Jemné homeostatické interakce mezi těmito třemi orgány tvoří osu HPA, hlavní část neuroendokrinního systému, která řídí reakce na stres a reguluje různé tělesné procesy včetně trávení, imunitního systému, nálady a sexuality a spotřeby energie. Složky osy HPA jsou společné pro všechny druhy od člověka až po nejstarší organismy. Je to mechanismus souboru interakcí mezi žlázami, hormony a částmi středního mozku, které zprostředkovávají obecný adaptační syndrom (GAS).
Klíčovými prvky osy HPA jsou:
CRH a vazopresin se uvolňují z neurosekrečních nervových zakončení ve střední eminenci. Do přední hypofýzy jsou transportovány portálním cévním systémem hypofyzární stopky. Tam CRH a vazopresin působí synergicky a stimulují sekreci uloženého ACTH z kortikotropních buněk. ACTH je krví transportován do kůry nadledvin, kde rychle stimuluje biosyntézu kortikosteroidů, jako je kortizol, z cholesterolu. Kortizol je hlavním stresovým hormonem a působí na mnoho tkání v těle, včetně mozku. V mozku působí kortizol na dva typy receptorů – mineralokortikoidní a glukokortikoidní receptory, které jsou exprimovány mnoha různými typy neuronů. Jedním z důležitých cílů glukokortikoidů je hipokampus, který je hlavním řídicím centrem osy HPA.
Vazopresin lze považovat za „hormon uchovávající vodu“ a je také známý jako „antidiuretický hormon“. Uvolňuje se, když je tělo dehydratované, a má silné účinky na zachování vody v ledvinách.
Uvolňování CRH z hypotalamu je ovlivňováno stresem, hladinou kortizolu v krvi a cyklem spánek/bdění. U zdravých jedinců se kortizol
po probuzení rychle stoupá a vrcholu dosahuje během 30-45 minut. Poté se postupně
během dne postupně klesá a pozdě odpoledne opět stoupá. Hladina kortizolu pak klesá v pozdních hodinách
večer a uprostřed noci dosáhne svého maxima. Abnormálně zploštělá
cirkadiánní cyklus kortizolu je spojován s chronickým únavovým syndromem (MacHale, 1998),
nespavostí (Backhaus, 2004) a vyhořením (Pruessner, 1999).
Anatomická spojení mezi oblastmi mozku, jako je amygdala, hipokampus a hypotalamus, usnadňují aktivaci osy HPA. Smyslové informace přicházející do laterálního aspektu amygdaly jsou zpracovány a předány centrálnímu jádru, které se promítá do několika částí mozku zapojených do reakcí na strach. V hypotalamu aktivují impulzy signalizující strach jak sympatický nervový systém, tak modulační systémy osy HPA.
Zvýšená produkce kortizolu zprostředkovává poplachové reakce na stres a usnadňuje adaptační fázi obecného adaptačního syndromu, v níž jsou poplachové reakce včetně imunitní odpovědi potlačeny, což umožňuje tělu pokusit se o protiopatření.
Osa HPA se podílí na neurobiologii poruch nálady a funkčních onemocnění, včetně úzkostných poruch, bipolární poruchy, posttraumatické stresové poruchy, klinické deprese, syndromu vyhoření, chronického únavového syndromu a syndromu dráždivého tračníku.
Osa HPA se podílí na neurobiologii poruch nálady a funkčních onemocnění, včetně úzkostné poruchy, bipolární poruchy, nespavosti, posttraumatické stresové poruchy, hraniční poruchy osobnosti, ADHD, velké depresivní poruchy, syndromu vyhoření, chronického únavového syndromu, fibromyalgie, syndromu dráždivého tračníku a alkoholismu. Antidepresiva, která se běžně předepisují u mnoha z těchto onemocnění, slouží k regulaci funkce osy HPA.
Experimentální studie zkoumaly mnoho různých typů stresu a jejich vliv na osu HPA za různých okolností. Stresory mohou být různých typů – v experimentálních studiích na potkanech se často rozlišuje mezi „sociálním stresem“ a „fyzickým stresem“, ale oba typy aktivují osu HPA, i když různými cestami. Pro regulaci osy HPA je důležitých několik monoaminových neurotransmiterů, zejména dopamin, serotonin a noradrenalin (noradrenalin). Existují důkazy, že zvýšení oxytocinu, které je například důsledkem pozitivních sociálních interakcí, působí na potlačení osy HPA, a tím působí proti stresu a podporuje pozitivní účinky na zdraví, jako je hojení ran.
Osa HPA je charakteristická pro savce a další obratlovce. Například biologové zkoumající stres u ryb ukázali, že sociální podřízenost vede k chronickému stresu, který souvisí s omezením agresivních interakcí, s nedostatkem kontroly a s neustálým ohrožením ze strany dominantních ryb. Ukázalo se, že aktivním neurotransmiterem podílejícím se na zprostředkování stresových reakcí je serotonin (5HT), jehož zvýšení souvisí se zvýšením plazmatické hladiny α-MSH, která způsobuje ztmavnutí kůže (sociální signál u lososovitých ryb), aktivaci osy HPA a potlačení agrese. Zařazení aminokyseliny L-tryptofanu, prekurzoru 5HT, do krmiva pstruhů duhových způsobilo, že pstruzi byli méně agresivní a méně reagovali na stres. Studie však zmiňuje, že kortizol v plazmě nebyl dietou s L-tryptofanem ovlivněn.
Studie na lidech ukazují, že osa HPA se během chronického stresu aktivuje různými způsoby v závislosti na typu stresoru, reakci člověka na stresor a dalších faktorech. Stresory, které jsou nekontrolovatelné, ohrožují fyzickou integritu nebo zahrnují trauma, mají tendenci k vysokému, plochému dennímu profilu uvolňování kortizolu (s nižšími než normálními hladinami kortizolu ráno a vyššími než normálními hladinami večer), což vede k vysoké celkové úrovni denního uvolňování kortizolu. Na druhou stranu, kontrolovatelné stresory mají tendenci produkovat vyšší než normální ranní kortizol. Uvolňování stresových hormonů má tendenci postupně klesat po výskytu stresoru. U posttraumatické stresové poruchy se zdá, že uvolňování kortizolu je nižší než normální, a předpokládá se, že otupená hormonální reakce na stres může člověka předurčovat k rozvoji posttraumatické stresové poruchy.
V medicíně a fyziologii je osa hypofýza-nadledviny, označovaná také jako osa hypotalamus-hypofýza-nadledviny, hormonální systém, jehož výkonným orgánem je kůra nadledvin.
Kůra nadledvinek produkuje kortizol v reakci na stimulaci kortikotropinem (nebo: ACTH, adrenokortikotropní hormon). Hypofýza, konkrétně kortikotropní buňky, vnímají hladinu kortizolu v krvi. Pokud je hladina příliš nízká, vylučuje se více ACTH a zvyšuje se kortikální aktivita.
Hypotalamus řídí rychlost reakce kortikotrofních buněk. Při akutním onemocnění je zapotřebí vyšší hladiny kortizolu (viz nedostatečnost nadledvin). Toho je dosaženo tím, že hypotalamus vylučuje vyšší hladiny CRH (kortikotropin uvolňujícího hormonu) do portálního systému. To stimuluje kortikotropní buňky k vyššímu set-pointu, což vede ke zvýšení hladiny ACTH a kortizolu.
Regulace na úrovni hypotalamu
Co řídí hypotalamus? Může to být stres emoční nebo fyzické povahy; pulzní frekvence CRH (je vylučován v pulzech; rychlost určuje jeho funkci) se zvyšuje v reakci na systémový zánět, konkrétně IL-1, IL-6 a TNF alfa.
Štítná žláza (Parafolikulární buňka, Epitelová buňka štítné žlázy, Štítný istmus, Laloky štítné žlázy, Pyramida štítné žlázy) Příštítná tělíska (Oxyfilní buňka, Hlavní buňka)
zona glomerulosa – zona fasciculata – zona reticularis
Zuckerkandlův orgán – tělo aorty – tělo krkavice
Varlata – Vaječníky – Žluté tělísko
Pars nervosa – Median eminence – Infundibulární stopka – Pituicyte – Herring bodies
Pars intermedia – Pars tuberalis – Pars distalis – Acidofily (somatotropy, laktotropy) – Bazofily (kortikotropy, gonadotropy, tyreotropy)
Pinealocyt – Corpora arenacea
buňka alfa – buňka beta – buňka delta – buňka PP – buňka epsilon