（Hypothalamic-Pituitary-Adrenal Axis）
Posted on 2009/04/09
台北市立第一女子高級中學生物科許一懿老師
國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯
2009年2月，神經生理學家Michael Meaney發表他和同事的研究結果：受虐兒童不只是容易產生情緒困擾的問題，受虐的經歷還會造成腦的永久性改變。
他們發現：曾經歷受虐事件的孩童，即使在過了幾十年後，其腦中和壓力控制有關的一個基因，仍會受到影響。在先前以大白鼠為對象的實驗結果中，也可觀察到類似的模式：被母親忽略的大白鼠，壓力反應的荷爾蒙系統和正常老鼠不同，這個荷爾蒙系統，也就是下視丘-腦垂腺-腎上腺軸 (hypothalamic–pituitary–adrenal axis，簡稱為HPA) 的回饋控制系統，在受虐動物的神經細胞中，負責製造糖皮質素受體的基因受到影響，這種受體原本可以壓抑HPA反應，在受虐體物體內卻不能正常運作，使得這些動物長期生活在的較高壓力之下。
科學家在人腦內發現相同的現象，Michael Meaney和他的同事在加拿大蒙特婁的麥吉爾大學(McGill University)研究了三組死亡成人的腦部構造，這三組腦的來源分別為：第一組樣本的幼年時期曾有受虐經驗，而且曾經試圖自殺過；第二組樣本也曾經自殺過，但不具受虐兒背景；第三組則是因其他原因猝死，且沒有受虐經驗。
研究人員從樣本的下視丘細胞抽取DNA，檢測糖皮質素受體的基因表現，他們發現：受虐者和受虐老鼠一樣，在這個基因的啟動子區域具有較高的甲基化，使得個體無法表現適當的壓力反應，其他兩個對照組樣本的基因，則沒有這樣的情況。
過去幾十年來，受虐兒在成年時較正常人不健康的證據越來越多，他們不只較易罹患精神疾病，也有較高的比例得到肥胖症、心血管疾病和自體免疫疾病，這項研究提供了進一步探討其生理機制的方向，也可以用來證明：環境因素可造成永久的行為改變，而且是一種後生性的作用，亦即不是基因本身核苷酸序列產生突變，而是基因的調節因子受到影響。
HPA軸是神經內分泌系統的重要部分，參與控制應付緊急狀況的反應，並調節許多身體活動，包括消化、內分泌、免疫系統、心情和情緒以及能量貯存和消耗等。
HPA軸主要包括以下三個部分：
1.下視丘室旁核(paraventricular nucleus)：室旁核神經元具有神經內分泌的功能，可以合成並分泌多種激素，包括儲存在腦垂腺後葉的催產素和抗利尿激素，以及調節腦垂腺前葉的多種釋放激素，其中在HPA軸中所要討論的，主要是促腎上腺皮質激素釋放激素（corticotropin-releasing hormone，CRH）。
2.腦垂腺前葉：CRH可以促進促腎上腺皮質激素（adrenocorticotropic hormone，又作corticotropin，ACTH）的釋放，此激素是由腦垂腺前葉所產生，目標器官則是腎上腺皮質，同時腦垂腺前葉也會分泌β-腦內啡（beta-endorphine），用以減輕身體的痛覺。
3.腎上腺皮質：在ACTH的作用下，可以合成並分泌糖皮質激素（Glucocorticoid），主要是皮質醇(cortisol)。糖皮質激素可以回饋作用於下視丘和腦垂體，分別抑制CRH和ACTH的合成與分泌，產生負回饋控制。
糖皮質激素可以作用在很多器官，主要的功能是調節身體能量的轉換，尤其是葡萄糖的代謝，除了促進胰島分泌升糖素，還可增加糖質新生，用來提高體內可用的燃料；作用在骨骼肌細胞時，會分解肌纖維的蛋白質，將之轉變為血糖；皮質醇還以抗發炎作用聞名，可用來治療關節炎；當作用於大腦時，糖皮質激素可以和皮質激素受體以及糖皮質激素受體結合，這兩種受體存在於許多不同種類的神經元中。
生物體受到緊張刺激持續超過十五分鐘後，糖皮質激素合成明顯增加，在血液中濃度升高，造成身體的一些警戒反應，如提升血糖濃度、增加心跳速率、暫時減弱免疫系統等，幫助生物體隨時應付潛在的危險。但是過量的糖皮質激素可能造成一定程度的傷害，除了免疫力下降，容易感染病原體，還會導致下視丘萎縮，使人或動物處於一種極度緊張、焦慮的狀態，一般認為這種現象就是由於長時間高濃度的糖皮質激素刺激所引起，結果反而減弱了生物體正確應對緊張刺激的能力。
到目前為止，HPA軸與神經學所涉及的情緒紊亂（mood disorders）和官能性疾病都有一定關係，比如焦慮症(anxiety disorder)、躁鬱症(bipolar disorder)、失眠(insomnia)、注意力不足過動症(ADHD)、抑鬱症(major depressive disorder)、倦怠(burnout)、慢性疲勞症候群(chronic fatigue syndrome)、纖維肌痛(fibromyalgia)、過敏性腸綜合症（irritable bowel syndrome）、酗酒（alcoholism）以及前述的創傷後心理壓力緊張症候群(post-traumatic stress disorder)。而抗抑鬱藥（antidepressants）就是主要針對HPA軸，調節其功能的藥物，這也是治療許多疾病的常規藥物。
參考資料:
Campbell,N.A,，J.B.Reece，Biology，2005，7thed.,Pearson Education Inc.
Constance Holden，23 February 2009，ScienceNOW Daily News
維基百科，下丘腦-垂體-腎上腺軸條目
延伸思考：
糖皮質激素可以回饋作用於下視丘和腦垂體，分別抑制CRH和ACTH的合成與分泌，產生負回饋控制。因此在受虐個體的腦中糖皮質激素受體的缺乏可能引起什麼現象，使得他們處於高度壓力的狀態？
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對於下丘腦 - 垂體 - 腎上腺軸，有抑制作用的中藥有：
乾薑 葛根 黃芩 玄參
砂仁 半夏 知母 三七
黃精
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