Hypofysen eller Gl. pituitariaer en endokrin kirtel der er beliggende under hjernens hypothalamus del med hvilket den står i forbindelse gennem hypofysestilken.

Hypofysen er en lille drueformet kirtel der ligger under hypothalamus og hænger uden for selve hjerne lejret i sella turcica. Det er i hypofysen at den overvejende kontrol med de andre store kirtler i kroppen foregår, sammen med hypothalamus. Man inddeler den i to dele kaldet adenohypofysen (den foreste del) og neurohypofysen (den bagerste del).

En af de fundamentelle forskelle mellem adenohypofysen og neurohypofysen er den måde som hypothalamus kommunikerer med dem på. Hypothalamus kommunikerer med adenohypofysen gennem det portale cirkulation, hvorimod hypothalamus kommunikerer med neurohypofysen gennem neurale axoner fra hypothalamus som ender der.

Fysiologi

Neurohypofysen

Neurohypofysen udvikles som en ektodermal udvækst fra gulvet af hypothalamus. Neurohypofysen består af pars nervosa og neuralstilken.

I neurohypofysen (gl. pituitaria post.) frigives der to hormoner: oxytocin, der har betydning for nedløbsrefleksen ved amning og veer ved fødsler samt AVP/ADH (antidiuretisk hormon) som øger vands permeabilitet i nyrernes samlerør og fører til en mere koncentreret urin.

Hypothalamus kommunikerer med neurohypofysen gennem neurale forbindelser, dvs. neuroner fra hypothalamus sender udløbere af axoner ned i neurohypofysen og ender der. Det betyder at de hormoner der secerneres fra neurohypofysen faktisk er syntetiseret i hypothalamus, men blot afgives i neurohypofysen. Derfor betragter man ikke neurohypofysen som et egentligt endokrint organ.

Oxytocin

Når barnet sutter på brystet sendes der et afferent signal til hypothalamus som får den til at producere oxytocin, som neurohypofysen så frigiver til blodbanen. Dette får mælkekirtler til at kontrahere sig og der kommer mælk ned i mælkegangene.

Ved en fødsel presser barnets hoved mod livmoderen og aktiverer strækreceptorer. Disse sender nerveimpulser til hypothalamus som producerer oxytocin der frigives fra neurohypofysen til blodbanen. Dette stimulerer glatte muskler i livmoderen og livmoderhalsen til at kontrahere sig og fosteret bliver presset fremad i livmoderen.

AVP (ADH/Vasopressin)

Hvis der er en høj Na+ ionkonc. i blodet stimulerer dette hypothalamus til at producere AVP der frigøres til blodbanen af neurohypofysen. Dette føres til nyrerne, hvor vandpermeabiliteten bliver højere i samlerørene, så vandretentionen bliver højere og urinen mere koncentreret. Dette forøgede vand i blodet fortynder Na+ konc. hvilket gør at der ikke længere produceres AVP.

Adenohypofysen

Adenofysen udvikles i mundbugtens loft foran membrana oropharyngealis, hvor der dannes en udposning, Rathke’s poche. Denne afsnøres og lægger sig opad neurohypofysen. Adenohypofysen består af pars tuberalis, pars intermedia og pars distalis. Det er kun adenohypofysen der betragtes som et egentligt endokrint organ, da der her er celler der syntetiserer hormoner.

Adenohypofysen (gl. pituitaria ant.) har 5 forskellige typer af celler der producerer 6 forskellige hormoner. De kortikotrofe celler secernerer Adrenokortikotropt hormon (ACTH). De thyrotrofe celler secernerer thyroidea stimulerende hormon (TSH). De somatrofe celler secernerer væksthormon (GH). De gonadotrofe celler secernerer folikel stimulerende hormon (FSH) og luteiniserende hormon (LH). De lactotrofe celler secernerer prolactin (PRL).

Tropiske hormoner er hormoner der påvirker andre endokrine kirtler. TSH, ACTH, LH og FSH er de 4 tropiske hormoner adenohypofysen secenerer. GH og Prolaktin er ikke tropiske hormoner, fordi de ikke påvirker andre endokrine kirtler. GH påvirker væv til at vokse, mens prolaktin påvirker mælkekirtler, der ikke er en endokrin kirtel, men en exokrin kirtel. Bemærk at tropiske hormoner kun har stimulerende faktorer og negativ feedback regulering, mens de resterende hormoner også har en inhiberende faktor.

Adenohypofysens hormonproduktion er reguleret af releasing hormoner der syntetiseres og frigives fra hypothalamus. Disse frigives til et kapilærnetværk der så drænes via hypofysens portåresystem ned til et andet kapilærnetværk nede i adenohypofysen, hvor de påvirker cellerne til at syntetisere hormoner. Releasing hormonerne omfatter TRH, CRH, GnRH, GHRH, Somatostatin og dopamin.

Hypothalamus-Hypofyse-Binyre akse (HPA aksen)

Hypothalamus syntetiserer og secernerer CRH der stimulerer kortikotrofe celler i hypofysen til at secernere ACTH. Dette afgives til blodbanen og påvirker binyrerne til at secernere glukokortikoider.

Der foregår her negativ feedback kontrol, da glukokortikoiderne udøver negativ feedback kontrol af de kortikotrofe cellers produktion af ACTH og hypothalamus’ produktion af CRH (long loop negativ feedback). ACTH udøver også negativ feedback på hypothalamus’ produktion af CRH (short loop negativ feedback).
Herudover påvirkes hypothalamus’ produktion af CRH af en lang række andre faktorer, såsom stress og kropstemperatur.

CRH binder på kortikotrofe celler til en G-proteinkoblet receptor der fører til aktivering af et G_s G-protein. Dette aktiverer en adenylyl cyklase der omdanner ATP til cAMP, der aktiverer en protein kinase A og påvirker gentranscriptionen af et POMC (Proopiomelanocortin). Dette spalter til beta-LPH (Lipotropin) og GHRH.

Både sekretionen af ACTH og glukokortikoider er pulsativ og varierer i løbet af døgnet, hvor sekretionen er størst i slutningen af søvnen og de første timer efter man er stået op.

Hypothalamus-hypofyse-thyroidea aksen

Hypothalamus syntetiserer og secernerer TRH som påvirker de thyrotrofe celler i adenohypofysen til at syntetisere og secernere TSH. Dette føres via blodbanen til gl. thyroidea og påvirker thyroid follikelcellerne til at secernere thyroid hormonerne T3 og T4. Herudover producerer hypothalamus også somatostatin som hæmmer de thyrotrofe cellers produktion af TSH.

Her foregår negativ feedbackkontrol da thyroidhormonerne påvirker både hypothalamus til at secernere mindre TRH og mere somatostatin og påvirker de thyrotrofe celler til at secernere mindre TSH (long loop negativ feedback).
Herudover stimuleres hypothalamus også til at frigive mere TRH af forskellige CNS input, stress og kropstemperatur. Der er også en døgnrytme i produktionen.

TSH binder på overfladen af thyrotrofe celler og påvirker en G-proteinkoblet receptor der via IP3 fører til en højere intracellulær koncentration af Ca2+ som påvirker transcriptionen af  TSH.

Hypothalamus-Hypofyse-Gonadale akse

Hypothalamus syntetiserer og secernerer GnRH som stimulerer Gonadotrofe celler i hypofysen til at syntetisere og secenere LH og FSH. Dette frigives til blodbanen og stimulerer kønsceller til gametogenese og steroidgenese, som fører til dannelse af kønshormoner.

Der foregår negativ feedback kontrol, idet kønshormonerne udøver negativ feedback (long loop) mod hypothalamus’ produktion af GnRH og gonadotrofe cellers produktion af LH og FSH. Herudover produceres der i kønsceller også inhibin der også udøver negativ feedback kontrol på gonadotrofe cellers produktion af FSH (ikke LH).
Herudover stimuleres hypothalamus også til at producere GnRH af diverse CNS input, pubertet, opoider, stress og prolaktin.

Der foregår også en pulsativ sekretion af GnRH af hypothalamus. Denne pulsative sekretion varierer i løbet af måneden.

Hypothalamus-Hypofyse-Væksthormon akse

Hypothalamus producerer GHRH der påvirker somatotrofe celler til at producere væksthormon (GH). Dette føres via blodbanen til forskellige målceller der af GH stimuleres til at producere IGF-1. Herudover producerer hypothalamus også somatostatin/GHIH som hæmmer somatotofe cellers produktion af GH.

Der foregår her negativ feedback kontrol idet IGF-1 udøver long loop negativ feedback kontrol på hypothalamus’ produktion af GHRH og somatotofe cellers produktion af GH. GH udøver også short loop negativ feedback kontrol på hypothalamus’ produktion af GHRH. Herudover stimulerer både IGF-1 og GH hypothalamus’ produktion af somatostatin.
Stress, træning, faste, akut hypoglykæmi og aldring påvirker også hypothalamus’ produktion af GHRH.
Der er også en pulsativ sekretion af GH som er størst under træning og søvn.

GHRH binder på en G-proteinkoblet receptor på overfladen af somatotrofe celler der  fører til aktivering af en adenylylcyklase. Somatostatin binder også til en G-proteinkoblet receptor på overfladen af somatotrofe celler, der fører til inaktivering af adenylylcyklasen. Aktivering af adenylylcyklasen fører til omdannelse af ATP til cAMP, der aktiverer proteinkinase A, som påvirker transcriptionen af GH.

GH stimulerer især vækst af muskler og knogler ved epifyseskiverne (ved endochondral knogledannelse). Det stimulerer proteinsyntese, men også lipolyse og glykogenolyse. På mange måder gør GH det modsatte af cortisol (der nedbrudte proteiner). GH fremmer en anabolsk proces.

IGF-1 er insulin lignende vækstfaktor. Denne kaldes insulinlignende fordi 13 ud af 29 aminosyrer er homologe med B domænet i insulin. Stort set alt IGF-1 er bundet til plasmaproteiner i blodet der kaldes IGFBP. IGF-1 har en halveringstid på 12 timer. IGF-1 har en parakrin og autokrin effekt på celledeling, hvilket resulterer i vækst.

Cirka 50% af det cirkulerende væksthormon er bundet til væksthormons bindingsprotein (GHBP). Væksthormon har en halveringstid på ca. 20 minutter. Væksthormon har en lang række biologiske effekter, hvoraf de vigtigste er:

• I fedtvæv øges glukose optag og lipolyse hvilket fører til nedsat fedtmængde i fedtvæv.
• I leveren fører det til forøget gluconeogenese og produktion af IGF-1.
• I musklen fører det til nedsat glukoseoptag, forøget aminosyreoptag, forøget proteinsyntese og forøget muskelmasse.
• I condrocytter fører det til længdevækst.
• I en lang række væv fører det til celledeling, forøget organstørrelse og forøget organfunktion.

Væksthormon inhiberer glukosebruget af muskler og fedtvæv og øger glukoseproduktion i leveren. Herudover inhiberes insulins effekt på muskler og fedtvæv på glucose og lipidmetabolisme.

Kost og væksthormon

Et højere proteinindtag fører til mere GH, IGF-1 og insulin. Det fører til mere proteinsyntese og vækst, men der er ingen væsentlig ændring i kalorielagringen i kroppen.

Et højere kulhydratindtag fører til mere insulin, mindre GH og uændret IGF-1. Dette fører samlet set til en forøgelse af kalorielagringen i kroppen.

Et højere fedtindtag fører til mere GH, men mindre IGF-1 og insulin. Dette sænker proteinsyntese og vækst og forøger kaloriemobiliseringen (lipider).

Væksthormon og vækst

Der er ingen tvivl om at væksthormon er meget associeret med vækst. Dette ser man også ved at peaket for IGF-1 aldersmæssigt ligger samme sted som peaket for højdevækst. Generelt er væksthormon niveauet højt hele barndommen og bliver lavere når barnet er voksent. Pulsationerne i GH sekretion er også meget kraftigere hos en teenager end hos en voksen.

Prolaktin

Laktotrofe celler i hypofysen syntetiserer og secernerer Prolaktin, der via blodstrømmen når mælkekirtlerne og påvirker dem til at producere mælk under amning. Syntesen af Prolaktin i laktotrofe celler påvirkes af PIH/dopamin (kaldes også prolaktin inhibitorisk hormon) fra hypothalamus, som hæmmer syntesen. Herudover stimulerer PRH også syntesen af Prolaktin.

Mælkekirtlerne er en exokrin kirtel, fordi de ikke producerer hormoner, men i stedet mælk der føres ud gennem udførselsgange. Derfor kan prolaktin heller ikke reguleres af negativ feedback, da der ikke er noget hormon til at gøre dette. I stedet er der både et releasing hormon (PRH) og et inibitorisk hormon (PIH/dopamin).

Blodforsyning

a. carotis interna afgiver de to arterier, a. hypophysialis sup. og inf. (nedre og øvre hypofysearterie), der forsyner hypofysen. a. hypophysialis inf. forsyner pars nervosa af neurohypofysen og anastomoserer med det sekundære plexus i pars distalis af adenohypofysen. a. hypophysialis sup. kommer via et primært plexus til adenohypofysen, ved først at forsyne neuralstilken med et primært kapilærplexus. Dette drænes af portale vener der går ned til et sekundært kapillærplexus i pars distalis i adenohypofysen. Disse tømmer sig i de hypofysiale vener til sinus cavernosus.

Histologi

Her er et præparat af hypofysen. Den nederste lap kaldes adenohypofysen, mens den øverste er neurohypofysen. I adenohypofysen findes acidofile (de røde), basofile (de blå) og kromofobe (de neutrale) celler. Hormonerne der produceres kommer stort set kun fra acidofile og basofile celler. De basofile celler laver ACTH, TSH, FSH og LH – de basofile celler stimulerer altså andre kirtler. De acidofile celler secernerer GH og Prolaktin. De kromofobe celler secenerer ingenting.

Her er et andet eksempel på hypofysen der er acidfuchsin-anillin blå farvet.

Sidst opdateret 30. maj 2023