Il rilascio dei glucocorticoidi da parte del surrene è regolato da ormoni secreti da diverse aree del Sistema Nervoso Centrale ma, in particolar modo, dall'ipotalamo che produce e secerne il CRH il quale,a sua volta, stimola l'ipofisi a produrre l'ACTH.Il CRH è il principale fattore ipofisiotropo ACTH-rilasciante ed è un polipeptide di 41 aminoacidi isolato per la prima volta da tessuto ipotalamico ovino nel 1981 (Vale et al. 1981), e successivamente anche da tessuto ipotalamico umano (hCRH). Neuroni CRH-secernenti sono presenti in diverse aree cerebrali, sia a livello ipotalamico sia in sedi extraipotalamiche (Orth et al. 1992). A livello ipotalamico sono stati massivamente identificati nella porzione parvicellulare del nucleo sovraottico e paraventricolare (Swanson et al. 1987).A livello extra-ipotalamico, essi sono presenti in numerose sedi del SNC, quali corteccia cerebrale, talamo, nuclei telencefalici, ippocampo, amigdala, nucleo dorsale del vago, sistema limbico e locus coeruleus (Orth, 1992). Inoltre il CRH si trova anche a livello del liquido cefalorachidiano ed è prodotto e secreto in diverse strutture periferiche quali placenta, cuore, pancreas, tratto gastroenterico, testicolo e midollare surrenalica (Orth, 1992).Sono stati dimostrati recettori per il CRH anche nella cute, che è in grado di produrre ACTH, MSH e β-endorfine (Slominski et al. 1998).La presenza del CRH in aree extraipotalamiche ed in tessuti periferici avvalora l'ipotesi che la sua azione biologica non sia limitata all'ipofisi ed alla regolazione della secrezione dell'ACTH, ma coinvolga altri bersagli encefalici, provocando svariati effetti (Johnson et al. 1994). Sia nell'animale che nell'uomo, infatti, la somministrazione endovenosa di CRH determina l'inibizione di funzioni connesse all'alimentazione ed al comportamento sessuale (Sutton et al.,1982;Sirinathsinghji et al.,1983;Rivier et al.,1991;Orth,1992;Johnson et al.,1994;Magiakou et al.,1996;Eghbal-Ahmadi et al.,1997). Si ipotizza inoltre che il CRH possa modulare la funzione riproduttiva, in quanto in grado di ridurre la concentrazione dell'ormone luteinizzante (LH) e la sintesi del testosterone in coltura (Petraglia et al.,1987;Dufau et al.,1989).L'attività del CRH sulla secrezione dell'ACTH è mediata dal sottotipo recettoriale CRH-R1 presente in elevata quantità a livello ipofisario (Wynn et al.,1983). È stato individuato un secondo sottotipo recettoriale, definito CRH-R2, che ha una diversa localizzazione e una minore affinità per il CRH.Entrambi i sottotipi sono accoppiati a G-protein e sono in grado di trasmettere il segnale all'interno delle cellule ipofisarie attraverso il sistema dell'AMPciclico e della protein-kinasi A (Labrie et al.,1982;Cortright et al., 1997). Dopo l'interazione tra il CRH ed il suo recettore deriva la trascrizione del gene codificante per il polipeptide POMC. L'espressione di tali recettori è regolata in modo negativo dai livelli di CRH, AVP e dei glucocorticoidi circolanti (fenomeno del down-regulation). Il CRH-R1 ipofisario sembrerebbe inoltre coinvolto nell'effetto ansiogeno del CRH, mentre il sottotipo CRH-R2 sarebbe implicato nella regolazione a livello centrale della risposta ansiolitica e nell'adattamento allo stress. (Kishimoto et al.,2000).Un altro importante modulatore dell'asse HPA è l'arginina-vasopressina (AVP), un peptide prodotto nella porzione magnocellulare ed in quella parvicellulare del nucleo paraventricolare e nel nucleo sovraottico. Esso viene secreto in risposta all'aumento dell'osmolarità plasmatica o, analogamente, alla deplezione del volume plasmatico. Dai suddetti nuclei viene veicolato verso l'ipofisi posteriore e verso l'eminenza mediana. Inizialmente si riteneva fosse il principale fattore ACTH-stimolante ma, in seguito ad alcune osservazioni sia nei topi che nell'uomo, il suo ruolo sulla regolazione dell'asse HPA venne ridimensionato. Oggi si ritiene che eserciti un'azione modulatoria sulla secrezione di ACTH in stretta associazione con l'azione del CRH (Orth, 1992;Janssens et al., 1995). L'AVP esplica la propria azione ACTH-secernente interagendo con i recettori V3 ad alta affinità espressi a livello dell'adenoipofisi; si tratta di recettori accoppiati con la via dei fosfoinositidi e della protein-kinasi C (Raymond et al.,1985). È stato recentemente scoperto, inoltre, che il recettore V1b potenzia l'effetto ACTH-secernente del CRH. Tutti questi recettori, come tra l'altro quelli per il CRH, sono soggetti a down-regulation mediata dalla vasopressina stessa, come dimostrato da studi sia in vitro che in vivo (Makara et al.,1995).L'ACTH, secreto dall'adenoipofisi secondo un ritmo circadiano, stimola la funzione steroidogenica ed il trofismo della ghiandola surrenalica, legandosi a specifici recettori di membrana e utilizzando come secondo messaggero l'AMP-ciclico.Il principale ormone secreto a livello surrenalico, sotto l'influenza dell'ACTH, è il cortisolo che svolge la sua azione grazie a recettori appartenenti alla superfamiglia dei recettori nucleari, che sono presenti nel citoplasma e sono in grado di attraversare la membrana nucleare e di riconoscere una sequenza genomica chiamata HRE (Hormone Recognition Element). Questo legame attiva od inattiva la trascrizione genica (Faglia et al.,2006). La steroidogenesi ha come substrato il colesterolo, proveniente dalla dieta o sintetizzato dalle cellule epatocitarie a partire dall'acetato, che viene captato dalle cellule della corteccia surrenalica attraverso recettori di membrana per le LDL, il cui numero aumenta dopo esposizione prolungata all'ACTH. La tappa iniziale è rappresentata dalla trasformazione del colesterolo in pregnenolone da parte dell'enzima 20-22 desmolasi e, poi, in progesterone dalla 3-β-idrossisteroido-deidrogenasi. In seguito si ha la formazione del 17-OH-progesterone oppure la sintesi metabolica può seguire una via alternativa con produzione di 17-OH-pregnenolone ad opera della 17-α-idrossilasi.Segue la sintesi dell'11-desossicortisolo per intervento dell'enzima 21idrossilasi ed, infine, quella di cortisolo catalizzata dall'11-β-idrossilasi nella zona fascicolata e di corticosterone nella zona glomerulare.Il cortisolo, secreto in forma libera, circola nel sangue legato in gran parte alla transcortina.(CBG, Cortisol Binding Globulin) ed in minor misura all'albumina; la frazione libera è quella biologicamente attiva.In condizioni basali, il cortisolo è legato alla transcortina per il 70-75% e per il 15-20% all'albumina, mentre l'8-10% circola libero, alla concentrazione di circa 1µg/dl. La CBG ha un'alta affinità per il cortisolo ma non lega gli altri steroidi di sintesi, quali il desametasone ed il betametasone. Il cortisolo, prima di venire escreto, subisce numerose modificazioni a livello epatico in seguito alle quali si ha la formazione di tetraidrocortisolo e tetraidrocortisone, che sono modificati fino a dare origine ad acidi cortolici e cortolonici, i quali vengono escreti. Più del 95% dei metaboliti del cortisolo e del cortisone , tuttavia, è coniugato nel fegato con acido glucuronico ed in minor parte con acido solforico e, dopo tale processo, rientrano in circolo per essere eliminati con le urine. Il cortisolo, inoltre, può essere trasformato in 6-βidrossicortisolo che, per la sua alta idrosolubilità, può essere escreto nelle urine inalterato.Infine può essere convertito in cortisone anche a livello dei tubuli renali. I glucocorticoidi esercitano un'azione a diversi livelli (Harrison et al.,2005):-Metabolismo intermedio: attraverso l'inibizione della sintesi del genoma sia a DNA che a RNA e della sintesi proteica, favorendo inoltre il catabolismo delle proteine; stimolano la gluconeogenesi aumentando conseguentemente la glicemia e la secrezione di insulina da parte delle cellule β pancreatiche; riducono la captazione del glucosio da parte del tessuto adiposo e muscolare.Essi hanno anche un'azione lipolitica con liberazione di acidi grassi e glicerolo.-Equilibrio idro-elettrolitico: a livello renale.-Metabolismo calcio-fosforico: riducendo l'assorbimento intestinale di calcio con aumento successivo della calciuria ed, in seguito alla comparsa di ipocalcemia, dei livelli circolanti di paratormone (PTH); regolano, inoltre, il riassorbimento tubulare dei fosfati, causando fosfaturia ed ipofosforemia.-Crescita corporea: con arresto della crescita scheletrica e precoce saldatura delle cartilagini di coniugazione nei bambini. Si verifica l'inibizione della secrezione dell'ormone della crescita (GH) e dei fattori di crescita oppure l'induzione della produzione di inibitori del fattore di crescita insulino-simile (IGF-I).-Sistema immunitario: con incremento dei polimorfonucleati e riduzione dei linfociti, dei monociti e degli eosinofili; si può verificare l'inibizione del fenomeno di migrazione delle cellule infiammatorie nella sede della lesione, comportando un'aumentata suscettibilità nei confronti dei processi infettivi -Sistema cardiovascolare: con aumento della portata cardiaca e del tono vascolare sia in modo diretto attraverso il sistema renina-angiotensina sia indiretto aumentando la sensibilità alle catecolamine.-Sistema neuropsichico: favorendo la comparsa di euforia, comportamenti maniacali e psicosi.-Apparato visivo: aumentando la pressione endooculare e favorendo la comparsa di glaucoma e, a volte, di cataratta.Numerosi neurotrasmettitori e neuromodulatori sono in grado di influenzare l'attività dell'asse HPA, agendo sia direttamente a livello ipofisario sia a livello ipotalamico, regolando la secrezione di CRH e/o di AVP. L'ossitocina è un neurormone sintetizzato prevalentemente nei neuroni magnocellulari dei nuclei sovraottico e paraventricolare ed esercita nell'animale una debole azione stimolatoria sul rilascio di ACTH (Gibbs et al.,1984). Gli studi compiuti nell'uomo hanno documentato una possibile azione sia stimolatoria che inibitoria (Legros et al.,1982;Lewis & Sherman,1985). I neurotrasmettitori del sistema simpatico adrenalina e noradrenalina agiscono sia a livello ipotalamico che ipofisario, come modulatori positivi rispettivamente della secrezione di CRH (Schulz & Lehnert, 1996) e della risposta corticotropa al CRH stesso (Hirsch & Moore, 1968;Vale et al., 1977;Plotsky et al.,1988). Si crede che l'effetto stimolatorio sulla secrezione di CRH sia mediato dai recettori α1-adrenergici (Hillhouse et al., 1975;Al-Damluji et al., 1987;Spinelli et al., 1988), mentre i recettori α2 avrebbero un effetto opposto. Il ruolo svolto dai recettori β-adrenergici è invece più controverso, essendo stato dimostrato un effetto sia stimolatorio sia inibitorio sull'asse HPA (Tilders et al., 1982).È stata dimostrata sperimentalmente nell'animale un'influenza inibitoria sulla secrezione dei peptidi derivati della POMC da parte della dopamina (Sharp et al., 1982); nell'uomo essa non sembra avere, comunque, un effetto significativo sulla secrezione di ACTH, almeno in condizioni fisiologiche (Grattan, 2001). L'acetilcolina ha nell'animale un forte effetto positivo sul rilascio di CRH da parte delle cellule ipotalamiche, legandosi sia ai recettori di tipo muscarinico sia a quelli di tipo nicotinico (Jones & Hillhouse, 1977). Anche nell'uomo il sistema colinergico pare avere un'azione stimolatoria sull'attività dell'asse HPA, sebbene non ci siano in letteratura dati molto chiari (Copolov et al., 1983;Evans et al.,1986).La serotonina agisce sull'asse HPA con un'azione sia stimolatoria che inibitoria, interagendo con diversi sottotipi recettoriali presenti in sede sia ipotalamica che ipofisaria. Essa è in grado di influenzare l'asse modulandone la secrezione basale, le variazioni circadiane, la risposta agli stress ed il feed-back negativo esercitato dai glucocorticoidi. L'effetto positivo in condizioni basali è principalmente mediato dal legame con i recettori di tipo 5HT1 situati nell'ipotalamo (Jones & Hillhouse, 1977;Gibbs & Vale, 1983), mentre l'effetto inibitorio sembra esplicarsi soprattutto attraverso il controllo del sistema limbico, responsabile della regolazione della secrezione di ACTH in condizioni di stress (Telegdy & Kardos, 1975). L'istamina promuove nell'animale il rilascio di AVP e di ossitocina dai neuroni del nucleo magnocellulare dell'ipotalamo (Kjaer et al.,1995), partecipa ai meccanismi di feed-back mediato dai glucocorticoidi (Portaleone et al., 1980) e modula la secrezione di ACTH sia in condizioni basali sia in situazioni di stress (Rudolph et al.,1979;Reilly & Sigg, 1982). Nell'uomo, agendo sui recettori H1, svolge prevalentemente un ruolo eccitatorio sulla secrezione di ACTH, sia in condizioni basali sia sotto stress (Jorgensen et al., 1996).Anche il GABA (acido γ-aminobutirrico) influenza, sia nell'uomo che nell'animale, l'attività dell'asse HPA, avendo un'azione prevalentemente inibitoria. Esso agisce a livello ipotalamico, attraverso connessioni neuronali tra sistema neurotrasmettitoriale GABA-ergico e neuroni secernenti ormoni ipofisiotropi (Chen et al., 1996). L'azione del GABA deriva dall'interazione con uno specifico recettore, accoppiato ad un sistema di trasduzione costituito da un canale per il cloro, la cui apertura iperpolarizza la membrana cellulare.Il sottotipo recettoriale A è un complesso macromolecolare che presenta specifici e diversi siti di legame per il GABA, le benzodiazepine ed i barbiturici (Tallman et al., 1980;Bowery et al., 1984;Braestrup & Nielsen, 1993;Breier et al., 1990). È stato dimostrato che l'inoculazione di picrotossina, un antagonista del GABA, nel terzo ventricolo del topo aumenta la risposta surrenalica allo stress (Jones & Hillhouse,1977), facendo ipotizzare un coinvolgimento delle vie GABA-ergiche nella normale risposta dell'asse HPA allo stress. Studi compiuti nell'uomo hanno evidenziato che la somministrazione di agonisti recettoriali (muscimolo e baclofen, rispettivamente agonisti del recettore tipo A e tipo B), di inibitori di enzimi implicati nel catabolismo del GABA (acido GABA-γ-vinilico) è in grado di ridurre i livelli sierici di cortisolo sia in condizioni basali che in risposta all'ipoglicemia insulino-indotta (Breier et al., 1992).Anche gli agonisti dei peptidi oppioidi sono in grado, nell'animale, di influenzare l'attività dell'asse HPA a seconda della modalità di somministrazione: in acuto provocano un aumento dei livelli di ACTH e βendorfine, mentre in cronico determinano l'inibizione dell'asse (Reina et al.,1980). Nell'uomo esercitano principalmente un'azione inibitoria sulla secrezione ipotalamica di CRH (Auernhammer et al., 1992), mediante un meccanismo diretto o mediato dall'adrenalina. Inoltre, gli oppioidi sembrano regolare la risposta ad alcuni stimoli (Grossman et al., 1982;Inder et al., 1996), ma non influenzano il ritmo circadiano, come dimostrato dal fatto che il naloxone, un antagonista dei recettori per gli oppioidi, aumenta la secrezione di ACTH e cortisolo in modo indipendente dal momento della giornata in cui viene somministrato (Grossman et al., 1982).Infine, recentemente, è stato scoperto il ruolo,nella regolazione dell'asse HPA, delle orexine A e B, peptidi ipotalamici coinvolti nel controllo del food-intake e del ritmo sonno-veglia (Kukkonen et al.,2002), i cui recettori sono stati identificati nel nucleo paraventricolare, nell'ipofisi e nella corteccia surrenalica (Spinazzi et al.,2006).Nell' ipotalamo sono stati identificati numerosi fattori periferici di natura ormonale e metabolica con azione CRF-simile.Il glucagone e la proteina glucagone-like sono presenti a tutti i livelli dell'asse ipotalamo-ipofisi-surrene ed agiscono su specifici recettori, esercitando effetti inibitori sulla secrezione di ACTH e stimolatori sull'AVP (Nurdorfer et al., 2000). Nell'uomo l'effetto ACTH-secretagogo del glucagone, se somministrato per via intramuscolare, è più potente di quello di AVP e del CRH (Nurdorfer et al., 2000). È stato dimostrato che dalla demolizione proteolitica dell'ormone deriva un frammento peptidico con attività ACTHliberatrice (Arvat et al., 2000). L'angiotensina II possiede un'azione stimolatoria nell'animale, sia in condizioni basali sia sotto stress (Capponi et al., 1982), mentre nell'uomo esercita effetti di tipo stimolatorio solo in alcune condizioni stressogene quale ad esempio l'emorragia (Andersson et al., 1995).Anche la somatostatina-28, in base ai risultati di studi sperimentali condotti sull'animale, svolge un ruolo inibitorio sia sulla secrezione ipofisaria di ACTH sia sulla secrezione surrenalica di adrenalina indotte dallo stress (Brown et al., 1984).Recentemente è stato dimostrato che il neuropeptide galanina possiede proprietà stimolanti sulla secrezione delle cellule corticotrope (Arvat et al., 1998a;Ceresini et al., 1997).Studi nell'animale hanno dimostrato un controllo con feed-back positivo sull'asse HPA da parte degli acidi grassi liberi (Wildmaier et al., 1992(Wildmaier et al., e 1995Ottosson et al.,1994;Sarel et al.,1995). Nell'uomo la somministrazione acuta di FFA ha evidenziato l'inibizione spontanea della secrezione di ACTH e cortisolo, senza alterare la risposta al CRH, come ad indicare che abbiano un'attività a livello sovra-ipofisario (Lanfranco et al.,2004).Le citochine esplicano un'azione prevalentemente stimolatoria (Turnbull, 1998) ed, in particolare, l'IL-1 è in grado di indurre, a lungo termine, modificazioni plastiche dei neuroni CRH-ergici (Dunn, 1999), responsabili dell'iperrisposta dell'asse HPA allo stress.Più recentemente è stato inoltre osservato che anche ghrelin, ormone prevalentemente gastrico, ma espresso anche a livello ipotalamo-ipofisario, possiede un potente effetto stimolatorio sull'asse HPA, sia nell'animale che nell'uomo. Ghrelin svolge la sua attività neuroendocrina mediante l'attivazione di specifici recettori, definiti GHS-R tipo 1a, cui si legano anche sostanze sintetiche peptidiche e non-peptidiche, note come GH-secretagoghi (GHS) e dotate di un potente effetto GH-, ACTH-e PRL-secernente in vivo, sia nell'animale che nell'uomo. (Bowers, 1993;Ghigo et al., 1997Ghigo et al., e 1999.In particolare, sia ghrelin sia i GHS sintetici hanno mostrato un rilevante effetto stimolatorio sulla secrezione di ACTH e cortisolo dopo somministrazione acuta (Korbonits et al.,1995;Arvat et al., 1997;Ghigo et al., 1997Ghigo et al., e 1999. Tuttavia, non è documentata alcuna significativa variazione dei livelli di cortisolo dopo trattamento cronico con i GHS (Chapman et al., 1996;Copinschi et al.,1996). L'effetto stimolatorio acuto di ghrelin sull'asse HPA non mostra differenze sesso-dipendenti né modificazioni nel corso dell'invecchiamento (Broglio et al., 2003).Sia nell'animale che nell'uomo l'effetto stimolatorio di ghrelin e dei GHS sull'ACTH, almeno in condizioni fisiologiche, sembra essere mediato da meccanismi centrali e non direttamente indirizzati alle cellule corticotrope ipofisarie. Infatti, sia ghrelin che i GHS non sono capaci di liberare ACTH da cellule ipofisarie in vitro (Hickey et al., 1996).Ci sono evidenze a favore di un effetto mediato dalla liberazione di CRH e/o AVP.L'attività ACTH-e cortisolo-secernente dei GHS è influenzata dal feed-back negativo mediato dai glucocorticoidi, come dimostra l'evidenza nell'uomo che la risposta dell'ACTH ad Hexarelin, un peptide GH-secretagogo, viene inibita dal pretrattamento con desametasone  e potenziata dal pretrattamento con metopirone, un farmaco che sopprime la sintesi di cortisolo mediante inibizione dell'enzima 11-β-idrossilasi (Arvat et al., 1999). L'effetto positivo di ghrelin e dei GHS sulla secrezione di ACTH sembra essere il principale meccanismo dell'incremento successivo della secrezione di cortisolo (Thomas et al., 1997). Non sono stati ancora dimostrati, infatti, effetti diretti di ghrelin e dei GHS sulla steroidogenesi surrenalica.