Sinh lý Glucocorticoid và Phản ứng Stress

Glucocorticoid, chủ yếu là cortisol ở người, là hormone steroid từ vùng bó của vỏ thượng thận, có vai trò điều hòa chuyển hóa và điều biến phản ứng miễn dịch cũng như phản ứng stress. Hoạt động thông qua một thụ thể nội bào làm thay đổi quá trình phiên mã gen, chúng làm tăng đường huyết, huy động các chất nền năng lượng, và kiềm chế viêm. Sự tiết của chúng tuân theo cả nhịp sinh học ngày đêm và các đợt tăng cấp tính trong thời gian stress.

Definition

Sinh lý học glucocorticoid là nghiên cứu về cách cortisol và các steroid liên quan, được tiết ra bởi vùng bó của vỏ thượng thận dưới sự kiểm soát của trục HPA, hoạt động thông qua thụ thể glucocorticoid để điều hòa chuyển hóa carbohydrate, protein và lipid, cũng như điều biến phản ứng miễn dịch và stress.

Scope

Chủ đề này bao gồm sinh lý học của glucocorticoid: mô hình tiết của chúng, thụ thể glucocorticoid và cơ chế hoạt động của nó, các tác động chuyển hóa và chống viêm của chúng, và vai trò trung tâm của chúng trong phản ứng stress. Con đường tổng hợp được đề cập trong chủ đề tổng hợp vỏ thượng thận và vòng điều khiển ngược dòng trong chủ đề trục HPA.

Core questions

• Cortisol hoạt động ở cấp độ tế bào như thế nào, và tại sao các tác động của nó tương đối chậm và lan rộng?
• Các chức năng chuyển hóa và điều hòa miễn dịch của glucocorticoid là gì?
• Glucocorticoid đóng góp như thế nào vào sự thích nghi trong stress, và nhịp sinh học ngày đêm của cortisol đạt được điều gì?

Key concepts

• Cortisol
• Thụ thể Glucocorticoid (GR)
• Tác động gen (phiên mã)
• Tiết theo nhịp sinh học ngày đêm và siêu ngày đêm
• Tân tạo glucose và tăng đường huyết
• Tác dụng chống viêm và ức chế miễn dịch
• Tác động cho phép trên catecholamine
• Phản hồi âm tính trên trục HPA

Key theories

Mô hình cho phép/bảo vệ của tác động glucocorticoid trong stress

Munck và các đồng nghiệp đề xuất rằng các phản ứng glucocorticoid sinh lý đối với stress không phải là phòng thủ chính mà phục vụ để kiềm chế các cơ chế phòng thủ tự kích hoạt của cơ thể, bảo vệ chống lại sự vượt mức của chúng; điều này định hình lại các tác dụng chống viêm như là điều hòa chứ không phải ngẫu nhiên.

Mechanisms

Cortisol là chất ưa lipid và lưu thông phần lớn gắn với globulin gắn corticosteroid; cortisol tự do đi vào tế bào và gắn với thụ thể glucocorticoid trong bào tương, sau đó di chuyển vào nhân và hoạt động như một yếu tố phiên mã, gây cảm ứng hoặc ức chế các gen đích. Thông qua các tác động gen này, cortisol thúc đẩy quá trình tân tạo glucose ở gan, huy động các axit amin và axit béo tự do, và tạo ra các tác động chống viêm và ức chế miễn dịch rộng rãi bằng cách ngăn chặn các chất trung gian gây viêm. Nó cũng có các tác động cho phép, duy trì khả năng đáp ứng mạch máu với catecholamine. Sự tiết cortisol tuân theo nhịp sinh học ngày đêm đạt đỉnh vào sáng sớm, với các xung chồng lên nhau, và tăng mạnh trong stress thể chất và tâm lý như một phần của sự kích hoạt trục HPA.

Clinical relevance

Sinh lý học glucocorticoid giải thích các biểu hiện của tình trạng dư thừa cortisol (như trong hội chứng Cushing) và thiếu hụt (như trong suy vỏ thượng thận), cũng như cơ sở lý luận cho việc sử dụng glucocorticoid tổng hợp trong dược lý để đạt được các tác dụng chống viêm. Mục này mô tả sinh lý học và cơ sở của các tình trạng này để tham khảo; nó không đưa ra liều lượng và không phải là hướng dẫn điều trị cho bất kỳ cá nhân nào.

Evidence & guidelines

Vai trò chuyển hóa và chống viêm của glucocorticoid và cơ chế thụ thể đã được thiết lập rõ ràng trong các bài tổng quan (Munck et al., 1984; Charmandari et al., 2005) và sách giáo khoa. Sự tích hợp của glucocorticoid với chức năng não và sự thích nghi với stress được xem xét bởi de Kloet et al. (2005). Việc quản lý suy vỏ thượng thận trong bệnh tật được đề cập trong các bài tổng quan lâm sàng (Cooper & Stewart, 2003) và nằm ngoài phạm vi sinh lý của mục này.

History

Tiềm năng chống viêm của cortisol đã được Hench và các đồng nghiệp chứng minh lâm sàng vào khoảng năm 1950, làm thay đổi lĩnh vực này. Công trình của Hans Selye vào giữa thế kỷ đã định hình phản ứng vỏ thượng thận trong một khái niệm 'stress' chung. Sau đó, việc nhân bản thụ thể glucocorticoid và giả thuyết cho phép/bảo vệ của Munck đã tinh chỉnh sự hiểu biết về lý do tại sao glucocorticoid được giải phóng trong stress và cách chúng hoạt động.

Debates

Các tác động của glucocorticoid do stress gây ra chủ yếu là phòng thủ hay kiềm chế?

Munck và các đồng nghiệp lập luận rằng các đợt tăng glucocorticoid sinh lý hoạt động để hạn chế các cơ chế phòng thủ tự kích hoạt của cơ thể hơn là để làm trung gian cho chúng, một sự diễn giải lại tiếp tục định hình cách hiểu về tác động chống viêm.

Key figures

• Hans Selye
• Allan Munck
• George Chrousos
• Ron de Kloet

Seminal works

• munck-1984
• charmandari-2005

Frequently asked questions

Tại sao cortisol làm tăng đường huyết?

Cortisol thúc đẩy quá trình tân tạo glucose ở gan và huy động các axit amin và axit béo làm chất nền đồng thời giảm hấp thu glucose ngoại vi, đảm bảo cung cấp nhiên liệu trong thời gian stress. Đây là các tác động gen được trung gian bởi thụ thể glucocorticoid.

Tại sao cortisol đạt mức cao nhất vào buổi sáng?

Sự tiết cortisol tuân theo nhịp sinh học ngày đêm được điều khiển bởi trục HPA, thường đạt đỉnh ngay sau khi thức dậy và giảm xuống mức thấp nhất vào khoảng nửa đêm, với các xung nhỏ hơn trong suốt cả ngày.