Hypofysen og hypothalamus Flashcards
Hypofysen og hypothalamus – anatomi
Beskriv hypofysen anatomi
Dette viser relationerne mellem hypofyse og hypothalamus.
Her ses thalamus som går ned til hypothalamus og herfra hypofysestilken og ned til hypofysen. Bagved ligger medulla oblongata og den forlængede marv, med kranienerver.
Højre billede: her ses den mediale flade af thalamus, det er blåt fordi der ligger et væskefyldt hulrum. Der er blodkar fordi de er med til dannelsen af cerebrospinalvæsken.
Embryologi af hypofysen
Adenohypofysen dannes fra Rathkes Poche
Neurohypofysen udvikles fra gulvet i hypothalamus.
Hypothalamus - Histologi
Hypothalamus indeholder:
- Nervevæv, der har forskellige ansamlinger af celler (kerner) når man ser på det i lav forstørrelse.
- I stor forstørrelse ligner det endokrint væv med neuro-sekretorisk væv i de kerner, der secernerer hormoner (de er jo forlængelsen af neurohypofysen)
- Cellerne i nucleus paraventriculatis og supraopticus, der laver ADH (antidiuretisk hormon) og oxytocin er store neuro-endokrine celler (magnocellulære neurosekretoriske celler)
- Faktisk kan parvocellulære celler også secernere ADH og oxytocin.
- CRH (corticotropin releasing hormone) produceres af parvocellulære neurosekretoriske celler
- Disse parvocellulære neurosekretoriske celler findes også i nucleus paraventricularis – jvfr. Interaktionen mellem ADH og HPA aksen (hypothalamus pituitær aksen) dvs. mellem hypothalamus (CRH), hypofysen (ACTH) og binyren (cortisol)
- Andre parvocellulære celler i nucleus paraventricularis secernerer TRH.
Hvilke celler laver ADH?
- Cellerne i nucleus paraventricularis og supraopticus.
- Parvocellulære celler kan også secernere ADH (og oxytocin)
Hypothalamus kerner
Hypothalamus’ kerners funktion
Mediale preoptiske nucleus:
- GnRH afgivelse fra den dimorphe nucleus
- Regulerer gonadotropin afgivelse fra adenohypophysen
- Dvs. Afgiver GnRH som er det der regulerer frigivelse af gonadotropin, altså de overordnede kønshormoner fra adenohypofysen.
- Dette er en dimorf nucleus = dvs. kernen i sig selv ikke ved om den regulerer hormonerne hos en mand eller kvinde. Den styres ud fra de perifære kønskirtler, dvs. fra ovarier eller testis.
Supraoptiske nucleus:
- Vasopressin afgivelse
- Oxytocin afgivelse
Paraventriculære nucleus
- Thyrotropin-releasing hormon (TRH) afgivelse
- Corticotropin-releasing hormon (CRH) afgivelse
- Oxytocin afgivelse
- Vasopressin afgivelse
- Somatostatin afgivelse (er med i regulering af flere hormoner)
Anteriore hypothalamiske nucleus:
- Er involveret i thermoregulation, sveden og stofskiftet via Thyrotropin (TRH) hæmning. Den styrer ikke blot temperaturen centralt, men også kan regulere de metaboliske processer.
Suprachiasmatiske nucleus:
- Styrer de circadiane rytmer, altså den variation der er i hormonerne i løbet af dagen. Meget praktisk da den ligger i relation til diasmaoptikum – modtager indtryk fra synes der kan fortælle om det er mørkt eller lyst.
Dorspmediale hypothalamiske nucleus:
- Er involveret i styringen af; blodtryk, hjertefrekvens og GI stimulation (dvs. Det autonome nervesystem og det adrenerge respons.)
Ventromediale nucleus
- Regulerer mæthed
- Neuroendokrin kontrol (hvordan er omsætningen og styringen af forskellige hormoner)
Arcuate nucleus
- GHRH (growth hormone-releasing hormon) afgivelse
- Fødeindtag
- Afgivelse af dopamin-medieret prolactin inbition
Posteriore nucleus
- Øger blodtryk
- Pupil dilation
- Rysteture (som i kulde)
- Vasopressin afgivelse, for at holde på blodtryk og væske.
Prader-Wili syndrom
Defekt på kromosom 15 – normalt nedarves denne region fra moderen, er der en defekt nedarvet fra faderen, fungerer det ikke
Nucleus arcuatus er abnorm →
- Øget fødeindtag pga. defekt mæthedsmekanisme →
- Nedsat GH → GH mangel (nedsat vækst, abdominal fedme)
Hypothalamus - embryologi
Hos det tidlige forster vokser neuroektoderm fra forhjernen (prosenecephalon), således at den primære hjernevesikel deler sig til to sekundære hjernevesikler.
- Disse to dele kaldes telencephalon (baghjerne og cortex) og diencephalon
Fra diencephalons ventro-laterale væg kommer der en proliferation i intermediær zonen, hvorfra denne dannes den primordiale hypothalamus.
Hos voksne projiceres store neurosekretoriske celler fra nucleus supraoptricus og nucleus paraventricularis (PVN) ned til neurohypophysen fra hypothalamus.
Hypothalamus kontrol
Det perifere hormon er ligesom en fabrik, der producerer slutproduktet, f.eks. Stresshormonet kortisol fra binyrerne:
- Salgsafdelingen (hypofysen) afgiver bestillinger – her ACTH, der øget produktionen
- Hovedkontoret (hypothalamus – her CRH) beslutter ud fra markedsanalyser, salgstal og reklamekampagner, hvor meget salgsafdelingen skal bestille.
Stresshormoner
Kortisol (fra binyrerne)
Katekolaminer: Adrenalin og noradrenalin
Appetitregulerende hormoner
Ghrelin
Leptin
Hypofysen – makroskopisk anatomi
- Sidder indlejret i os sphenoidale
- Er tværoval og måler ca. 12 x 8 mm
- Vejer 0,5 g
- Relationer til os sphenoidale
- Relationer til hypofysens kar og hjernen samt basis cranii
- Omgivet af bindevæv fra hjernens hinder
Operationer på hypofysen
Man kan operere via kraniet (kraniel adgang)
Man kan også operere via næsen (transnasal adgang)
- Næseskillevæggen løsnes i bunden og holdes til siden
- Man borer adgang via sinus sphenoidalis
- Herved har man direkte adgang til adenohypofysen
Hypofysens relationer
Hypofysen starter 2 steder fra, hvilket er forklaringen på dens fysiologiske struktur.
- Hypofysen er en sammensmeltning af to typer væv.
- Tidligt i fosterets udvikling gror en ’finger’ (diverticulum) op fra mundes overdel. Dette fremspring af ektoderm kaldes Ratkes poche (lomme)
- Fra denne udvikles adenohypofysen (forlappen)
• På samme tid udvikles et andet diverticulum fra diencephalon
- Dette bliver til neurohypofysen (baglappen)
- De to dele fusionerer, men har forskellig histologi
Eksempler på sygdomme med udspring i embryologien
- Craniopharyngeom
- Rathkes poche-cyster
Rathkes poche-cyste
Dette er en manglende lukning af Rathkes poche, så der dannes en cyste, der kan vokse sig stor og trykke på f.eks. synsnerven.
Craniopharyngeom
Disse benigne tumorer udvikles fra epithelet i Rathkes poche.
De kan være delvist cystiske og kan indeholde tand- eller knogledannende væv, hvorfor den være kalkaflejringer
Dette viser de pluri-potente egenskaber af de embryonale celler
Hypofysens dele
Adenohypofysen - Anteriore del – dette er den egentlige kirtel
- Pars distalis – den største del
- Pars tuberalis – et tyndt vævslag, der omgiver infundibulum
- Pars intermedia – et smalt bånd, der er separeret fra pars distalis af hypofysekløften.
Neurohypofysen – posteriore del
- Pars nervosa – udgør størstedelen af neurohypofysen og fortsætter opad i neuralstilken og ender i infundibulum.
Eminentia mediana – øverste del af neurohypofysen over pars tuberalis af adenohypofysen.
Hypofysestilken udgøres af neuralstilken og pars tuberalis
Den forbinder hypofysen med hypothalamus, som er en del at hjernen.
Neurohypofysen
Består af:
- Nervefibre der kommer fra cellekerne i hypothalamus
- Nucleus supraopticus
- Nucleus paraventticularis
- Herringe legemer, der er neurosekretorisk væv
- Pituicytter, der er støtteceller
Pituicytter
Pituicytter er gliaceller i hypofysebaglappen
De hjælper med oplagring og afgivelse af hormoner fra neurohypofysen
Pituicytter omgiver de aksonale ender og regulerer hormonsekretionen.
Hypofysens arterier
Arteria carotis interna bliver til:
-
Arteria hypophysialis superior
- Forsyner: hypofysestilken, infundibulum og nederste del af hypothalamus (plexus og portåre system)
-
Arteria hypophysialis inferier
- Neurohypofysen (baglappen)
Hypofysen portårer
Venae portales hypophysiales
- Forbinder kapillærer i infundibulum og adenohypofysen til sini cavernosi via tyndvæggede venoler
- Løber fra hypothalamus via pars tuberalis
- Forsyner adenohypofysen med blod fra hypothalamus og tømmer sig videre i cirkulationen
Neurohypofysen og adenohypofysen
Adenohypofysen: (laver 6 forskellige hormoner)
- ACTH - adrenokortikotropt hormon – stimulerer binyrebarken
- FSH – follikel stimulerende hormon – overordnet kønshormon
- GH - væksthormon
- LH – lutropin hormon – stimulerer ægceller/sædceller
- TSH – thyreoidea stimulerende hormon
- Prolaktin – styrer mælkesekretionen
Neurohypofysen:
Udskiller følgende 2 hormoner som kommer fra hypothalamus:
- ADH – Antidiuretisk hormon
- Oxytocin
Mellemlappen:
- MSH – melanocytstimulerende hormon
TSH, ACTH, FSH, LH, GH, Prolaktin
Hormoners virkning - adenohypofysen
Hypofysehormoner - neurohypofysen
ADH:
- Kommer fra hypothalamus
- Men afgives fra hypofysen
- Forhindrer vandudskillelse ved påvirkning af vandkanalerne (aquaporiner) i nyererne.
Oxytocin:
- Stimulerer afgivelse af mælk fra brystet hos ammende kvinder
- Kan under fødsel styrke uterus-musklernes kontraktioner og dermed fremme fødslen
Mellemlappen
MSH - melanocytstimulerende hormon. Stimulerer dannelsen af melanin i huden (øget pigmentering)
GnRH
- GnRH: Gonadotropin releasing hormone
- Stimulerer frigørelsen af FSH og LH
- Aminosyre-sekvens (en 10 aminosyresekvens): Glu-His-Trp-Ser-Tyr-Gly-Leu-Arg-Pro-Gly-NH2
FSH og LH
- FSH: Follikelstimulerende hormon
- LH: Luteiniserende hormon
- Fælles alfa subunit → beta subunit bestemmer funktionen
Den ’rhombe-formede’ mand
- eksempel på hvordan man kan komme til at se ud som man, hvis man misbruger tesstosteron
Ved misbrug af testestoron får at man:
- bliver meget bred over skulderen, pga øget muskelmasse
- testiklerne atrofiere, dvs. bliver små
- FSH og LH, GnRH ophører, hypofysen og hypothalamus skrumper
- Denne produktion går ikke i gang igen efter den først er stoppet. Så er man permanent efterladt med testosteron mangel og nedsat fertilitet eller infertilitet
FSH/LH – effekt på kønshormoner
Stimulerer frigivelsen af østradiol/østrogen hos kvinder og testosteron hos mænd
- Feedforward er, når afgivelsen af et hormon stimuleres af f.eks. FSH
- Feedback er, når f.eks. FSH hæmmes, når østradiol niveauet er tilstrækkeligt
Dopamin-prolaktin aksen
Hypothalamus:
- PIH: prolaktin-inhiberende-hormon (dopamin)
- PRH: prolaktin-releasing-hormone
Hypofysen:
- Prolaktin
Modsat de fleste andre hormoner er dopamin inhiberende på prolaktin og prolaktin inhiberer FSH/LH
Prolactin-releasin hormone
- Prolactin-releasing peptid (PrRP) er et peptidhormon
- PrRP stimulerer prolactin (PRL) afgivelse
- PrRP regulerer også ekspressionen af prolactin ved at binde sig til prolactin-releasing peptid receptoren (GPR10)
Dopamin
Dannes ud fra tyrosin:
Tyrosin → DOPA → Dopamin
Prolaktin
Prolaktin fremmer mælkedannelsen (amning)
- 198 aminosyrer
- Ligner GH
Hyperprolaktinæmi
- Højt prolaktin supprimerer FSH og LH ved at supprimere GnRH.
- Dette fører til mangel på østrogen/testosteron og dermed symptomer på hypogonadisme, fx overgangsalder hos kvinder.
- Disse symptomer kan f.eks. være menstruationsforstyrrelser
- Kønshormonmanglen kan føre til f.eks. osteoporose, fordi hæmningen af osteoklaster falder væk når østrogen og testosteron forsvinder, og derfor øges resorptionen af knogle som bliver udtyndet.
- Pga. supprimeringen af FSH/LH (GnRH) virker prolaktin i et vist omfang svangerskabsforebyggende.
CASE
Højt prolaktin stimulerer mælkedannelsen og kan derfor føre til mælkeflod fra mamma hos ikke-gravide.
Mange lægemidler (f.eks. neuroleptika og kvalmestillende lægemidler) er antidopaminerge, dvs. de hæmmer dopamin og kan derfor give hyperprolaktinæmi
Parkinson-midler og visse midler mod lavt blodtryk (dopamin og dobutrex) er dopaminerge og kan dermed virke som dopamin
GH – growth hormone
Væksthormon stimulerer vækst af alle celler og væv
Ghrelin
- Kommer fra forskellige celler i tarmen og i mavesækken.
- Ghrelin (GH releasing factor) er et hormon, der især secerneres fra ventriklen ud i blodet
- Ghrelin stimulerer frigivelse af GH
- Ghrelin stimulerer appetitten og øger fødeindtaget.
GH og insulin effekter
Dette viser sammenspillet mellem GH og insulin.
GH virker i leveren hvor det øger glukoneogenesen og øger IGF-1.
- IGF-1 øger glukoseoptaget i musklerne
GH virker også i pancreas, her øges sekretionen af insulin, dette medfører også glukoneogenesen og derved hæmmer det leverens effekter.
Insulin fremmer, ligesom IGF-1, glukoseoptaget i musklerne og hæmmer lipolyse i fedtvævet.
- GH virker direkte ned på fedtvævet og fremmer lipolyse.
Denne balance mellem glukose dannelse og glukose optag, er meget fintfølende.
GH og insulinresistens
GH er tæt koblet til insulin og insulinresistens.
GH øger den hepatiske glukoneogenese og glykogenolyse – ergo øges tilbuddet af sukker.
GH nedsætter den perifere glukoseudnyttelse og øger insulin resistens
Dette sker formentligt postreceptor via STAT5 og afkobling af PI-3’-kinase
GH stimulerer initielt beta-cellerne til øget insulinfrigørelse, men kan på længere sigt dekompensere disse ligesom ved T2D
Dette modvirker den hypoglykæmiske effekt af IGF1
IGF1 receptor
Denne receptor findes i mange væv (IGF1 krydsreagerer med insulin)
Effekt på GH – eksempler på fysiologisk tilpasning
Her er der vist hvad der sker hvis man hhv. indtager protein, kulhydrat eller faster.
Indtager man protein, så:
- Stiger GH og insulin → det medfører at IGF-1 stiger.
- GH påvirker kalorie oplagring.
- IFG-1 øger proteinsyntesen og insulin øger vækst + påvirker kalorie oplagring
Indtager man kulhydrat, så:
- GH og insulin trækker her i hver sin retning → hvilket gør at IFG-1 kan gå hver sin vej.
- Proteinsyntese og vækst bliver påvirket, afhængig af om det er GH eller insulin der ’vinder’.
- Netto plejer kalorieoplagring at stige.
Faster man så:
- Stiger GH, dette mobiliserer kalorier. – man mobiliserer kalorier hensigtsmæssigt til det man nu skal bruge dem til.
- Protein syntese og vækst går ned, så man ikke bruger unødige ressourcer på vækst.
GH – circadian rytme
Dette viser at mange hormoner har en dagsrytme, det kaldes for circadian rytme.
GH:
- Er som regel lav sidst på natten og i løbet af døgnet.
- Stiger først på natten og topper henimod midnat.
- Dette anses for hensigtsmæssigt, idet man ligger ned når man sover, når man ligger ned er kroppen ikke udsat for tyngdekraften i længden, dvs. det er nemmere at vokse.
Når man er barn og ung er der meget væksthormon (GH), fordi man vokser hurtigt.
Dette falder med alderen hvor man jo så har et mindre behov for vækst.
Der sker en ændring af følsomheden af receptoren som funktion af alderen.
Diagnose af GH overskud eller mangel
Overskud – se om GH kan supprimeres af glucose (75 g glucose oralt, dvs. en OGTT som til diagnose af diabetes mellitus)
- Hvis der er et patologisk overskud af væksthormon vil dette kunne supprimeres af glukose.
Mangel – sænk blodsukkeret (ved i.v. Indgift af insulin) og se om GH stiger
- Er der mangel på væksthormon kan man undersøge om dette er tilfældet ved at sænke blodsukkeret ved at give insulin, hvis GH stiger så har man en produktions receptor, er altså i stand til at lave GH som man skal – Hvis ikke GH så mangler man GH.
Mangel – giv GHRH (plus noget til at stabilisere, f.eks. pyridostigmin eller clonidin) og mål GH respons. – Dog er responset på GHRH meget variabelt, derfor gives der noget sammen med for at stimulerer GH responset, det kunne være pyridogstigmin eller clonidin.
- Mål evt. IGF1, da det er et udtryk for GH’s virkning.
Somatostatin
Somatostatin – også kaldet growth hormone– inhibiting hormone (GHIH) er et peptidhormon, der binder sig til G protein-koblede receptorer
- Somatostatin hæmmer insulin og glucagon sekretion
- Somatostatin har to aktive former, der dannes ved spaltning af et præ-proprotein: En på 14 aminosyrer og en på 28 aminosyrer.
ADH – antidiuretisk hormon
ADH’s vigtigste rolle er at regulere væskeretentioneni kroppen, altså hvor meget væske der holdes tilbage i kroppen i nyren
- ADH frigives, når kroppen er dehydreret
ADH - nyren
- ADH virker ved at øge cAMP
- via cAMP øger ADH transkriptionen af aquaporin-2 genet. Dette øger antallet af aquaporin-2 kanaler i samlerørerne → det øger flow-kapaciteten for vand
- Aquaporinerne tillader vand at vandre langs den osmotiske gradient der normalt er afbrudt af cellemembraner og tight junctions, som ikke tillader passage af vand.
Aquaporiner
Uden ADH og aquaporiner → kan vand ikke vandre ind gennem celler og tight junctions, det er uanset osmotisk tryk – hvis det osmotiske tryk bliver højt nok så vil cellerne springe.
Med ADH og aquaporin → åbner vandkanaler; vand og urea kan passere.
ADH – kardiovaskulære virkninger
ADH øger blodtrykket via vasokonstriktion
ADH - farmakologi
Desmopressin (handelsnavn DDAVP) er en syntetisk ADH analog,
Ud over brug ved diabetes insipidus kan det bruges til:
- At behandle Hæmofili A, da det frigiver oplagret faktor VIII fra blodkarrenes vægge
- At behandle blødning fra esophagus-varicer, da det kan modvirke det lave blodtryk
Kontrol af ADH
- Lavt plasma volumen øger ADH – dette respons kommer fra receptorer i vener, atrier og carotider
- Øget plasma osmolalitet øger ADH – dette respons kommer fra osmo-receptorer i hypothalamus
Oxytocin
Virker stimulerende (uterus kontraktioner under fødsel)
- Mælkefremløb ved amning
- Giver følelse af empati – hvorfor kan dette være vigtigt ved en fødsel?
- Fordi det styrker båndet mellem mor og barn
TRH – thyrotropin-releasing hormone
Udskilles fra hypothalamus
TRH stimulerer dannelsen af TSH via stimulering af adenylatcyclasen
TSH – Thyroid-stimulating hormone
Udskilles fra hypofysen
- TSH stimulerer follikel-cellerne i thyreoidea via adenylat cyclasen
- Medfører øget optagelse af jod og dermed dannelse af T3 og T4.
Diagnose af THR- og TSH-mangel
Man kan skelne om en defekt der medfører hypothyreoidisme, sidder i hypothalamus eller hypofyse.
TRH – er renfremstillet og findes som lægemiddel antepan - infunderer man dette og TSH responderer, så fungerer hypofysen og derved må problemet sidde i hypothalamus.
- Indgiv TRH (Antepan) og se om TSH responderer (fungerende hypofyse, men mangel på hypothalamisk funktion)
Hvis man ønsker at undersøge om hypofysen fungere, kan man direkte måle TSH (som vil være lav hvis hypofysen er ødelagt) og T3 og T4.
- Hypofysen – mål TSH, T3 og T4
MSH
Udskilles fra mellemlappen.
MSH: Melanocytstimulerende hormon.
- Stimulerer dannelsen af melanin i huden (øget pigmentering)
- Kommer fra et prohormon POMS.
Melanocytter
- Disse farver huden mørkere
- Hos afrikanere er det dem, der giver den mørke hudfarve
- Ved solbadning øges antallet, hvilket giver solbrændthed
Øget koncentration af pheomelanin → ?
Rødt hår
CRH – corticoltrophin releasing hormone
CRH stimulerer corticotrope celler til at secernere adrenocorticotropt hormon (ACTH) og bl.a. β-endorphin
ACTH – adrenocorticotrophic hormone
- ACTH stimulerer sekretion af glucocorticoider fra zona fasciculata i binyrebarken
- ACTH virker ved at bindes til ACTH receptorer i cellemembranen,
- ACTH receptorerne findes primært på de adrenocorticale celler i binyrebarken
