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下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴应激反应的中枢控制

来源:生理科学进展 作者:杨权 2004-9-24
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摘要: 摘要应激反应是所有生物对紧张性事件的适应性反应,对生物的存活具有十分重要的意义。应激反应的主要特征是下丘脑-垂体-肾上腺皮质(HPA)轴激活。HPA轴激活的中枢控制十分复杂。海马参与整合感知的信息、解释环境信息的意义及定调行为反应和神经内分泌反应。...


  摘要 应激反应是所有生物对紧张性事件的适应性反应,对生物的存活具有十分重要的意义。应激反应的主要特征是下丘脑-垂体-肾上腺皮质(HPA)轴激活。HPA轴激活的中枢控制十分复杂。海马参与整合感知的信息、解释环境信息的意义及定调行为反应和神经内分泌反应。杏仁核是应激性行为反应以及自主神经和神经内分泌反应的执行部位。下丘脑室旁核则有直接激活HPA轴的作用。负反馈机制、下丘脑局部回路和细胞因子也可能参与了调节HPA轴活动。

  学科分类号 Q426;Q453;Q454

Central Control of the Hypothalamic-Pituitary-Adrenocortical Axis for Stress Response

YANG Quan

  (The Mental Health Center, Medical College, Shantou University, Shantou 515063)

  Abstract Stress reaction is an adaptive response of all living organism to stressful events and essential for their survival. The main feature of stress reaction is activation of the hypothalamic-pituitary-adrenocortical (HPA) axis, central control of which is very complex. The hippocampus is involved in integration of sensory information, interpretation of environmental information, and execution of appropriate behavioral and neuroendocrine responses. The amygdala is an executor of stress behavioral, autonomic and neuroendocrine responses. The paraventricular nucleus (PVN) is responsible for initiating HPA axis stress reaction. The negative feedback regulation of stress hormones, local hypothalamic circuits and cytokines probably are involved in regulation of HPA activation.

  Key words Stress; Hypothalamic-pituitary-adrenocortical (HPA) axis; Limbic system

  应激反应见于各类生物,人类的应激反应尤为精细和重要。接受或感知到环境或躯体变化,不管是负面的如威胁生命的情境,还是积极的如受到奖赏,都可以引起机体发生相应的行为和生理变化。应激反应引起的生理变化包括自主神经活动改变如交感神经活动增强和神经内分泌活动改变如下丘脑多个内分泌轴的激活。下丘脑-垂体-肾上腺皮质(HPA)轴激活及由此引起糖皮质类固醇(GC)分泌增加,是应激反应的最重要特征。HPA轴激活是机体对应激的最重要的适应性反应,GC的分泌有利于机体动员能量和保持内环境的稳定。然而,慢性应激有很多病理效应,很多躯体疾病如高血压哮喘和结肠炎等以及很多精神障碍如创伤后应激障碍、抑郁症、神经性厌食、精神分裂症、焦虑症和阿尔采末病等的发病与慢性应激有关。用大鼠研究结果表明,慢性应激可引起海马损害,其主要机制是长期高GC血症的神经毒性作用[1,2]。

  一、室旁核——HPA轴激活的直接控制部位

  下丘脑的室旁核(PVN)是HPA轴活动的直接控制部位。在受到应激刺激时,PVN的小细胞神经元分泌多种促进促肾上腺皮质激素分泌的激素,其中最重要的是促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)和精氨酸加压素(AVP)。CRH和AVP经垂体门脉血流到达垂体,并刺激垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH);后者经血液循环到达肾上腺,刺激肾上腺皮质合成和分泌GC。

  PVN在启动HPA轴活动中的作用为很多研究所证实。损害大鼠PVN引起垂体门脉血流中的CRH水平明显降低,也引起血液循环中的ACTH和GC水平明显降低(Makara. 1992)。兴奋HPA轴明显消耗正中隆起终层含CRH和AVP神经元的分泌颗粒,表明CRH和AVP释放;延长兴奋HPA轴明显增加PVN神经元CRH和AVP mRNA表达,或增加正中隆起终层的CRH和AVP的表达(Whitnall.1993)。这些结果提示PVN的神经元活动与HPA轴的活动有明显的联系[3]。

  从脑干A2和C1~C3到PVN有一儿茶酚胺通路。不需要经过认知评估的应激原,如出血、低血压和呼吸窘迫,可通过这一通路增强HPA轴的分泌活动(Plotsky等.1989);免疫激发也可能通过这一通路兴奋HPA轴(Ericsonn等.1994)。应激反应在出现HPA轴活动增强的同时也出现脑干儿茶酚胺神经元迅速表达即早基因,提示脑干儿茶酚胺神经元的活动与HPA轴的应激反应密切相关[3]。

  需要通过认知评估的应激原引起的应激反应需要较高级的神经结构参与。

  二、杏仁核——应激反应的执行部位

  杏仁核是应激的行为和生理反应的执行者,它所处的位置和它的复杂结构有利于它执行这一功能。

  杏仁核是边缘系统的一部分,它位于颞叶内,在颞叶皮质、海马、纹状体、下丘脑和侧脑室的中间。研究表明,杏仁核既不是一个结构单元,也不是一个功能单元。它由不同的神经细胞群组成,这些细胞群有不同的来源,也有不同的功能。杏仁中央核(CEA)和杏仁内侧核(MEA)由纹状体衍化而成,为自主神经运动区。杏仁皮质核(COA)和外侧嗅束核(NLOT)来源于嗅皮质,属于嗅系统。基底复合体,包括外侧核(LA)、内侧基底核(BMA)和后核(DA)由带状核分化而成,属额颞皮质系统[4]。Alheid和Heimer(1988)提出,终纹床核(BST)和无名质(SI)为杏仁核的延伸部;因为它们与杏仁核有类似的下行投射,还有证据表明它们由苍白嵴发育而成。上述表明,杏仁核处于一个重要的解剖部位,也具有复杂的结构和功能。很多证据表明,杏仁核参与介导应激行为反应以及应激性自主神经活动和应激性神经内分泌的激活[5~7]。


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