Hipotalamusz - agyalapi mirigy - nemi tengely - Hypothalamic–pituitary–gonadal axis

HPG tengely

A hipotalamusz – agyalapi mirigy -gonád tengely ( HPG tengely ) a hipotalamuszra , az agyalapi mirigyre és az ivarmirigyekre utal , mintha ezek az egyedi endokrin mirigyek egyetlen egység lenne. Mivel ezek a mirigyek gyakran összehangoltan működnek, a fiziológusok és az endokrinológusok kényelmesnek és leírónak találják, hogy egyetlen rendszerről beszéljenek róluk.

A HPG tengely kritikus szerepet játszik a test számos rendszerének, például a reproduktív és az immunrendszer fejlesztésében és szabályozásában. Ezen tengely ingadozásai változásokat okoznak az egyes mirigyek által termelt hormonokban, és különböző helyi és szisztémás hatásokat gyakorolnak a szervezetre.

A tengely szabályozza az állatok fejlődését, szaporodását és öregedését. A gonadotropin-felszabadító hormont (GnRH) a GnRH-t expresszáló idegsejtek választják ki a hipotalamuszból . Az elülső része a agyalapi mirigy termel a luteinizáló hormon (LH) és a follikulusz-stimuláló hormon (FSH), valamint az ivarmirigyek termelnek ösztrogén és tesztoszteron .

A petefészek- szervezetekben (pl. Halak, hüllők, kétéltűek, madarak) a HPG tengelyt nőkben általában hipotalamusz-agyalapi mirigy-mirigy-máj tengelynek (HPGL-tengely) nevezik. Sok tojássárgája és korionos fehérje heterológ módon szintetizálódik a májban, amelyek szükségesek a petesejtek növekedéséhez és fejlődéséhez. Ilyen szükséges májfehérjék például a vitellogenin és a choriogenin.

A HPA , a HPG és a HPT tengelyek három útvonalak, amelyekben a hipotalamusz és az agyalapi mirigy közvetlen neuroendokrin funkciót végez.

Helyszín és szabályozás

HPG szabályozás hímekben, az inhibin/aktivin rendszer hasonló szerepet játszik a GnRH-termelő sejteken.

A hipotalamusz az agyban található, és GnRH -t termel. A GnRH a hipofízis portális rendszeren keresztül az agyalapi mirigy elülső részén halad le, és kötődik az adenohipofízis szekréciós sejtjein található receptorokhoz . A GnRH stimulációra válaszul ezek a sejtek LH -t és FSH -t termelnek, amelyek a véráramba jutnak.

Ez a két hormon fontos szerepet játszik az ivarmirigyekkel való kommunikációban. Nőkben az FSH és az LH elsősorban a petefészkek aktiválására hat, és ösztrogént és inhibint termel, valamint szabályozza a menstruációs ciklust és a petefészek -ciklust . Az ösztrogén negatív visszacsatolási ciklust képez azáltal, hogy gátolja a GnRH termelését a hipotalamuszban. Az inhibitor gátolja az aktivint , amely egy perifériásan termelt hormon, amely pozitívan stimulálja a GnRH-termelő sejteket. A folistatisztin , amely szintén minden testszövetben termelődik, gátolja az aktivint , és a test többi része számára nagyobb irányítást biztosít a tengely felett. Férfiaknál az LH stimulálja a herékben található intersticiális sejteket a tesztoszteron termelésére, és az FSH szerepet játszik a spermatogenezisben . A férfiaknál csak kis mennyiségű ösztrogén választódik ki. A legújabb kutatások kimutatták, hogy létezik egy neuroszteroid tengely, amely segít a kéregben szabályozni a hypothalamus GnRH termelését.

Ezenkívül a leptin és az inzulin stimuláló hatást fejt ki, a ghrelin pedig gátolja a gonadotropin-felszabadító hormon (GnRH) szekrécióját a hypothalamusból . A Kisspeptin szintén befolyásolja a GnRH szekréciót.

Funkció

Reprodukció

A HPG tengely egyik legfontosabb funkciója a reprodukció szabályozása a méh és a petefészek ciklusának szabályozásával. Nőknél a pozitív visszacsatolási hurok között az ösztrogén és a luteinizáló hormon segítséget, hogy előkészítse a tüsző a petefészekben, és a méhet ovuláció és a beágyazódás. Amikor a tojás felszabadul, az üres tüszőzsák progeszteront kezd termelni, hogy gátolja a hypothalamust és az elülső agyalapi mirigyet, így leállítja az ösztrogén-LH pozitív visszacsatolási ciklust. Fogantatás esetén a méhlepény átveszi a progeszteron szekrécióját; ezért az anya nem tud újra ovulálni. Ha a fogamzás nem következik be, a progeszteron kiválasztásának csökkenése lehetővé teszi a hipotalamusz számára, hogy újraindítsa a GnRH szekrécióját. Ezek a hormonszintek szabályozzák a méh (menstruációs) ciklust is, ami az ovulációra való felkészülés során a proliferációs fázist, az ovuláció utáni szekréciós fázist és a fogamzás bekövetkezésekor a menstruációt okozza. A HPG tengely aktiválása férfiaknál és nőknél a pubertás során is az egyéneket másodlagos nemi jellemzők megszerzésére készteti.

A férfiaknál a GnRH, az LH és az FSH termelése hasonló, de ezeknek a hormonoknak a hatása eltérő. Az FSH stimulálja a sustentacularis sejteket az androgén-kötő fehérje felszabadítására , ami elősegíti a tesztoszteron kötődést. Az LH kötődik az intersticiális sejtekhez, ami miatt tesztoszteront választanak ki. A tesztoszteron szükséges a normális spermatogenezishez, és gátolja a hypothalamust. Az inhibint a spermatogén sejtek termelik, amelyek szintén aktiváló hatásuk révén gátolják a hipotalamuszt. A pubertás után ezek a hormonok viszonylag állandóak maradnak.

Életciklus

A HPG tengely aktiválása és deaktiválása szintén segít az életciklusok szabályozásában. Születéskor az FSH és az LH szintje megemelkedik, és a nőstények is egész életen át rendelkeznek elsődleges petesejtekkel. Ezek a szintek csökkennek és alacsonyak maradnak gyermekkorukig. Során pubertás a HPG tengelyt aktiválja a váladék az ösztrogén a petefészek vagy tesztoszteron a herékben . Az ösztrogén és a tesztoszteron aktiválása fiziológiai és pszichológiai változásokat okoz. Aktiválás után a HPG tengely élete végéig továbbra is működik a férfiaknál, de a nőknél deregulálódik, ami menopauzához vezet . Ezt a deregulációt főleg az oociták hiánya okozza, amelyek normál esetben ösztrogént termelnek a pozitív visszacsatolási hurok létrehozásához. Néhány év alatt a HPG tengely aktivitása csökken, és a nők már nem termékenyek.

Bár a hímek termékenyek maradnak halálukig, a HPG tengely aktivitása csökken. A férfiak életkorával a herék kevesebb tesztoszteront termelnek, ami pubertás utáni hipogonadizmus néven ismert állapothoz vezet . A csökkent tesztoszteron oka nem világos, és aktuális kutatási téma. A pubertás utáni hipogonadizmus progresszív izomtömeg-csökkenést, zsigeri zsírtömeg-növekedést, libidóvesztést, impotenciát, csökkent figyelmet, fokozott törési kockázatot és kóros spermatermelést eredményez.

Szexuális dimorfizmus és viselkedés

A szexuális szteroidok szintén befolyásolják a viselkedést, mivel a szteroidok befolyásolják az agy szerkezetét és működését. A fejlődés során a hormonok segítenek meghatározni, hogy az idegsejtek hogyan szinapszisoznak és vándorolnak, hogy szexuális dimorfizmusokat eredményezzenek . Ezek a fizikai különbségek viselkedési különbségekhez vezetnek. Míg a GnRH -ról kimutatták, hogy nincs közvetlen hatása az agy szerkezetének és működésének szabályozására, a gonadotropinok, a nemi szteroidok és az aktivin kimutatták, hogy ilyen hatásokkal rendelkeznek. Úgy gondolják, hogy az FSH fontos szerepet játszhat az agy fejlődésében és differenciálódásában.

Kimutatták, hogy a tesztoszteron szintje összefügg a proszociális magatartással . Ez elősegíti a szinaptogenezis létrehozását azáltal, hogy elősegíti a neuritok fejlődését és migrációját. Az Activin elősegíti az idegi plaszticitást az élettartam során, és szabályozza a perifériás neuronok neurotranszmittereit. A környezet befolyásolhatja a hormonokat és a viselkedés kölcsönhatását is.

Klinikai relevancia

Rendellenességek

Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) a következőképpen osztályozza a hipotalamusz – hipofízis – nemi mirigy tengely zavarait:

Génmutációk

A genetikai mutációk és a kromoszóma -rendellenességek a HPG tengelyének megváltoztatásának két forrása. Az egyes mutációk általában a hormon és a receptor kötési képességének megváltozásához vezetnek, ami inaktivációhoz vagy túlaktiváláshoz vezet. Ezek a mutációk előfordulhatnak a GnRH, LH és FSH kódoló génekben vagy azok receptoraiban. Attól függően, hogy melyik hormon és receptor nem képes megkötni, különböző hatások jelentkeznek, de mindegyik megváltoztatja a HPG tengelyt.

Például a GnRH kódoló gén hímutációja hipogonadotróf hipogonadizmust eredményezhet. Az LH -receptor működését fokozó mutáció testotoxikózisnak nevezett állapotot eredményezhet, amely a pubertást 2–3 éves korban okozza. Az LH receptorok működésének elvesztése férfi pszeudohermaphroditizmust okozhat. Nőknél a mutációknak hasonló hatásuk lenne. A hormonpótlás felhasználható a pubertás megindítására és folytatására, ha a génmutáció a hormont kódoló génben fordul elő. A kromoszómális mutációk inkább az androgén termelést befolyásolják, mint a HPG tengelyt.

Elnyomás

A HPG tengely hormonális fogamzásgátló kezeléssel elnyomható . Bár gyakran írják le, hogy a terhesség megelőzésével a terhességi állapotot utánozzák, a hormonális fogamzásgátlás hatékony, mert a HPG tengelyen működik, és utánozza a női ciklus luteális fázisát. Az elsődleges hatóanyagok a szintetikus progesztinek , amelyek a biológiai eredetű progeszteront utánozzák. A szintetikus progesztin megakadályozza, hogy a hypothalamus felszabadítsa a GnRH -t, az agyalapi mirigy pedig az LH és az FSH felszabadulását; ezért megakadályozza a petefészek -ciklus belépését a menstruációs fázisba, és megakadályozza a tüszők fejlődését és az ovulációt. Emellett sok mellékhatás hasonló a terhesség tüneteihez. Az Alzheimer -kórban kimutatták, hogy tartalmaz egy hormonális komponenst, amelyet fel lehet használni a betegség megelőzésére. A nemi hormonokat használó férfi fogamzásgátlók hasonló módon közelítik meg a problémát.

A HPG tengelyt a GnRH antagonisták vagy a GnRH agonista folyamatos adagolása is elnyomhatja , például a következő alkalmazásokban

Stimuláció

Az ovuláció indukcióját általában kezdetben antiösztrogén , például klomifen -citrát vagy letrozol adásával hajtják végre, hogy csökkentsék az agyalapi mirigyre gyakorolt ​​negatív visszacsatolást, ami az FSH növekedését eredményezi a follikulogenezis fokozása céljából . Ez a fő kezdeti orvosi kezelés az anovulációra .

Környezeti tényezők

A környezet nagy hatással lehet a HPG tengelyre. Ilyen például az étkezési zavarokkal küzdő nők oligomenorrhoea és másodlagos amenorrhoea. Az anorexia nervosa vagy bulimia éhezése miatt a HPG tengely deaktiválódik, és a nők petefészek- és méhciklusa leáll. A stressz, a testmozgás és a fogyás összefüggésben áll az oligomenorrhoea és a másodlagos amenorrhoea kialakulásával. Hasonlóan a környezeti tényezők is befolyásolhatják a férfiakat, mint például a stressz, ami impotenciát okoz . A szülés előtti alkohol -expozíció befolyásolhatja a magzat fejlődését szabályozó hormonokat, ami magzati alkohol -spektrumzavarhoz vezethet.

Összehasonlító anatómia

A HPG tengely nagyon konzervált az állatvilágban. Bár a reprodukciós minták eltérőek lehetnek, a fizikai összetevők és a kontrollmechanizmusok változatlanok. Ugyanazokat a hormonokat használják kisebb evolúciós módosításokkal. A kutatások nagy részét állatmodelleken végzik, mivel ezek olyan jól utánozzák az emberek kontrollmechanizmusát. Fontos megjegyezni, hogy az emberek az egyetlen fajok, akik elrejtik termékeny időszakukat, de ez a hatás inkább a hormonok hatásának különbsége, mint a HPG tengely különbsége.

Lásd még

Hivatkozások