แกนไฮโปทาลามัส-ต่อมใต้สมอง-ต่อมหมวกไต (HPA) และการตอบสนองต่อความเครียด

แกนไฮโปทาลามัส-ต่อมใต้สมอง-ต่อมหมวกไต (HPA) เป็นระบบประสาทและต่อมไร้ท่อส่วนกลางของร่างกายที่ตอบสนองต่อความเครียด ในกระบวนการต่อเนื่องกัน ไฮโปทาลามัสจะหลั่งฮอร์โมนคอร์ติโคโทรปิน-รีลีสซิงฮอร์โมน ซึ่งกระตุ้นให้ต่อมใต้สมองหลั่งฮอร์โมนอะดรีโนคอร์ติโคโทรปิกฮอร์โมน ซึ่งจะไปกระตุ้นเปลือกต่อมหมวกไตให้หลั่งคอร์ติซอล แกนนี้มีการควบคุมตนเองด้วยกลไกป้อนกลับเชิงลบ และการทำงานที่ผิดปกติอย่างต่อเนื่องของแกนนี้เป็นหนึ่งในความสัมพันธ์ทางชีวภาพที่สังเกตพบได้บ่อยที่สุดในความผิดปกติทางจิตเวชที่เกี่ยวข้องกับอารมณ์และความเครียด

Definition

แกน HPA คือเส้นทางประสาทและต่อมไร้ท่อที่เชื่อมโยงไฮโปทาลามัส ต่อมใต้สมองส่วนหน้า และเปลือกต่อมหมวกไต ซึ่งควบคุมการหลั่งกลูโคคอร์ติคอยด์ (ส่วนใหญ่คือคอร์ติซอลในมนุษย์) เพื่อตอบสนองต่อความเครียด และรักษากลไกการควบคุมผ่านการป้อนกลับเชิงลบ

Scope

หัวข้อนี้อธิบายโครงสร้างและการควบคุมของแกน HPA, กระบวนการหลั่งฮอร์โมนที่ก่อให้เกิดการตอบสนองต่อความเครียด, แนวคิดของการป้อนกลับเชิงลบและความล้มเหลวของกลไกนี้, และเหตุผลที่การทำงานผิดปกติของ HPA ถูกศึกษาในฐานะลักษณะเฉพาะของภาวะซึมเศร้าและโรคที่เกี่ยวข้องกับความเครียด เนื้อหานี้เป็นข้อมูลอ้างอิงเกี่ยวกับระบบทางสรีรวิทยาและไม่ได้ให้เกณฑ์การวินิจฉัยหรือคำแนะนำในการรักษา

Core questions

• แกน HPA เปลี่ยนสิ่งกระตุ้นความเครียดให้เป็นการตอบสนองของฮอร์โมนที่ประสานงานกันได้อย่างไร?
• บทบาทของการป้อนกลับเชิงลบในการยุติการตอบสนองคืออะไร และจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อกลไกนี้ล้มเหลว?
• การทำงานผิดปกติของ HPA เรื้อรังเกี่ยวข้องกับความผิดปกติทางอารมณ์และที่เกี่ยวข้องกับความเครียดอย่างไร?

Key concepts

• คอร์ติโคโทรปิน-รีลีสซิงฮอร์โมน (CRH)
• อะดรีโนคอร์ติโคโทรปิกฮอร์โมน (ACTH)
• คอร์ติซอล (กลูโคคอร์ติคอยด์)
• การควบคุมด้วยการป้อนกลับเชิงลบ
• ตัวรับกลูโคคอร์ติคอยด์
• ความเครียดเรื้อรังและการทำงานเกินของ HPA
• ออลโลสเตซิสและภาระออลโลสแตติก

Key theories

ภาระออลโลสแตติก

ข้อเสนอที่ว่าการกระตุ้นซ้ำๆ หรือเรื้อรังของระบบตอบสนองต่อความเครียด รวมถึงแกน HPA ทำให้เกิดค่าใช้จ่ายทางชีวภาพสะสม ('ภาระออลโลสแตติก') ที่อาจทำลายสมองและร่างกาย และนำไปสู่โรค โดยเป็นการปรับกรอบความคิดเกี่ยวกับตัวกลางความเครียดว่ามีประโยชน์ในระยะสั้นแต่เป็นอันตรายเมื่อคงอยู่

Mechanisms

เมื่อสมองรับรู้ถึงสิ่งกระตุ้นความเครียด เซลล์ประสาทในนิวเคลียสพาราเวนทริคูลาร์ของไฮโปทาลามัสจะหลั่งคอร์ติโคโทรปิน-รีลีสซิงฮอร์โมน (และวาโซเพรสซิน) เข้าสู่ระบบไหลเวียนเลือดพอร์ทัลของต่อมใต้สมอง ซึ่งจะกระตุ้นต่อมใต้สมองส่วนหน้าให้หลั่งอะดรีโนคอร์ติโคโทรปิกฮอร์โมนเข้าสู่กระแสเลือด ฮอร์โมนนี้จะไปออกฤทธิ์ที่เปลือกต่อมหมวกไตเพื่อหลั่งคอร์ติซอล คอร์ติซอลจะระดมพลังงานและปรับการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันและสมอง และยังส่งสัญญาณป้อนกลับไปยังไฮโปทาลามัส ต่อมใต้สมอง และบริเวณลิมบิกผ่านตัวรับกลูโคคอร์ติคอยด์เพื่อยับยั้งการหลั่ง CRH และ ACTH เพิ่มเติม ซึ่งเป็นการยุติการตอบสนอง โครงสร้างลิมบิก เช่น ฮิปโปแคมปัสและอะมิกดาลาช่วยควบคุมการทำงานของแกนนี้ ความเครียดเรื้อรังอาจทำให้การป้อนกลับเชิงลบนี้ลดลงและทำให้แกนนี้ทำงานอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเป็นรูปแบบที่เกี่ยวข้องกับภาวะซึมเศร้าและความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับความเครียดซ้ำๆ (Ulrich-Lai & Herman, 2009; Chrousos, 2009)

Clinical relevance

ความผิดปกติของแกน HPA เช่น ระดับคอร์ติซอลที่สูงขึ้นและการยับยั้งการป้อนกลับที่บกพร่อง เป็นหนึ่งในผลการค้นพบทางชีวภาพที่ได้รับการยืนยันมากที่สุดในภาวะซึมเศร้าและภาวะที่เกี่ยวข้องกับความเครียด และเป็นข้อมูลที่ช่วยให้นักวิจัยเข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างความเครียดกับความเจ็บป่วยทางจิตเวช บทความนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงเชิงพรรณนาและไม่ได้กำหนดเกณฑ์การวินิจฉัยหรือแนะนำการทดสอบหรือการรักษาใดๆ สำหรับบุคคล

History

แนวคิดของการตอบสนองต่อความเครียดของร่างกายที่ประสานงานกันนั้นพัฒนามาจากการทำงานของ Hans Selye ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 เกี่ยวกับกลุ่มอาการปรับตัวทั่วไป และกระบวนการหลั่งฮอร์โมนของแกน HPA ได้รับการทำแผนที่อย่างต่อเนื่องผ่านวิชาต่อมไร้ท่อ ตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา การสังเกตการณ์การหลั่งคอร์ติซอลมากเกินไปและการป้อนกลับที่ผิดปกติในผู้ป่วยซึมเศร้าทำให้แกนนี้เป็นหัวข้อหลักในจิตเวชศาสตร์ชีวภาพ และงานวิจัยในภายหลังเกี่ยวกับภาระออลโลสแตติกและการควบคุมระบบประสาทได้ขยายกรอบแนวคิดนี้ให้กว้างขึ้น

Debates

การทำงานผิดปกติของ HPA เป็นสาเหตุหรือผลที่ตามมาของความเจ็บป่วยทางจิตเวช?

แม้ว่าความผิดปกติของ HPA จะมีความสัมพันธ์อย่างแน่นแฟ้นกับภาวะซึมเศร้าและความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับความเครียด แต่ยังคงมีการถกเถียงกันว่าความผิดปกตินี้เป็นตัวขับเคลื่อนความเจ็บป่วย เป็นผลมาจากความเจ็บป่วย หรือเป็นเครื่องหมายของความเปราะบาง และผลการวิจัยก็แตกต่างกันไปในผู้ป่วยและประเภทย่อยของความผิดปกติ

Key figures

• George Chrousos
• Bruce McEwen
• James Herman

Seminal works

• ulrich-lai-herman-2009
• chrousos-2009
• mcewen-2000

Frequently asked questions

ฮอร์โมนใดบ้างที่ประกอบกันเป็นกระบวนการของแกน HPA?

ไฮโปทาลามัสจะหลั่งคอร์ติโคโทรปิน-รีลีสซิงฮอร์โมน ซึ่งกระตุ้นให้ต่อมใต้สมองหลั่งอะดรีโนคอร์ติโคโทรปิกฮอร์โมน ซึ่งทำให้เปลือกต่อมหมวกไตหลั่งคอร์ติซอล จากนั้นคอร์ติซอลจะส่งสัญญาณป้อนกลับเพื่อหยุดกระบวนการนี้

เหตุใดแกน HPA จึงมีความสำคัญในจิตเวชศาสตร์?

การทำงานอย่างต่อเนื่องและการป้อนกลับที่บกพร่องของแกน HPA เป็นหนึ่งในลักษณะทางชีวภาพที่สังเกตพบได้บ่อยที่สุดในภาวะซึมเศร้าและความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับความเครียด ทำให้เป็นระบบสำคัญในการทำความเข้าใจว่าความเครียดเกี่ยวข้องกับความเจ็บป่วยทางจิตเวชอย่างไร