Spis treści

1. Budowa osi HPA
2. Reakcja stresowa
   2.1. Neurofizjologia reakcji stresowej
3. Wpływ neuroprzekaźników na oś HPA
   3.1. Glutaminian
   3.2. GABA
   3.3. Serotonina
   3.4. Dopamina
4. Zaburzenia funkcjonowania osi HPA
5. Podsumowanie

 

1. Budowa osi HPA

Oś podwzgórze-przysadka-nadnercza (HPA, ang. hypothalamic-pituitary-adrenal axis) to układ hormonalny składający się licznych wzajemnych powiązań strukturalnych i czynnościowych pomiędzy podwzgórzem, przysadką mózgową oraz gruczołem nadnerczowym. Dzięki ujemnemu sprzężeniu zwrotnemu w układzie tym zachodzi stała wymiana informacji. Oś HPA odgrywa istotną rolę w procesach zarówno adaptacji, jak i reakcji organizmu na stres. Układ podwzgórze-przysadka-nadnercza koordynuje wydzielanie glikokortykosteroidów (takich jak kortyzol) z kory nadnerczy do krwi, dzięki czemu odpowiada za przygotowanie organizmu do reakcji walki lub ucieczki. Ponadto oś HPA bierze udział w regulowaniu emocji, nastroju oraz zachowań seksualnych. Aktywność tego układu jest zależna od działania neuroprzekaźników, takich jak glutaminian, kwas γ-aminomasłowy (GABA) czy serotonina, oraz neurosteroidów. Zaburzenia w prawidłowym funkcjonowaniu osi podwzgórze-przysadka-nadnercza są związane z występowaniem wielu chorób, głównie depresji, nadciśnienia, zespołu Cushinga, zespołu chronicznego zmęczenia czy zespołu stresu pourazowego.

 

2. Reakcja stresowa

Odpowiedź organizmu na stres ma swoje podłoże w działaniu osi HPA i prowadzi do pobudzenia układu współczulnego. Informacja o niebezpieczeństwie jest transportowana sieciami czuciowymi do jąder przykomorowych podwzgórza, gdzie ma miejsce aktywacja osi HPA, co przygotowuje organizm do funkcjonowania w stresie oraz reguluje przebieg reakcji stresowej. Cały mechanizm odpowiedzi organizmu, znajdującego się pod wpływem tych niekorzystnych dla niego warunków, włącza również pracę układu limbicznego, dlatego też w literaturze stosuje się także pojęcie osi limbiczno-podwzgórzowo-przysadkowo-nadnerczowej (LHPA). Szereg zmian hormonalnych zachodzących wskutek czynników stresowych wzdłuż osi HPA zapoczątkowuje neurohormon kortykoliberyna (CRH, ang. corticotropin-releasing hormone), który stymuluje w przysadce mózgowej produkcję i sekrecję hormonu adrenokortykotropowego (ACTH, ang. adrenocorticotropic hormone), syntetyzowanego przez komórki przedniego płata przysadki mózgowej. ACTH za pomocą krwiobiegu trafia do komórek kory nadnerczy i stymuluje je do wytwarzania kortykosteroidów, a dokładniej glikokortykosteroidów, do których należy kortyzol – tzw. hormon stresu.

Glikokortykosteroidy oddziałują na narządy za pomocą dwóch typów receptorów: mineralokortykoidowych (MR, ang. mineralocorticoid receptor) i glikokortykoidowych (GR, ang. glucocorticoid receptor), różniących się powinowactwem i lokalizacją. Występują one głównie w hipokampie, przegrodzie i jądrach ciała migdałowatego, jądrach przykomorowych podwzgórza oraz w przysadce mózgowej. Proporcja pomiędzy MR i GR stanowi istotny czynnik warunkujący biologiczne predyspozycje jednostki do radzenia sobie ze stresem. Wiązanie kortyzolu z tymi rodzajami receptorów w mózgu powoduje głównie zahamowanie wydzielania kortykoliberyny w podwzgórzu i hormonu adrenokortykotropowego w przysadce mózgowej. W pierwszej fazie reakcji stresowej stymulacja MR prowadzi m.in. do pojawienia się reakcji walki lub ucieczki, natomiast późniejsza aktywacja GR warunkuje wyciszenie nieistotnych w tym momencie funkcji organizmu, jednocześnie utrzymując aktywność całego mechanizmu stresu na odpowiednio wysokim poziomie. Regulacja pracy układu podwzgórze-przysadka-nadnercza działa na zasadzie sprzężenia zwrotnego, w którym to glikokortykosteroidy, czyli produkty reakcji stresowej, za pośrednictwem receptorów glikokortykoidowych, blokują aktywność osi HPA na poziomie przysadki mózgowej, podwzgórza lub też pośrednio za pomocą receptorów znajdujących się w obszarze hipokampa.

Długotrwała ekspozycja na przewlekły stres zaburza aktywność osi HPA i powoduje zbyt silną sekrecję hormonów steroidowych, co może prowadzić do upośledzenia wielu procesów fizjologicznych, w tym neurogenezy i regulacji hormonalnej.

 

2.1. Neurofizjologia reakcji stresowej

Każdy bodziec wywołujący reakcję stresową w organizmie dociera do układu nerwowego, w tym do układu limbicznego, który ma istotne znaczenie w przebiegu reakcji stresowych, ponieważ komunikuje się z licznymi strukturami mózgowia na poziomie neurochemicznym. Bodziec stresogenny, który dąży do kory mózgowej, trafia początkowo do pól czuciowych wzgórza, znajdującego się w międzymózgowiu. Następnie sygnały ulegają neurotransmisji do zlokalizowanego w układzie limbicznym ciała migdałowatego bezpośrednio, bądź też pośrednio poprzez połączenie wzgórzekora mózgowa – ciało migdałowate. Impulsy nerwowe z obydwu ścieżek są kierowane do jąder bocznych ciała migdałowatego, a następnie do jąder podstawy. Odmienność wyjść neuronalnych z ciała migdałowatego może warunkować aktywację różnych reakcji neurohormonalnych, autonomicznych i behawioralnych. Najważniejsze w kontekście reakcji stresowej bezpośrednie drogi projekcyjne do jąder przykomorowych podwzgórza oraz pośrednie do jąder podstawy biorą czynny udział w pobudzaniu reakcji neurohormonalnych wyrażających dany rodzaj odczuwanego stresu.

W innym obszarze układu limbicznego – hipokampie odbierane są ogólne informacje o czynnikach i bodźcach stresogennych, natomiast do systemów sensorycznych kory nowej docierają informacje o bodźcach zewnętrznych. Kolejnym obszarem, przez który przechodzi wędrujący bodziec zawierający informację o czynnikach stresogennych jest kora przedczołowa i potyliczno-skroniowo-ciemieniowa, a następnie ośrodki integrujące czuciową reprezentację bodźców. Stąd impuls dociera do hipokampa, skąd przekazywany jest do ciała migdałowatego i jądra przykomorowego. Ponadto hipokamp wysyła informację zwrotną do kory nowej.

 

3. Wpływ neuroprzekaźników na oś HPA

Aktywność osi HPA regulowana jest przez układ glutaminergiczny, GABA-ergiczny, serotoninergiczny, noradrenergiczny, cholinergiczny oraz przez neurosteroidy.

 

3.1. Glutaminian

Układy neuroprzekaźników istotnie modyfikują aktywację osi podwzgórze-przysadka-nadnercza. Glutaminian stanowi jeden z najważniejszych neurotransmiterów regulujących działanie tego układu, ponieważ stymuluje uwalnianie hormonu adrenokortykotropowego poprzez wpływ na aktywność neuronów jąder przykomorowych podwzgórza. Dowiedziono, że długotrwała aktywacja receptorów mineralokortykoidowych i glikokortykoidowych poprzez kortykosteroidy modyfikuje receptory jonotropowe glutaminianu (AMPA i NMDA), powodując intensywny wzrost napływu jonów wapnia do komórki, co wraz ze zwiększonym stężeniem hormonów stresu może prowadzić do degeneracji neuronów w obszarze CA1 hipokampa.

 

3.2. GABA

Dowiedziono, że blisko połowa połączeń synaptycznych znajdujących się w jądrach przykomorowych podwzgórza stanowią synapsy GABA-ergiczne. Ta część mózgu pełni istotną rolę w modulowaniu sekrecji kortykoliberyny, wpływając na siłę i długość trwania reakcji stresowej. Oś HPA jest najprawdopodobniej zależna w znacznej mierze od receptora GABAA, ponieważ jego agoniści blokują produkcję CRH, uwarunkowaną działaniem serotoniny. Regulowanie składu i ilości receptorów GABA-ergicznych w jądrach przykomorowych podwzgórza i hipokampie może mieć istotny wpływ na działanie osi HPA, w tym wytwarzanie glikokortykosteroidów.

 

3.3. Serotonina

Układ serotoninergiczny moduluje czynności neuroendokrynne ośrodkowego układu nerwowego. Może on wywierać wpływ na działanie struktur warunkujących przebieg reakcji stresowych, w tym czynność osi HPA. Jest to możliwe, ponieważ głównym miejscem występowania perikarionu neuronów serotoninergicznych są jądra szwu w pniu mózgu, a komórki te wytwarzają liczne rozgałęzienia zarówno w kierunku podwzgórza, ciała migdałowatego, jak i innych elementów układu limbicznego. Interakcje pomiędzy układem serotoninergicznym a osią HPA mają charakter dwukierunkowy.

Dowiedziono, że na ciałach komórkowych neuronów serotoninergicznych są obecne receptory kortykoliberyny oraz, że włókna serotoninergiczne unerwiają neurony syntetyzujące czynnik uwalniający kortykotropinę (CRF, ang. corticotropin-releasing factor) w jądrach przykomorowych. Podanie niewielkiej ilości CRH do jąder szwu uniemożliwia działanie serotoninergicznych komórek nerwowych, natomiast wysokie dawki uintensywniają ich aktywność. Ponadto spadek stężenia glikokortykosteroidów prowadzi do desensytyzacji autoreceptorów 5-HT lA i intensyfikacji neuroprzekaźnictwa serotoniny (5-HT). Co więcej 5-HT uwalniania w warunkach stresowych warunkuje zanik komórek dendrytycznych obszaru CA3 hipokampa.

 

3.4. Dopamina

Kolejnym neuroprzekaźnikiem, który uczestniczy w regulacji aktywności osi HPA jest dopamina. Układ dopaminergiczny dzieli się na dwa systemy – mezolimbiczny i mezokortykalny – które w stanie stresu są pobudzane przez katecholaminergiczne komórki nerwowe oraz jądro miejsca sinawego. Układ mezolimbiczny jest bardzo wrażliwy na stres. Bierze on czynny udział we wzmacnianiu bodźców nagradzających i motywacji. Natomiast system mezokortykalny wysyła aksony do kory czołowej, warunkującej pracę funkcji kognitywnych, oraz do kory przedczołowej, która odpowiada za pamięć roboczą.

Doświadczenie sytuacji stresowych najprawdopodobniej zmienia ekspresję dopaminergicznych komórek nerwowych i wydzielanie tego neuroprzekaźnika w systemie mezolimbicznym. Pojedynczy bodziec stresowy spowalnia i uniemożliwia uwalnianie dopaminy oraz zaburza reakcje organizmu na bodźce nagrody. Przewlekła i długotrwała ekspozycja na stres może znacznie zmieniać reakcje człowieka na odczuwanie przyszłych bodźców stresowych, zwykle je nasilając oraz zaburzając prawidłową pracę układu mezolimbicznego. Predyspozycja człowieka do zmian zachodzących w utroju na poziomie neurofizjologicznym pod wpływem stresu jest zależna od genetyki, przeżytych doświadczeń oraz zdolności do kontroli nad nietypową sytuacją.

W stanie stresu układ dopaminergiczny jest pobudzany przez neurony katecholaminergiczne oraz przez miejsce sinawe, które ulega pobudzeniu pod wpływem bodźców fizycznych i psychicznych. Aktywacja neuronów znajdujących się w tym obszarze warunkuje szereg mechanizmów stresowych. Połączenia z osią HPA poprzez komórki jądra okołokomorowego działają dwukierunkowo, wzmacniając reakcję stresową.

 

4. Zaburzenia funkcjonowania osi HPA

Zaburzenia pracy osi podwzgórze-przysadka-nadnercza mają ścisły związek z występowaniem wielu schorzeń o podłożu psychicznym. Jest to uwarunkowane głównie działaniem neurohormonu kortykoliberyny w patomechanizmie chorób związanych ze stresem. Nieprawidłowości w funkcjonowaniu osi HPA mogą przyczyniać się i towarzyszyć występowaniu m.in. depresji, nadciśnienia tętniczego, zespołu Cushinga, chronicznego zmęczenia czy stresu pourazowego. Przyczyny i objawy występowania tych schorzeń zauważalne na osi podwzgórze-przysadka-nadnercza są jednak odmienne i niekiedy wielokierunkowe. W przypadku depresji endogennej zaobserwowano całodobowe zaburzenia wytwarzania CRH. Z kolei osoby cierpiące na pourazowe zaburzenia stresowe (PTSD) charakteryzują się obniżonym stężeniem kortyzolu we krwi. Najprawdopodobniej jest to wynik nieprawidłowej pracy ujemnego sprzężenia zwrotnego w wydzielaniu glikokortykosteroidów, którą wywołuje intensyfikacja wrażliwości GR w mózgu.

 

5. Podsumowanie

Bibliografia:
Gołyszny M., „Stare” i „nowe” neuropeptydy jako modulatory czynności osi stresu (podwzgórze–przysadka–nadnercza). Psychiatria. (2018)
Pawlaczyk B., Rola hormonów w regulacji homeostazy organizmu człowieka. Homines Hominibus. (2010)
Skórzewska A., Zienowicz M., Lehner M., Wisłowska A., Maciejak P., Szyndler J., Płaźnik A., Regulacja osi podwzgórzowo-przysadkowo-nadnerczowej w reakcjach stresowych. Postępy Psychiatrii i Neurologii. (2004)

Dodaj komentarz