Гипоталамус (физиология, патология, патофизиология, анатомия, регуляция). Болезни, связанные с гипофизом. Гипоталамические синдромы и симптомы

Введение

Гипоталамус – это область в промежуточном мозге , которая координирует работу эндокринной системы. Гипофиз получает много сигналов от различных зон мозга и вырабатывает или блокирует выработку гормонов, которые регулируют работу щитовидной железы, надпочечников, половых органов, влияют на рост, баланс жидкости, и секрецию молока. Также гипоталамус выполняет функции регуляции температуры, регуляции вегетативной нервной системы и контроль аппетита.

Анатомическое расположение гипоталамуса

Гипоталамус расположен в промежуточном мозге выше гипофиза и ниже третьего желудочка. Афферентные пути подходят к ядрам гипоталамуса, большинство из которых расположены в переднем гипоталамусе, они идут из ствола головного мозга, таламуса, базальных ганглиев, коры головного мозга и обонятельных областей.

Одним из главных эфферентных путей гипоталамуса является гипоталамо-нейрогипофизарный, который соединяет паражелудочковые и супраоптические ядра гипоталамуса с нервными окончаниями в срединном возвышении. Пара-желудочковое ядро вырабатывает окситоцин, а супраоптическое ядро вырабатывает в основном антидиуретический гормон (АДГ) и часть окситоцина непосредственно в кровоток. Гипофиз состоит из аденогипофиза, также известного как передний гипофиз, и нейрогипофиза, также известного как задний гипофиз.

Развитие гипоталамуса

Гипоталамус формируется в течение первого триместра, особенно на 8-й неделе, и выделяется из головного мозга.

Задействованные системы органов

Гипоталамус в конечном счете влияет на функции гипофиза, щитовидной железы, надпочечников, почек, опорно-двигательного аппарата и репродуктивных органов.

Функции гипоталамуса

Гипоталамус функционирует в сочетании с гипофизом через гипоталамо-гипофизарную ось. Гипоталамус сам по себе содержит несколько типов нейронов, которые выделяют различные гормоны.

Гормоны гипоталамуса (выделяются от подбугорья в кровь):

тиреотропин (TRH)
гонадотропин (GnRH)
гормон роста (GHRH)
кортикотропин (CRH)
соматостатин
допамин

Тиреотропин представляет собой трипептид, который стимулирует выработку тиреотропного гормона и пролактина из переднего гипофиза. Гонадотропин обеспечивает половое развитие и половое созревание у мужчин и женщин, также контролирует выработку фолликулостимулирующего гормона и лютеинизирующего гормона. Передний гипофиз секретирует гормон роста . Кортикотропин стимулирует выработку адренокортикотропного гормона. Соматостатин ингибирует секрецию как гормона роста, так и тиреотропного гормона, а также различных кишечных гормонов. Допамин ингибирует выработку пролактина из переднего гипофиза, модулирует центры моторного контроля. Пролактин действует главным образом на то, чтобы повысить молоковыведение и также помогает регулировать метаболизм, и иммунную систему.

Вазопрессин и окситоцин – это два гормона, производимые в самом гипоталамусе, которые перемещаются в гипоталамических нейронах непосредственно к заднему гипофизу. Вазопрессин, также известный как антидиуретический гормон или АДГ, действует на собирательные каналы в почках, чтобы облегчить реабсорбцию воды. Окситоцин стимулирует сокращения матки при рождении и секреции молока, когда ребенка начинают кормить грудью.

Клиническое значение гипоталамуса

Нарушения гипоталамо-гипофизарной оси могут проявляться в различных клинических синдромах.

Акромегалия и гипофизарный гигантизм

Как акромегалия, так и гипофизарный гигантизм-это редкие нарушения роста, встречающиеся у 40-125 миллионов человек, которые происходят из-за стойкой секреции гормона роста из гипофиза. Гигантизм возникает у подростков и детей, имеющих избыток гормона роста до слияния их эпифизарных ростовых пластин, тогда как акромегалия возникает у взрослых, имеющих избыток гормона роста после слияния эпифизарных ростовых пластин. Эта патология связана с гипоталамусом.

Сверхнормальный гормон роста может возникнуть от сверхнормального гипоталамического гормона роста. Избыточный гормон роста приводит к избыточной секреции инсулиноподобного гормона роста из печени, который затем стимулирует ростовые эффекты в скелетных мышцах, хрящах, костях, печени, почках, нервах, коже и клетках легких. Подростки и дети с гигантизмом чаще всего имеют быстрое аномальное увеличение роста одновременно с быстрым увеличением веса. Другие менее распространенные признаки:

большие руки и ноги
макроцефалия
огрубение черт лица
чрезмерное потоотделение

У взрослых с акромегалией присутствует перерастяжение мягких тканей и утолщение кожи, с характерными признаками макрогнатии, макроглоссии и увеличенными кистями рук и стоп, гипертрофией колен, лодыжек, бедер и позвоночника, висцеральным увеличением щитовидной железы и сердца, инсулинорезистентностью и сахарным диабетом. В частности, у взрослых людей с избытком гормона роста не наблюдается увеличения высоты за счет избытка гормона роста, возникающего после слияния эпифизарных ростовых пластинок.

Центральный Несахарный Диабет - патология Гипоталамуса

Центральный несахарный диабет-это необычное состояние, встречающееся у 1 на 25 000 человек, которое возникает из-за снижения выработки антидиуретического гормона. Наиболее частая причина Центрального несахарного диабета – идиопатическая и связана с разрушением АДГ, секретирующего супраоптические и паражелудочковые гипоталамические ядра, что, скорее всего, связано с аутоиммунным процессом.

Люди с центральным несахарным диабетом имеют полиуриею, полидипсию и ноктурию. Эти поддерживает высокий уровень натрия в их организме, что стимулирует жажду.

Синдром неадекватного уровня антидиуретического гормона - заболевание, связанное с гипоталамусом

Антидиуретический гормон, или вазопрессин , поддерживает осмоляльность нашей сыворотки крови, контролируя реабсорбцию воды в собирательных каналах почек. Синдром неадекватного антидиуретического гормона, также известный как SIADH, возникает из-за неадекватно высокой концентрации АДГ в сыворотке крови по отношению к осмоляльности сыворотки. Наиболее распространенные причины SIADH включают расстройства центральной нервной системы (гипоталамуса), включая инсульт, кровоизлияние, инфекцию и травмы, злокачественные новообразования, такие как мелкоклеточный рак легких, и лекарства, такие как хлорпропамид, карбамазепин, циклофосфамид и селективные ингибиторы обратного захвата серотонина.

Люди с SIADH имеют гипонатриемию и ее сопутствующие симптомами, включая тошноту, рвоту, головные боли, проблемы с четким мышлением, слабость, беспокойство и мышечную слабость. В результате исследовании в трети случаев гипонатриемии у госпитализированных пациентов, были отнесены к SIADH. Лечение хронической гипонатриемии вследствие SIADH следует проводить медленно и ограничивать коррекцию сывороточного натрия до максимума 8 мэкв/л в первые 24 часа из-за риска развития осмотического синдрома демиелинизации.

Центральный Гипотиреоз - патология гипоталамуса

Большинство случаев гипотиреоза связано с первичным заболеванием щитовидной железы. Центральный гипотиреоз – редкое заболевание, встречающееся в любом месте, у 1 из 20 000 до 1 из 80 000 человек, и может возникать как из-за гипоталамических, так и из-за гипофизарных расстройств. Основными гипоталамическими причинами Центрального гипотиреоза являются массовые поражения, такие как краниофарингиомы и метастатические раки, инфильтративные поражения, такие как саркоидоз и гистиоцитоз клеток Лангерганса, инфекции, такие как туберкулез, радиация, инсульт и черепно-мозговые травмы.

Наиболее распространенной причиной Центрального гипотиреоза является массовое поражение гипофиза, такое как аденома гипофиза и гипоталамуса. Эти опухоли могут вызвать заболевание, либо сжимая клетки тиреотропина гипофиза, нарушая гипоталамо-гипофизарный портальный кровоток, либо вызывая острый инфаркт. В конечном счете, уменьшенная секреция тиреотропного гормона может вызвать центральный гипотиреоз.

Клинические симптомы гипотиреоза включают вялость, медленный рост у детей, чувствительность к холоду, выпадение волос, сухость кожи, запор, сексуальную дисфункцию и увеличение веса.

Функциональная Гипоталамическая Аменорея - болезнь гипоталамуса

Функциональная Гипоталамическая Аменорея – это отсутствие менструаций в течение более 3 месяцев у женщин, которые ранее имели регулярные менструации или более 6 месяцев у женщин, которые имеют нерегулярные менструации. Наиболее частой причиной аменореи является гипоталамическая и может быть отнесена к 35% случаев. К наиболее распространенным факторам риска развития функциональной гипоталамической аменореи относятся расстройства низкой массы тела, такие как нервная анорексия, чрезмерные физические нагрузки, недостаточное потребление калорий и эмоциональный стресс.

У этих людей снижение секреции гонадотропина гипоталамусом приводит к снижению пульсирующего высвобождения гонадотропинов, отсутствию скачков среднего цикла лютеинизирующего гормона, отсутствию нормального фолликулярного развития и ановуляции. Дефицит энергии из-за отсутствия адекватного потребления калорий по отношению к уровню физической нагрузки вызывает снижение уровня инсулиноподобного фактора роста, а состояние высокого стресса приводит к повышению уровня кортизола. Низкая энергообеспеченность подавляет гипоталамо-гипофизарно-яичниковую ось и отводит энергию в сторону более жизненно важных систем. Женщины с функциональной гипоталамической аменореей являются эстрогенодефицитными и поэтому имеют симптомы низкой плотности костной ткани, ановуляторного бесплодия, атрофии молочной железы и влагалища, диспареунии, сексуальной дисфункции и расстройств настроения.

Гиперпролактинемия - патология гипоталамуса

Высвобождение пролактина тормозится высвобождением дофамина из гипоталамуса. Поэтому любое состояние, снижающее высвобождение дофамина, приводит к необузданному избытку секреции пролактина клетками лактотрофов гипофиза. Некоторые общие причины гиперпролактинемии включают аденомы лактотрофов, повреждение дофаминергических нейронов гипоталамуса и дофаминергические антагонистические препараты, такие как антипсихотики. Люди с гиперпролактинемией имеют различные симптомы в зависимости от того, являются ли они мужчинами, женщинами до менопаузы или женщинами после менопаузы. Пременопаузальные женщины наиболее часто имеют бесплодие, головные боли, олигоменорию и галакторею. Постменопаузальные женщины уже являются гипогонадными и гипоэстрогенными; эти симптомы часто диагностируются случайно на изображении головы или если аденома лактотропа растет достаточно большой, чтобы оказать влияние на оптическую хиазму, вызывающую дефекты поля зрения. Мужчины с гиперпролактинемией имеют гипогонадотропный гипогонадизм, вызывающий импотенцию, бесплодие, гинекомастию и редко галакторею.

Литература по физиологии и патологии гипоталамуса

Chrousos GP. The hypothalamic-pituitary-adrenal axis and immune-mediated inflammation. N. Engl. J. Med. 1995 May 18;332(20):1351-62.
Braak H, Braak E. Anatomy of the human hypothalamus (chiasmatic and tuberal region). Prog. Brain Res. 1992;93:3-14; discussion 14-6.
Zhang Y, Alvarez-Bolado G. Differential developmental strategies by Sonic hedgehog in thalamus and hypothalamus. J. Chem. Neuroanat. 2016 Sep;75(Pt A):20-7.
Cocco C, Brancia C, Corda G, Ferri GL. The Hypothalamic-Pituitary Axis and Autoantibody Related Disorders. Int J Mol Sci. 2017 Nov 03;18(11)
Yeung AY, Tadi P. StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing; Treasure Island (FL): Mar 14, 2020. Physiology, Obesity Neurohormonal Appetite And Satiety Control.
Stagkourakis S, Dunevall J, Taleat Z, Ewing AG, Broberger C. Dopamine Release Dynamics in the Tuberoinfundibular Dopamine System. J. Neurosci. 2019 May 22;39(21):4009-4022.
Lechan RM, Toni R. Functional Anatomy of the Hypothalamus and Pituitary. In: Feingold KR, Anawalt B, Boyce A, Chrousos G, Dungan K, Grossman A, Hershman JM, Kaltsas G, Koch C, Kopp P, Korbonits M, McLachlan R, Morley JE, New M, Perreault L, Purnell J, Rebar R, Singer F, Trence DL, Vinik A, Wilson DP, editors. Endotext [Internet]. MDText.com, Inc.; South Dartmouth (MA): Nov 28, 2016.
Vilar L, Vilar CF, Lyra R, Lyra R, Naves LA. Acromegaly: clinical features at diagnosis. Pituitary. 2017 Feb;20(1):22-32.
Pivonello R, Auriemma RS, Grasso LF, Pivonello C, Simeoli C, Patalano R, Galdiero M, Colao A. Complications of acromegaly: cardiovascular, respiratory and metabolic comorbidities. Pituitary. 2017 Feb;20(1):46-62.
Beckers A, Rostomyan L, Potorac I, Beckers P, Daly AF. X-LAG: How did they grow so tall? Ann. Endocrinol. (Paris). 2017 Jun;78(2):131-136.
Nabarro JD. Acromegaly. Clin. Endocrinol. (Oxf). 1987 Apr;26(4):481-512.
Maghnie M, Cosi G, Genovese E, Manca-Bitti ML, Cohen A, Zecca S, Tinelli C, Gallucci M, Bernasconi S, Boscherini B, Severi F, Aricò M. Central diabetes insipidus in children and young adults. N. Engl. J. Med. 2000 Oct 05;343(14):998-1007.
Di Iorgi N, Napoli F, Allegri AE, Olivieri I, Bertelli E, Gallizia A, Rossi A, Maghnie M. Diabetes insipidus--diagnosis and management. Horm Res Paediatr. 2012;77(2):69-84.
Ellison DH, Berl T. Clinical practice. The syndrome of inappropriate antidiuresis. N. Engl. J. Med. 2007 May 17;356(20):2064-72.
Braun MM, Barstow CH, Pyzocha NJ. Diagnosis and management of sodium disorders: hyponatremia and hypernatremia. Am Fam Physician. 2015 Mar 01;91(5):299-307.
Persani L. Clinical review: Central hypothyroidism: pathogenic, diagnostic, and therapeutic challenges. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2012 Sep;97(9):3068-78.
Diaz A, Lipman Diaz EG. Hypothyroidism. Pediatr Rev. 2014 Aug;35(8):336-47; quiz 348-9.
Meczekalski B, Katulski K, Czyzyk A, Podfigurna-Stopa A, Maciejewska-Jeske M. Functional hypothalamic amenorrhea and its influence on women's health. J. Endocrinol. Invest. 2014 Nov;37(11):1049-56.
Ajmal A, Joffe H, Nachtigall LB. Psychotropic-induced hyperprolactinemia: a clinical review. Psychosomatics. 2014 Jan-Feb;55(1):29-36
Romijn JA. Hyperprolactinemia and prolactinoma. Handb Clin Neurol. 2014;124:185-95.
Melmed S, Casanueva FF, Hoffman AR, Kleinberg DL, Montori VM, Schlechte JA, Wass JA., Endocrine Society. Diagnosis and treatment of hyperprolactinemia: an Endocrine Society clinical practice guideline. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2011 Feb;96(2):273-88.
Andereggen L, Frey J, Andres RH, El-Koussy M, Beck J, Seiler RW, Christ E. Long-Term Follow-Up of Primary Medical Versus Surgical Treatment of Prolactinomas in Men: Effects on Hyperprolactinemia, Hypogonadism, and Bone Health. World Neurosurg. 2017 Jan;97:595-602.

^Наверх