиального (расположенного ближе к срединной плоскости) участка гипоталамического комплекса, что в свою очередь приводит к ускоренной выработке кортизола в корковых отделах надпочечников. В результате повышается концентрация рилизинг-фактора кортиколиберина.
Каскадная реакция продолжается ускоренной продукцией адренокортикотропного гормона передними структурами гипофиза, что приводит к развитию гиперкортицизма. В гипоталамусе присутствуют мелкоклеточные нейроны, которые регулируют активность переднего участка гипофиза при помощи стимулирующих и ингибирующих (подавляющих активность) веществ (либерины, статины). Влияющие факторы поступают в аденогипофиз через гипоталамо-гипофизарные воротные структуры.
Обратная связь с периферическими эндокринными отделами организована посредством рецепторов, расположенных на мембранах нервных клеток, образующих гипоталамус. Рецепторы реагируют на гормоны периферических желез эндокринной системы. В результате процесс нейросекреции тесно взаимосвязан с концентрацией веществ, вырабатываемых эндокринными железами периферического типа.
Получая информацию о концентрации гормонов, продуцируемых эндокринной периферией, гипоталамус и гипофиз корректируют нарушения в случае ее гипофункции или гиперфункции. Коррекция гормонального баланса осуществляется посредством выделения в портальные пути гипофиза нейрогормонов стимулирующего или ингибирующего действия.
Гипофизарная система продуцирует тропные гормональные вещества, которые стимулируют или подавляют функциональную активность периферических эндокринных желез. Гипофиз находится в зоне турецкого седла у основания черепной коробки. Вырост твердой оболочки мозга сверху отделяет мозговую железу от других структур.
Функции переднего сегмента гипофиза, который занимает 80% железы, связаны с интеграцией информации, поступающей от периферического эндокринного комплекса и гипоталамического отдела, и с последующей координацией работы эндокринной периферии.
Патологии
Патологии нейроэндокринного комплекса на любом уровне сопровождаются гормональным дисбалансом. Например, нарушение рецепции, реагирующей на гормональные вещества, часто сопровождается резистентностью к инсулину на фоне сахарного диабета или избыточного веса. Распространенные синдромы:
- Гиперкортицизм (повышение концентрации кортизола).
- Акромегалия (увеличение, расширение, утолщение конечностей, лицевой части черепной коробки, обусловленное дисфункцией аденогипофиза и переизбытком соматотропина).
- Карликовость (непропорциональное формирование скелета, рост взрослого человека ниже 1,47 м, что обусловлено дефицитом соматотропина).
- Гиперпролактинемия (повышение концентрации пролактина, провоцирующее поведенческие и эмоциональные расстройства, нарушение репродуктивной функции и обмена веществ).
- Расстройство репродуктивной функции.
При центрогенной форме развития эндокринопатий в основе патогенеза лежит нарушение нейрогуморальной регуляции активности желез, вырабатывающих внутренний секрет, что происходит в результате сбоев координирующей функции гипоталамо-гипофизарного комплекса. Центрогенная форма эндокринопатий выявляется на фоне расстройства деятельности гипоталамических, гипофизарных и корковых структур мозга головы. Основные причины на уровне корковых отделов:
- Аномалии формирования мозговых структур, повреждение мозгового вещества вследствие черепно-мозговых травм, опухолевых процессов, кровоизлияний.
- Интоксикации, инфекционные поражения (воздействие микробных экзотоксинов и эндотоксинов, этанола, наркотических средств).
- Расстройство высших функций психики на фоне затяжных стрессовых воздействий, неврозов, психозов.
Причины нарушения нейрогуморальной регуляции на уровне таламического и гипофизарного отделов связаны с генетическими мутациями в нервных клетках обозначенных структур, воздействием на них токсичных веществ, механическим повреждением мозгового вещества в результате сотрясения или компрессии мозга, кровоизлияния или роста опухолевого образования.
Гиперкортицизм
Патология известна так же как болезнь Иценко-Кушинга. Клинические проявления гиперкортицизма: багрово-цианотичный оттенок кожи лица, характерное перераспределение подкожного слоя жировой клетчатки (жировые отложения в области лица, туловища и их отсутствие в зоне конечностей), мраморный рисунок на кожных покровах, расстройство менструального цикла, повышение показателей артериального давления, стрии (кожный дефект в виде волнистых полос) в области живота.
Акромегалия
Клиническая картина при акромегалии включает признаки: отечность в области мягких тканей, увеличение размера обуви и диаметра пальцев рук, грубые черты лица, гипергидроз (повышенное потоотделение), увеличение размеров языка, ночное апноэ, повышение показателей артериального давления.
Другие симптомы: болезненные ощущения в суставах, расстройство углеводного метаболизма. При дефиците гормона роста у детей происходит задержка физического и полового развития, что приводит к карликовости. У взрослых пациентов недостаток соматотропина сопровождается ускоренным нарастанием жировых отложений.
Гиперпролактинемия
Клинические проявления у женщин: расстройство менструального цикла и психоэмоционального фона, бесплодие, чрезмерный рост волос на лице и теле по мужскому типу, ожирение. Гиперпролактинемия у мужчин сопровождается эректильной дисфункцией и бесплодием.
Репродуктивная дисфункция
Репродуктивная, в том числе яичниковая функция, контролируется гипоталамо-гипофизарной системой. Регуляция осуществляется при помощи гонадотропных гормональных веществ. Последствие ускоренного полового развития на фоне повышения концентрации лютеинизирующих и фолликулостимулирующих гормональных веществ – низкий рост взрослых людей.
Дефицит вышеупомянутых веществ приводит к задержке полового развития и гипогонадизму. Клинические проявления гипогонадизма у мужчин: отсутствие волос на лице и теле, высокий тембр голоса, отсутствие полового влечения, расстройство сна, депрессия, недоразвитие половых органов.
У женщин гипогонадизм проявляется аменореей (отсутствие менструации дольше 6 месяцев) и бесплодием. Другие признаки: узкий таз, недоразвитие (гипоплазия) половых органов, нарушение отложения подкожно-жировой клетчатки, ослабленный рост волос в подмышечных впадинах и на лобке.
Гипоталамо-гипофизарная система регулирует процессы жизнедеятельности организма при помощи нейрогормонов – веществ, усиливающих или ослабляющих активность эндокринных желез.
