Jemné homeostatické interakce mezi těmito třemi orgány tvoří osu HPA, hlavní část neuroendokrinního systému, který řídí reakce na stres a reguluje různé tělesné procesy včetně trávení, imunitního systému, nálady a sexuality a využití energie. Druhy od člověka až po nejstarší organismy sdílejí složky osy HPA. Je to mechanismus pro soubor interakcí mezi žlázami, hormony a částmi středního mozku, které zprostředkovávají celkový adaptační syndrom (GAS).
Klíčovými prvky osy HPA jsou:
CRH a vasopresin se uvolňují z neurosekrečních nervových zakončení ve střední eminenci. Jsou transportovány do předního hypofýzy portálním cévním systémem hypofyzárního stonku. Tam CRH a vasopresin působí synergicky, aby stimulovaly sekreci uloženého ACTH z kortikotropních buněk. ACTH je transportován krví do kůry nadledvin nadledvin, kde rychle stimuluje biosyntézu kortikosteroidů, jako je kortizol z cholesterolu. Kortizol je hlavní stresový hormon a působí na mnoho tkání v těle, včetně mozku. V mozku kortizol působí na dva typy receptorů – mineralokortikoidní receptory a glukokortikoidní receptory, které jsou exprimovány mnoha různými typy neuronů. Jedním z důležitých cílů glukokortikoidů je hipokampus, který je hlavním kontrolním centrem osy HPA.
Vasopressin může být považován za „hormon zachování vody“ a je také znám jako „antidiuretický hormon“. Uvolňuje se při dehydrataci organismu a má silné účinky na zachování vody v ledvinách.
Uvolnění CRH z hypotalamu je ovlivněno stresem, hladinami kortizolu v krvi a cyklem spánku a bdění. U zdravých jedinců kortizol
po probuzení rychle stoupá a vrcholu dosáhne během 30-45 minut. Pak postupně
klesá přes den a znovu stoupá v pozdním odpoledni. Hladiny kortizolu pak klesají v pozdním
večeru a dosahují kortizolu uprostřed noci. Abnormální zploštělý
cirkadiánní cyklus kortizolu je spojován s chronickým únavovým syndromem (MacHale, 1998),
nespavostí (Backhaus, 2004) a vyhořením (Pruessner, 1999).
Anatomické spoje mezi oblastmi mozku, jako je amygdala, hipokampus a hypothalamus, usnadňují aktivaci osy HPA. Smyslové informace přicházející k laterálnímu aspektu amygdaly jsou zpracovávány a předávány do centrálního jádra, které projektuje do několika částí mozku zapojených do reakcí na strach. Na hypothalamu aktivují impulzy signalizující strach jak sympatický nervový systém, tak modulační systémy osy HPA.
Zvýšená produkce kortizolu zprostředkovává poplašné reakce na stres, což usnadňuje adaptivní fázi celkového adaptačního syndromu, při kterém jsou potlačeny poplašné reakce včetně imunitní odpovědi, což tělu umožňuje pokusit se o protiopatření.
Osa HPA se podílí na neurobiologii poruch nálady a funkčních onemocnění, včetně úzkostné poruchy, bipolární poruchy, posttraumatické stresové poruchy, klinické deprese, vyhoření, syndromu chronické únavy 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, depresivní poruchy, vyhoření, syndromu chronické únavy, fibromyalgie, syndromu dráždivého tračníku a alkoholismu. Antidepresiva, která jsou běžně předepisována pro mnoho z těchto onemocnění, slouží k regulaci funkce osy HPA.
Experimentální studie zkoumaly mnoho různých typů stresu a jejich vliv na osu HPA za mnoha různých okolností. Strečinky mohou být mnoha 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. Při regulaci osy HPA je důležité několik monoaminových neurotransmiterů, zejména dopamin, serotonin a norepinefrin (noradrenalin). Existují důkazy, že zvýšení oxytocinu, vyplývající například z pozitivních sociálních interakcí, působí na potlačení osy HPA a tím působí proti stresu a podporuje pozitivní zdravotní účinky, jako je hojení ran.
Osa HPA je rysem savců a dalších obratlovců. Například biologové studující stres u ryb ukázali, že sociální podřízenost vede k chronickému stresu, souvisejícímu se sníženou agresivní interakcí, s nedostatečnou kontrolou a s neustálým ohrožením dominantními rybami. Serotonin (5HT) se jevil jako aktivní neurotransmiter, který zprostředkovává stresové reakce, a zvýšení serotoninu souvisí se zvýšenou hladinou α-MSH v plazmě, která způsobuje ztmavnutí kůže (sociální signál u lososovitých ryb), aktivaci osy HPA a inhibici agrese. Zařazení aminokyseliny L-tryptofan, 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 ovlivněn dietním L-tryptofanem.
Studie na lidech ukazují, že osa HPA se aktivuje různými způsoby během chronického stresu v závislosti na typu stresoru, reakci osoby na stresor a dalších faktorech. Stresory, které jsou nekontrolovatelné, ohrožují fyzickou integritu nebo zahrnují trauma, mají tendenci mít vysoký, plochý denní profil 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 stresového hormonu má tendenci postupně klesat poté, co se objeví stresor. Při posttraumatické stresové poruše se zdá, že dochází k nižšímu než normálnímu uvolňování kortizolu, a předpokládá se, že otupená hormonální reakce na stres může člověka predisponovat k rozvoji PTSD.
Hypothalamus-hypofýza-adrenální osa je v medicíně a fyziologii hormonální systém, jehož efektorovým orgánem je kůra nadledvin.
Kortex nadledvinek produkuje kortizol v reakci na stimulaci kortikotropinem (nebo: ACTH, adrenokortikotropní hormon). Hypofýza, konkrétně buňky kortikotrofu, cítí hladinu kortizolu v krvi. Pokud je hladina příliš nízká, vylučuje se více ACTH a zvyšuje se kortikální aktivita.
Hypotalamus kontroluje rychlost, s jakou buňky kortikotrofu reagují. Při akutním onemocnění je zapotřebí vyšších hladin kortizolu (viz adrenální insuficience). Toho je dosaženo tím, že hypothalamus vylučuje vyšší hladiny CRH (kortikotropin uvolňující hormon) do portálního systému. To stimuluje buňky kortikotrofu k vyššímu stanovenému bodu, což vede ke zvýšení hladin ACTH a kortizolu.
Regulace na úrovni hypotalamu
Co teď ovládá hypothalamus? Může to být stres emoční nebo fyzické povahy; pulzní frekvence CRH (je vylučována v pulzech; rychlost určuje její funkci) se zvyšuje v reakci na systémový zánět, konkrétně IL-1, IL-6 a TNF alfa.
Štítná žláza (parafolikulární buňka, epiteliální buňka štítné žlázy, šíje štítné žlázy, laloky štítné žlázy, pyramida štítné žlázy)příštítná žláza (oxyfilní buňka, hlavní buňka)
Zona glomerulosa · Zona fasciculata · Zona reticularis
Orgán Zuckerkandl · Aortální tělo · Karotida
Testy · Vaječníky · Corpus luteum
Pars nervosa · Median eminence · Infundibular stalk · Pituicyte · Herring bodies
Pars intermedia · Pars tuberalis · Pars distalis · Acidophils (Somatotropes, Lactotropes) · Basophils (Corticotropes, Gonadotropes, Thyrotropes)
Pinealocyte · Corpora arenacea
Alfa buňka · Beta buňka · Delta buňka · PP buňka · Epsilonová buňka