焦虑抑郁中的HPA轴

焦虑抑郁中的HPA轴

HPA轴（下丘脑-垂体-肾上腺轴）是人体重要的内分泌调节系统，在应激反应中发挥关键作用。近年来的研究发现，HPA轴功能异常与焦虑和抑郁等情绪障碍密切相关。本文将为您详细介绍HPA轴的结构功能及其在焦虑和抑郁发病机制中的重要作用。

HPA轴的结构和功能

HPA轴由下丘脑、垂体和肾上腺三个主要部分组成。下丘脑分泌皮质素释放因子(CRF),刺激垂体分泌肾上腺皮质激素(ACTH)。ACTH进入血液后作用于肾上腺皮质,促进皮质醇的合成和分泌。皮质醇作为终末效应器,在应激反应中发挥重要作用。

正常情况下,HPA轴通过负反馈抑制机制维持皮质醇浓度在正常范围内。即皮质醇可以抑制下丘脑和垂体的活性,从而减少ACTH的分泌,最终降低自身的合成和分泌。这种动态平衡有利于机体应对各种内外刺激,维持稳定的生理状态。

HPA轴与焦虑的关系

焦虑是一种主观上感到恐惧、担心、紧张的情绪状态,常伴有生理反应如心跳加快、呼吸急促等。大量研究表明,焦虑障碍患者HPA轴功能存在异常改变。

HPA轴过度激活

多项研究发现,焦虑障碍患者常表现出HPA轴的过度激活。他们在静息状态下皮质醇基础浓度较正常人偏高,且对应激反应的皮质醇分泌具有过度敏感性(1,2)。这可能与下丘脑和垂体对皮质醇的负反馈抑制效应降低有关。

机体长期处于HPA轴过度激活状态,会导致慢性高皮质醇血症。高皮质醇可通过作用于大脑导致神经毒性和神经元凋亡,损害海马、杏仁核等情绪调节相关脑区的功能。这些结构的功能障碍,进一步加重了焦虑症状的发生和发展。

应激反应异常

有研究发现,焦虑障碍患者在面临各种潜在威胁性刺激时,HPA轴的应激反应较正常人明显增强。这包括皮质醇和ACTH的分泌增加,以及下丘脑-垂体-肾上腺系统的过度激活(3)。

这种应激反应异常可能与患者对威胁性刺激的认知评估发生偏差有关。他们倾向于将中性或模糊的环境刺激解释为潜在危险,从而引发HPA轴的过度应激反应。这种反应模式一方面增强了焦虑情绪,另一方面也加剧了生理方面的应激反应。

负反馈调节障碍

除了HPA轴的过度激活和应激反应异常,焦虑障碍患者在HPA轴的负反馈调节机制上也存在紊乱。研究发现,他们在外源性皮质醇或dexamethasone(合成皮质醇)抑制试验中,下丘脑和垂体对皮质醇的抑制效应降低(4)。

这可能是由于焦虑障碍患者大脑皮质醇受体功能异常所致。长期处于高皮质醇状态,可能导致这些受体的数量和敏感性下降,从而削弱了负反馈抑制的效果。这种负反馈调节障碍,也是HPA轴失衡的重要原因之一。

HPA轴与抑郁的关系

抑郁是一种持续性的低落情绪,常伴有睡眠、食欲、记忆等生理功能的障碍。大量研究均发现,抑郁症患者HPA轴功能也存在异常改变。

HPA轴过度激活

与焦虑相似,抑郁症患者的HPA轴也表现出过度激活的特点。他们在静息状态下皮质醇基础水平较正常人偏高,且对CRF和ACTH的分泌具有高度敏感性(5,6)。

HPA轴的持续性过度激活会导致慢性高皮质醇血症。高皮质醇可通过破坏海马神经元,抑制海马的神经发生,从而损害该脑区的认知和情绪调节功能。这种结构-功能的改变,可能是抑郁症状形成的神经生物学基础。

负反馈调节障碍

与焦虑相同,抑郁症患者在HPA轴的负反馈调节机制上也存在紊乱。研究发现,他们在dexamethasone抑制试验中,下丘脑和垂体对皮质醇的抑制效应降低(7)。

这种负反馈调节障碍可能与抑郁症患者大脑皮质醇受体密度和功能的异常有关。持续高皮质醇状态可导致这些受体的脱敏化,从而使HPA轴的负反馈抑制功能减弱。这种负反馈调节障碍,也是HPA轴失衡的重要原因之一。

日周节律紊乱

除了HPA轴的过度激活和负反馈调节障碍,抑郁症患者的HPA轴还表现出日周节律的紊乱。正常人皮质醇浓度存在明显的日周节律,即晨高夜低。但抑郁症患者这种节律性往往受到破坏,出现皮质醇基线升高、峰值推迟等改变(8)。

这种日周节律的紊乱可能与抑郁症患者睡眠-觉醒节奏的异常有关。HPA轴与生物钟系统存在密切联系,其日周节律受到中枢生物钟的调控。生物钟紊乱可导致HPA轴的日周节奏失常,从而加重抑郁症状。

总之,HPA轴在焦虑和抑郁的发病机制中均扮演着重要角色。其过度激活、应激反应异常以及负反馈调节障碍等变化,都可通过影响情绪调节相关脑区的结构和功能,加剧焦虑和抑郁症状的发生。未来的研究应进一步探讨HPA轴异常与神经生物学机制的关系,为临床诊治提供新的突破口。

参考文献

1. Vreeburg SA, Zitman FG, van Pelt J, et al. Salivary cortisol levels in persons with and without different anxiety disorders. Psychosom Med. 2010;72(4):340-347.

2. Mantella RC, Butters MA, Amico JA, et al. Salivary cortisol is associated with diagnosis and severity of late-life generalized anxiety disorder. Psychoneuroendocrinology. 2008;33(6):773-781.

3. Dienes KA, Hazel NA, Hammen CL. Cortisol secretion in depressed, and at-risk adults. Psychoneuroendocrinology. 2013;38(6):927-940.

4. Tafet GE, Idoyaga-Vargas VP, Abulafia DP, et al. Correlation between cortisol level and serotonin uptake in patients with chronic stress and depression. Cogn Affect Behav Neurosci. 2001;1(4):388-393.

5. Plotsky PM, Owens MJ, Nemeroff CB. Psychoneuroendocrinology of depression. Hypothalamic-pituitary-adrenal axis. Psychiatr Clin North Am. 1998;21(2):293-307.

6. Stetler C, Miller GE. Depression and hypothalamic-pituitary-adrenal activation: a quantitative summary of four decades of research. Psychosom Med. 2011;73(2):114-126.

7. Holsboer F, Barden N. Antidepressants and hypothalamic-pituitary-adrenocortical regulation. Endocr Rev. 1996;17(2):187-205.

8. Vreeburg SA, Hoogendijk WJ, van Pelt J, et al. Major depressive disorder and hypothalamic-pituitary-adrenal axis activity: results from a large cohort study. Arch Gen Psychiatry. 2009;66(6):617-626.