Cortisol là gì? Các nghiên cứu khoa học về Cortisol

Cortisol là gì?

Cortisol là một hormone steroid quan trọng thuộc nhóm glucocorticoid, được sản xuất chủ yếu tại lớp vỏ giữa (zona fasciculata) của tuyến thượng thận – hai tuyến nhỏ nằm trên đỉnh thận. Đây là hormone chủ yếu tham gia vào việc điều hòa phản ứng của cơ thể với căng thẳng (stress), điều chỉnh chuyển hóa chất dinh dưỡng, duy trì huyết áp và nhịp sinh học, đồng thời kiểm soát các phản ứng viêm và miễn dịch. Vì vai trò trung tâm trong phản ứng stress, cortisol thường được gọi là “hormone căng thẳng”.

Tuy nhiên, cortisol không chỉ hoạt động trong những tình huống nguy cấp. Ở mức độ bình thường, nó giúp duy trì sự ổn định nội môi bằng cách cân bằng năng lượng, hỗ trợ chức năng miễn dịch, và điều phối hoạt động sinh lý của nhiều cơ quan. Sự dao động hàng ngày của nồng độ cortisol, còn gọi là nhịp sinh học cortisol, cũng là một thành phần thiết yếu trong đồng hồ sinh học nội tại của con người.

Cấu trúc hóa học và quá trình tổng hợp

Cortisol có công thức phân tử là:

$C_{21}H_{30}O_{5}$

Cortisol là một hợp chất lipid tan trong chất béo, có nguồn gốc từ cholesterol. Quá trình tổng hợp xảy ra trong tuyến thượng thận thông qua các bước enzyme liên tiếp, dưới sự kiểm soát của trục nội tiết hạ đồi - tuyến yên - tuyến thượng thận (HPA axis). Khi cơ thể bị stress, vùng hạ đồi tiết ra CRH (corticotropin-releasing hormone), kích thích tuyến yên tiết ACTH (adrenocorticotropic hormone), từ đó thúc đẩy tuyến thượng thận tổng hợp và giải phóng cortisol vào máu.

Bạn có thể tìm hiểu chi tiết về cơ chế tổng hợp cortisol tại NCBI – Physiology, Cortisol.

Các chức năng chính của cortisol

Cortisol đóng vai trò trung tâm trong hàng loạt quá trình sinh học then chốt. Dưới đây là các chức năng chính:

1. Điều hòa chuyển hóa

Cortisol ảnh hưởng đến chuyển hóa carbohydrate, protein và lipid. Nó kích thích quá trình tân tạo đường (gluconeogenesis) tại gan, làm tăng nồng độ glucose trong máu để cung cấp năng lượng cho các mô hoạt động, đặc biệt là trong điều kiện stress hoặc đói kéo dài. Đồng thời, cortisol làm tăng phân giải protein ở cơ và phân giải lipid tại mô mỡ để cung cấp nguyên liệu cho gan tổng hợp glucose.

2. Duy trì huyết áp và chức năng tim mạch

Cortisol làm tăng độ nhạy của mạch máu với catecholamine (epinephrine và norepinephrine), giúp duy trì huyết áp. Khi thiếu cortisol, như trong bệnh Addison, bệnh nhân thường bị tụt huyết áp và choáng váng. Bên cạnh đó, cortisol còn ảnh hưởng đến thể tích dịch cơ thể bằng cách tác động gián tiếp đến cân bằng natri và nước.

3. Kiểm soát phản ứng viêm và miễn dịch

Một trong những tác dụng nổi bật của cortisol là ức chế viêm. Nó ngăn chặn hoạt động của các tế bào miễn dịch (như lympho bào và đại thực bào), đồng thời ức chế sản xuất các cytokine tiền viêm như IL-1, IL-6 và TNF-α. Tác dụng này khiến cortisol được sử dụng rộng rãi trong y học như một loại thuốc chống viêm và ức chế miễn dịch trong các bệnh lý như viêm khớp dạng thấp, lupus, hen suyễn hoặc dị ứng nặng.

4. Ảnh hưởng đến giấc ngủ và chu kỳ sinh học

Cortisol có nhịp tiết theo chu kỳ ngày - đêm: cao nhất vào khoảng 6–8 giờ sáng và thấp nhất vào buổi tối. Sự thay đổi này được điều phối bởi vùng dưới đồi và đồng bộ với chu kỳ sáng – tối. Nhịp sinh học cortisol giúp cơ thể thức dậy vào buổi sáng, tăng tỉnh táo, và hỗ trợ kiểm soát cảm xúc trong ngày. Rối loạn nhịp cortisol thường thấy ở người làm ca đêm, lệch múi giờ hoặc gặp rối loạn giấc ngủ.

Cortisol trong phản ứng stress

Cortisol được coi là trụ cột trong phản ứng "chiến đấu hay bỏ chạy" (fight or flight). Trong các tình huống khẩn cấp, cortisol huy động năng lượng nhanh chóng bằng cách giải phóng glucose từ gan, tăng nhịp tim, tăng huyết áp và ức chế các chức năng không thiết yếu như tiêu hóa và sinh sản. Mục tiêu là tối ưu hóa hoạt động thể chất và tinh thần để ứng phó với mối đe dọa.

Tuy nhiên, nếu tình trạng stress kéo dài, việc tăng cortisol mãn tính có thể dẫn đến hậu quả xấu như rối loạn tâm thần, rối loạn chuyển hóa (tăng đường huyết, kháng insulin), rối loạn giấc ngủ, béo bụng, loãng xương, và hệ miễn dịch suy yếu.

Rối loạn liên quan đến cortisol

Nồng độ cortisol bất thường – quá cao hoặc quá thấp – đều có thể gây rối loạn nội tiết nghiêm trọng:

1. Hội chứng Cushing

Hội chứng Cushing xảy ra khi cơ thể tiết ra quá nhiều cortisol. Nguyên nhân có thể là do u tuyến yên tiết ACTH (bệnh Cushing), u tuyến thượng thận hoặc do dùng thuốc corticosteroid kéo dài. Triệu chứng bao gồm tăng cân tập trung vùng bụng, mặt tròn như mặt trăng, da mỏng, bầm tím dễ dàng, yếu cơ và loãng xương. Đây là tình trạng cần được chẩn đoán và điều trị sớm để ngăn ngừa biến chứng tim mạch và chuyển hóa. Tham khảo: Endocrine Society - Cushing's Syndrome.

2. Bệnh Addison

Bệnh Addison là tình trạng suy tuyến thượng thận mạn tính, dẫn đến thiếu hụt cortisol và đôi khi cả aldosterone. Nguyên nhân thường gặp nhất là tự miễn, ngoài ra có thể do nhiễm trùng (lao, HIV), di căn ung thư hoặc tác dụng phụ của thuốc. Bệnh nhân có triệu chứng mệt mỏi, sạm da, huyết áp thấp, rối loạn tiêu hóa và thèm ăn muối. Điều trị bằng hormone thay thế là bắt buộc để duy trì sự sống.

Xét nghiệm cortisol

Các xét nghiệm đánh giá cortisol bao gồm:

• Xét nghiệm máu: Đo cortisol huyết tương vào buổi sáng (thường vào 8 giờ sáng) và buổi tối để đánh giá nhịp sinh học.
• Xét nghiệm nước bọt: Được dùng phổ biến để đánh giá mức cortisol vào buổi tối, đặc biệt trong chẩn đoán hội chứng Cushing.
• Xét nghiệm nước tiểu 24 giờ: Đo lượng cortisol tự do để đánh giá tổng lượng tiết ra trong ngày.
• Test kích thích ACTH: Kiểm tra phản ứng tuyến thượng thận trong nghi ngờ bệnh Addison.
• Test ức chế dexamethasone: Giúp chẩn đoán hội chứng Cushing bằng cách ức chế trục HPA.

Thông tin chi tiết có thể xem tại: Lab Tests Online – Cortisol Test.

Vai trò trong điều trị và thuốc liên quan đến cortisol

Cortisol tổng hợp được sản xuất dưới nhiều dạng thuốc như hydrocortisone, prednisolone, dexamethasone... Chúng được sử dụng rộng rãi trong điều trị viêm, dị ứng, bệnh tự miễn, ung thư và sau cấy ghép. Mặc dù hiệu quả, các thuốc này có thể gây nhiều tác dụng phụ nếu dùng kéo dài, bao gồm loãng xương, tăng huyết áp, tiểu đường, tăng nguy cơ nhiễm trùng, và hội chứng Cushing do thuốc.

Kết luận

Cortisol là một hormone không thể thiếu trong cơ thể, giúp con người thích nghi với stress, duy trì hoạt động sinh lý ổn định và hỗ trợ hệ miễn dịch. Tuy nhiên, sự mất cân bằng về cortisol – dù tăng hay giảm – đều có thể dẫn đến các bệnh lý nghiêm trọng cần được phát hiện và điều trị kịp thời. Việc hiểu biết đúng về cortisol giúp bạn kiểm soát tốt hơn sức khỏe thể chất lẫn tinh thần, đồng thời cảnh giác với các dấu hiệu rối loạn nội tiết có thể xảy ra.