За что отвечают гипофиз и гипоталамус.

Что такое гипоталамус? На что он влияет? Приведём пример: у вас урчит в животе. Вы не позавтракали с утра, вас наполняет чувство голода и вы готовы съесть любой продукт, увиденный на прилавке магазина. Вы не можете сконцентрироваться на том, чем занимаетесь, и голова занята только мыслями о еде. Вам настолько некомфортно, что в конце концов вы решаете поесть. Знакомо?

За весь этот процесс отвечает гипоталамус. Где находится гипоталамус? Эта небольшая подкорковая структура расположена в центре мозга . Размером всего с горошину, гипоталамус отвечает за такие жизненно важные функции нашего организма, как, например, голод, регулируя гомеостаз. Без гипоталамуса мы бы не знали когда нам нужно поесть и умирали бы с голоду.

Если Вы хотите узнать больше о гипоталамусе, не пропустите раздел “Подробнее о …” в конце этой статьи!

Гипоталамус регулирует пищевое поведение через ощущение голода и сытости.

Что такое Гипоталамус?

Каково строение гипоталамуса? Гипоталамус – мозговая структура, вместе с таламусом формирующая промежуточный мозг. Он является частью и содержит наибольшее разнообразие нейронов во всём головном мозге. Гипоталамус контролирует эндокринную и вегетативную организма. Это эндокринная железа, выделяющая гормоны, ответственные за поддержание вида, и регулирующая секрецию гормонов гипофиза. Гипоталамус и гипофиз формируют гипоталамо-гипофизарную систему. Гипоталамус содержит два вида секреторных нейронов: мелкоклеточные (выделяют пептидные гормоны) и крупноклеточные (выделяют нейрогипофизарные гормоны).

Общий когнитивный тест от CogniFit

Где находится Гипоталамус? Правильное расположение – это важно

Гипоталамус расположен под таламусом (отсюда и его название). Кроме того, он ограничен терминальной пластинкой, маммилярными (сосцевидными) частями, внутренней капсулой мозга и оптической хиазмой. Соединяется с гипофизом через гипофизарный стебель. Такое центральное расположение гипоталамуса в мозге позволяет ему прекрасно коммуницировать, получая информацию (афференции) от различных структур тела, и отправляя информацию (эфференции) другим.

Расположение Гипоталамуса (выделен жёлтым) в сагиттальном разрезе мозга. Источник: Tirotactico.

Зачем нужен Гипоталамус? Как он сохраняет нам жизнь

Фукнции гипоталамуса жизненно важны. Он регулирует голод и сытость, поддерживает температуру тела, регулирует сон, отвечает за любовные отношения и агрессию, а также формирует эмоции. Большинство этих функций регулируется посредством взаимодействия гормонов между собой.

• Голод: когда наше тело обнаруживает отсутствие достаточных запасов энергии и нуждается в питании, оно отсылает Грелин (гормон) в гипоталамус, с указанием, что нам пора поесть. Далее гипоталамус выделяет гормон, отвечающий за чувство голода – Нейропептид Y. В приведённом в начале статьи примере гипоталамус выделял большое количество Нейропептида Y, в связи с чем наше чувство голода было очень сильным.
• Сытость : Напротив, когда мы поели достаточно, наше тело должно сообщить мозгу, что мы больше не нуждаемся в питании и нужно прекратить есть. В процессе еды наше тело производит инсулин, который увеличивает производство гормона, называемого лептин. Лептин перемещается по крови до вентромедиального ядра гипоталамуса, и, дойдя до его рецептора, тормозит производство Нейропептида Y. Как только прекращается выделение Нейропептида Y, наступает сытость, и мы больше не испытываем чувство голода.
• Жажда : Как и с голодом, как только наш организм начинает нуждаться в большем количестве воды, гипоталамус высвобождает антидиуретический гормон (или вазопрессин), предотвращающий излишнюю потерю воды и регулирующий приём жидкостей.
• Температура: температура крови, поступающей к гипоталамусу, будет определяющей для того, нуждаемся ли мы в снижении или повышении температуры тела. Если температура слишком высокая, необходимо её понизить, отдав тепло, что приведёт к тому, что передняя доля гипоталамуса (Передний гипоталамус) ингибирует его заднюю долю, запуская ряд процессов, ведущих к понижению температуры (например, потоотделение). Наоборот, если температура тела слишком низкая, нам нужно произвести больше тепла, в связи с чем задний отдел гипоталамуса (Задний Гипоталамус) ингибирует переднюю долю. Таким образом, посредством гипоталамо-гипофизарной оси, выделяются тиреотропный гормон (ТТГ) и адренокортикотропный гормон (АКТГ), способствующие сохранению тепла.
• Сон: Причиной того, что нам так сложно спать с включённым светом, также является гипоталамус. Цикл сна-бодрствования имеет циркадный ритм. Структура, отвечающая за регулирование циркадного цикла, представляет собой группу нейронов среднего гипоталамуса, которая называется супрахиазматическое ядро. Cупрахиазматическое ядро получает информацию от ганглионарных клеток сетчатки посредством ретино-гипоталамического тракта. Именно так сетчатка определяет перемены в освещении и отсылает эту информацию супрахиазматическому ядру. Эта группа нейронов обрабатывает информацию, отправленную шишковидному телу (или эпифизу). Если сетчатка обнаруживает, что освещения нет, шишковидное тело выделяет мелатонин, способствующий засыпанию. Если же сетчатка находит свет, эпифиз сокращает выработку мелатонина, что приводит к бодрствованию.
• Поиск пары и агрессивность : Эти два типа поведения (отличающиеся у людей, но все же связанные с животным миром) регулируются все той же частью гипоталамуса (вентромедиальным ядром). Есть нейроны, которые активируются только при романтических отношениях, а есть и такие, котороые активируются при агрессивном поведении. Однако существуют нейроны, которые приходят в действие в обоих случаях. В этой ситуации миндалина мозга отсылает информацию, связанную с агрессией, в приоптическую область гипоталамуса, чтобы та произвела гормоны, соответствующие данной ситуации.
• Эмоции: Наши эмоции сопровождаются физиологическими изменениями. Вероятнее всего мы испытаем , если нам придётся идти ночью по тёмной улице, с которой доносятся странные звуки. Наш организм должен быть готов к любым ситуациям, поэтому гипоталамус отправляет информацию в разные части тела (учащается дыхание, сердечный ритм, сужаются кровеносные сосуды, расширяются зрачки и напрягаются мышцы). Так мы можем заметить любую угрозу, убежать или защититься при необходимости. Таким образом, гипоталамус отвечает за физиологические изменения, связанные с эмоциями.

Хотите проверить свои эмоции? Пройдите когнитивный тест CogniFit на депрессию!

Как связаны Гипоталамус и любовь?

Эмоции управляются Лимбической Системой. Гипоталамус является частью этой системы и ответственен за донесение всему телу информации о том, какая эмоция у нас сейчас преобладает. Несмотря на то, что наши чувства сложно понять, известно, что именно гипоталамус отвечает за чувство любви. Гипоталамус производит фенилэтиламин – , схожий по действию с амфетаминами, что объясняет приятные и эйфоричные ощущения при влюблённости. Кроме того, происходит выброс адреналина и , что приводит к увеличению сердечного ритма, усиливается поступление кислорода и повышается кровяное давление (вызывая ощущения, известные как “бабочки в животе”). С другой стороны, мозг производит , который позволяет нам быть внимательными к человеку, вызвавшему наши чувства, и , влияющий на наше настроение. Поэтому если мы хотим объяснить почему так важен гипоталамус, достаточно просто сказать, что без него мы не способны влюбляться!

Как связаны Гипоталамус и Гипофиз?

Гипоталамус регулирует секрецию гормонов гипофиза (или питуитарной железы), с которым связан посредством воронки. Гипофиз также является эндокринной железой и расположен под гипоталамусом, защищённый с помощью турецкого седла (костное образование нашего черепа, напоминающее по форме седло). Его функция заключается в направлении в кровь гормонов, которые, как определяет гипоталамус, необходимы нашему телу для регулирования гомеостаза, другими словами, для восстановления равновесия организма и саморегуляции температуры нашего тела. Гипоталамус и гипофиз так тесно связаны, что формируют гипоталамо-гипофизарную систему. Друг без друга они бы не могли полноценно функционировать. Другими словами, гипофиз помогает гипоталамусу распространять своё влияние по всему телу, задействуя железы, недоступные гипоталамусу.

Что происходит при дисфункции Гипоталамуса? Болезни и поражения

Учитывая важность гипоталамуса, повреждение любого из его ядер может привести к летальному исходу. Например, при поражении центра насыщения (в связи с чем мы становимся неспособными испытывать чувство сытости), мы начнем испытывать постоянный голод и есть без остановки, со всеми вытекающими осложнениями для нашего здоровья. Наиболее часто встречающиеся патологии:

• Синдром несахарного диабета: вызван дисфункциями супраоптического, паравентрикулярного ядер и супраоптикогипофизарного тракта. При этом синдроме из-за пониженного производства АДГ происходит увеличение потребления жидкости, сопровождающееся обильным мочеиспусканием (полиурия).
• Травма каудолатеральной части гипоталамуса: при повреждении этого участка гипоталамуса снижаются как симпатические функции, так и температура тела.
• Нарушения ростромедиального отдела гипоталамуса: при поверждении этой области гипоталамуса снижаются парасимпатические функции, однако температура тела увеличивается.
• : при повреждении сосцевидных ядер (тесно связанных с и, соответственно, с памятью) происходит так называемая антероградная амнезия, другими словами, нарушение памяти о событиях, неспособность запоминать новые события. Люди с таким синдромом склоны заполнять “пробелы” в своей памяти вымышленными ситуациями (тем самым компенсируя забытые воспоминания, без намерения обмануть), то есть событиями, которые не имели место в их жизни или не соответствуют действительности. Несмотря на то, что это нарушение в основном связано с хроническим алкоголизмом, оно также может быть вызвано дисфункциями маммилярных отростков и их соединений (как, например, гиппокамп или медиодорсальное ядро таламуса).

Подробнее о…

Какие гормоны вырабатывает Гипоталамус?

Принцип работы гипоталамуса основан на производстве гормонов. Поэтому важно знать какие виды гормонов он выделяет:

• Нейрогормоны : антидиуретический гормон (АДГ) и Окситоцин.
• Гипоталамические факторы : Ангиотензин II (AII), пролактин-ингибирующий фактор (ПИФ), соматотропин-ингибирующий фактор (СИФ или соматостатин), гормон, высвобождающий адренокортикотропный гормон или кортикотропин (КРГ), гонадотропин-высвобождающий гормон (ГНРГ), тиротропин-высвобождающий гормон (ТРГ) и соматропин-высвобождающий гормон (“гормон роста” или соматокринин).

Ядра Гипоталамуса и их функции

Из каких ядер состоит Гипоталамус и для чего они предназначены? Как мы уже рассмотрели ранее, гипоталамус состоит из большого числа ядер (групп нейронов), и каждое из них выполняет ту или иную фукнцию. Основные ядра:

• Аркуатное ядро : несёт эмоциональную функцию гипоталамуса. Кроме того, выполняет важнейшую эндокринную функцию, синтезируя гипоталамические пептиды и нейротрансмиттеры. Отвечает за производство гонадотропин-высвобождающего гормона (ГНРГ), также известного, как как лютеинизирующий гормон (люлиберин).
• Переднее гипоталамическое ядро : отвечает за потерю тепла через потоотделение. Также ответственно за ингибирование высвобождения тиротропина в гипофизе.
• Заднее гипоталамическое ядро : его функцией является удерживание тепла когда нам холодно.
• Боковые ядра : регулируют ощущения голода и жажды. Когда обнаруживается дефицит сахара или воды, пытаются восстановить баланс, побуждая нас принять пищу или воду.
• Сосцевидное ядро : тесно связан с гиппокампом и памятью.
• Паравентрикулярное ядро : регулирует секрецию гипофиза посредством синтеза гормонов, таких как окситоцин, вазопрессин и гормон, высвобождающий адренокортикотропин (КРГ).
• Преоптическое ядро : влияет на парасимпатические функции, такие как приём пищи, движение и романтические отношения.
• Супраоптическое ядро : отвечает за регулирование кровяного давления и баланс жидкостей в организме посредством производства антидиуретического гормона (АДГ).
• Супрахиазматическое ядро : регулирует Циркадные Ритмы и отвечает за флуктуацию гормонов, задействованных в этом процессе.
• Вентромедиальное ядро : регулирует ощущение сытости.

Как гипоталамус получает информацию? Куда он её отсылает?

Гипоталамус, благодаря своему привилегированному положению в мозге, обладает огромным количеством связей. С одной стороны, он получает информацию (афференции) от других структур, а с другой, сам отправляет информацию (эфференции) другим частям мозга.

• Aфференции:
  • Ретикулярные афференции от ствола мозга : от ствола мозга к боковому сосцевидному ядру.
  • Средний прозэнцефалический пучок : от обонятельной области, септальных ядер и области, окружающей миндалину, к боковой преоптической зоне и боковой части гипоталамуса.
  • Миндально-таламические волокна : идут от миндадины, с одной стороны, к среднему преоптическому ядру, переднему, ветромедиальному и дугообразному ядру гипоталамуса. С другой стороны, миндалина соединена с боковым ядром гипоталамуса.
  • Гиппокампо-таламические волокна : ведут от гиппокампа к перегородке мозга и сосцевидным ядрам.
  • Предспаечные волокна свода мозга : соединяют с дорсальной частью гипоталамуса, септальными ядрами и боковым преоптическим ядром.
  • Постспаечные волокна свода мозга : н есут информацию среднему сосцевидному ядру.
  • Ретино-гипоталамические волокна: собирают информацию об освещении, которую они получают от ганглионарных клеток и отправляют её в супрахиазматическое ядро для регулирования циркадного цикла.
  • Корковые проекции : получают информацию от коры головного мозга (например, от грушевидной доли) и отсылают её в гипоталамус.

• Эфференции:
  • Дорсальный продольный пучок : от средней и перивентрикулярной области гипоталамуса к периакведуктальному мезенцефалическому серому веществу.
  • Чувствительные сосцевидные волокна : от среднего сосцевидного ядра и, с одной стороны, к передним таламическим ядрам, а с другой, к среднему мозгу, к вентральным и дорсальным теменным ядрам.
  • Супраоптический гипофизарный тяж : от супраоптических и паравентрикулярных ядер к задней доле гипофиза.
  • Тубергипофизарный тяж : от дугообразного ядра к воронкообразному стволу и срединному бугру.
  • Нисходящие проекции ствола мозга и спинного мозга: от паравентрикулярного ядра, боковой и задней области, к одиночному, двойному, дорсальному ядрам блуждающего нерва (Х пара черепных нервов) и вентролатеральным областям продолговатого мозга (медуллы).
  • Эфферентные проекции супрахиазматическое ядра: главная эфференция супрахиазматического ядра соединяется с шишковидным телом.

Будем признательны за отзывы и комментарии к статье.

Перевод Анны Иноземцевой

Neuropsicólogo amante de la ciencia, el cerebro y sus entresijos. Formado en neuropsicología clínica e investigación.
Volcado en facilitar a todos los públicos la relación entre el cerebro y la conducta, para ayudar a comprender lo que ocurre dentro de nuestras cabezas.

Что такое гипофиз и гипоталамус, какая связь между этими частями мозга? Они составляют гипоталамо-гипофизарный комплекс, отвечающий за нормальную и слаженную работу всего организма. Где расположен этот отдел мозга, какая его анатомия, гистология, строение и функции? За что отвечает каждая часть гипоталамуса (что это такое - подробно описывает Википедия).

Гипоталамус представляет собой незначительную по размерам область, размещающуюся в промежуточном мозге. Он состоит из большого количества групп клеток – ядер. Данный отдел мозга представляет из себя очень важный центр, который связан со многими частями центральной нервной системы. В их число входит спинной мозг, кора и ствол головного мозга, гиппокамп, миндалина и другие. Данный отдел расположен ниже таламуса, благодаря чему и получил свое название. Относительно ствола мозга он размещается немного выше.

Гипоталамус находится в части, которая отделена от таламуса гипоталамической бороздой. При этом его границы достаточно нечеткие, что объясняется те, что некоторая группа клеток заходит на соседние области, а другая – характеризуется неопределенностью в терминологии. Несмотря на такую неоднозначность, считается, что данный отдел расположен между верхним мозгом и конечной пластинкой, передней спайкой, зрительным перекрестом.

Строение

Анатомия данной части мозга подразумевает разделение на отделы гипоталамуса, которых насчитывают 12 штук. К ним относят область серого бугра, сосцевидных тел и другие. Ядра гипоталамуса – это группа нейронов, которые выполняют определенные функции в организме человека. Их количество превышает 30 штук. Преимущественно ядра гипоталамуса парные.

Анатомия и гистология для удобства изучения данных структур разделяет их на зоны:

• перивентрикулярная или околожелудочковая;
• медиальная;
• латеральная.

Перивентрикулярная зона является тонкой полоской, которая находится около третьего желудочка. В медиальной части ядра гипоталамуса группируются в несколько областей, размещающихся в переднезаднем направлении. Преоптическая зона также принадлежит данному отделу, хоте ее логичнее относить к переднему мозгу.

В нижней области гипоталамуса выделяют такие части, как сосцевидные тела, воронка (ее средняя часть приподнята и носит название срединное возвышение) и серый бугор. Такое деление не однозначно и достаточно спорно, но часто используется в медицинской литературе. Медиальное возвышение гипоталамуса содержит большое количество кровеносных сосудов. Они обеспечивают перенос всех продуцируемых веществ в гипофиз, который таким образом связан с гипоталамусом. Нижняя часть воронки соединяется с ножкой питуитарной железы.

Деятельность гипоталамуса через гипофиз позволяет эффективно связать нервную и эндокринную системы. Такая функция возможна благодаря выделению как гормонов, так и нейропептидов. Ядерные зоны, которые способны продуцировать данные вещества, называют гипофизарной областью. Они содержат нейроны, способные выделять определенные гормоны.

Ядерные структуры

Деятельность гипоталамуса, строение которого достаточно сложное, обеспечивается совместной работой всех ядер. Почти невозможно выделить зоны, отвечающие за определенные функции в организме человека. Только супраоптическое и паравентрикулярное ядро имеют нейроны, отростки которых идут к гипофизу, и их нейросекреция обеспечивает выработку окситоцина и вазопрессина. Особенностью латеральной зоны считается то, что в ней нет отдельных ядерных областей. Нейроны находятся вокруг медиального пучка переднего мозга (диффузный характер распределения).

В группу ядер хиазматической области включаются переднее гипоталамическое, супраоптическое, паравентрикулярное и другие, а в околожелудочковой зоне размещается перивентрикулярное. Около серого бугра выделяют вентромедиальное, дорсомедиальное и аркуатное нейронное скопление. Находящийся в этой области пучок, называемый латеральным серобугорным ядром, ярко развит исключительно у человека и высших приматов. Также здесь присутствует туберомамиллярный комплекс, который разделяют на несколько частей.

Гормональная функция

При изучении гипоталамуса, функции которого заключаются в нейроэндокринной регуляции организма, понятно, что он определенным образом воздействует на гипофиз. Он, в свою очередь, выделяет гормоны, которые регулируют деятельность многих органов, желез и систем.

В гипоталамических ядрах происходит высвобождение рилизинг-факторов. В последующем они перемещаются по аксонам к гипофизу, где сохраняются определенное время и выпускаются в кровь при необходимости. К гормонам, которые вырабатываются в данной области, относят:

• соматотропин;
• кортикотропин;
• соматостатин.

Нейротензин, орексин, вазопрессин вырабатываются в зоне срединного возвышения нейросекреторными клетками гипоталамуса. Также все гормоны, которые секретируются в данном отделе мозга, разделяют на либерины и статины. Первые воздействуют на гипофиз, пробуждая его функционирование. Статины характеризуются противоположным эффектом. Они, наоборот, понижают уровень определенных гормонов.

Функции

При воздействии на гипоталамус определенных раздражителей наблюдается его нейроэндокринная функция, которая заключается в следующем:

• поддерживает в организме некоторые жизненно важные параметры – температуру тела, энергетический и кислотно-щелочной баланс;
• обеспечивает гомеостаз, который заключается в сохранении постоянства внутреннего состояния тела при воздействии любых факторов внешней среды. Это дает возможность человеку выжить в неблагоприятных для него условиях;
• регулирует деятельность нервной и эндокринной системы;

• наблюдается влияние на поведение, что помогает человеку выжить. К этим функциям относят обеспечение памяти, желания добывать пищу, заботиться о потомстве, размножаться;
• данный отдел мозга оперативно получает информацию о составе и температуре крови, спинномозговой жидкости, собирает сигналы от органов чувств, благодаря чему происходит корректировка поведения, наблюдаются соответствующие реакции автономной нервной системы;
• отвечает за наличие дневных и сезонных ритмов деятельности организма из-за реакции на свет, его количество на протяжении суток;
• регулирует аппетит;
• устанавливает сексуальную ориентацию мужчин и женщин.

Нарушение работы данного отдела мозга

Нарушение нормальной работы данного отдела мозга может быть связано с образованием опухоли, травмированием или протеканием воспалительных процессов. Даже при незначительном повреждении гипоталамуса вследствие таких негативных факторов могут наблюдаться серьезные изменения. Также на характер расстройств может влиять длительность или тяжесть воздействия определенных патологий. Иногда их развитие может проходить почти незамеченным до определенного времени (при опухолевых процессах).

На фоне воздействия определенных негативных процессов могут наблюдаться следующие нарушения:

• преждевременный пубертат объясняется гиперфункцией данного отдела мозга. Для этого заболевания характерно появление вторичных половых признаков в возрасте 8-9 лет. Причиной данного явления считается повышенная выработка гонадолиберинов;
• гипофункция данного отдела мозга. Приводит к появлению несахарного диабета, который сопровождается обезвоживанием организма, слишком частым мочеиспусканием. Снижение концентрации вазопрессина провоцирует развитие этого заболевания.

Также нарушение работы данного отдела мозга может сопровождаться расстройством сна, гипотермией, пойкилотермией, эндокринными, эмоциональными и вегетативными нарушениями. Иногда наблюдается амнезия, полно отсутствие аппетита и чувства жажды или другие патологические процессы.

Список литературы

1. Милку, Шт.-М. Терапия эндокринных заболеваний
2. Изард К. Эмоции человека. – М., 1980.
3. Фрейд З. Введение в психоанализ. – М., 1989.
4. Попова, Юлия Женские гормональные заболевания. Самые эффективные методы лечения / Юлия Попова. - М.: Крылов, 2015. - 160 c
5. Гремлинг С. Практикум по управлению стрессом / С. Гремлинг, С. Ауэрбах. – СПб., 2002, с. 37–44.

Гипоталамус – одна из главных структур, участвующих в формировании поведенческих реакций организма, которые необходимы для постоянства внутренней среды. Стимуляция его ядер приводит к формированию целенаправленного поведения – пищевого, полового, агрессивного и т.д. Ему принадлежит и главная роль в возникновении основных влечений (мотиваций) организма

У позвоночных животных гипоталамус является главным подкорковым центром интеграции висцеральных процессов. Он управляет всеми основными гомеостатическими функциями организма. Интегративная функция гипоталамуса обеспечивается автономными, соматическими и эндокринными механизмами.

Передача информации в гипоталамусе

Чувствительная информация от внутренних органов и поверхности тела поступает в гипоталамус по восходящим спинобульбарным путям. Одни из них проходят через таламус, другие – через лимбическую область среднего мозга, третьи следуют по пока еще не полностью идентифицированным полисинаптическим путям. Кроме того, гипоталамус снабжен и своими специфическими «входами». В нем имеются высокочувствительные к изменениям осмотического давления внутренней среды осморецепторы и чувствительные к изменениям температуры крови терморецепторы. Эфферентные пути гипоталамуса полисинаптические. Они связывают его с ретикулярной формацией ствола мозга, ядрами спинного мозга. Нисходящие влияния гипоталамуса обеспечивают регуляцию функций главным образом через автономную нервную систему. Вместе с тем важным компонентом в осуществлении нисходящих влияний гипоталамуса являются и гормоны гипофиза . Кроме афферентных и эфферентных связей в гипоталамусе существует комиссуральный путь. Благодаря ему медиальные гипоталамические ядра одной стороны вступают в контакт с медиальными и латеральными ядрами другой стороны.

Связи гипоталамуса

Многочисленные связи гипоталамуса с другими образованиями мозга способствуют генерализации возбуждений, возникающих в клетках гипоталамуса. Возбуждение в первую очередь распространяется на лимбические структуры мозга и через ядра таламуса на передние отделы коры больших полушарий. Степень распространения восходящих активирующих влияний гипоталамуса зависит от величины исходного возбуждения центров гипоталамуса.

Гипоталамус и поведенческие реакции организма

Гипоталамус – одна из главных структур, участвующих в формировании поведенческих реакций организма, которые необходимы для постоянства внутренней среды. Стимуляция его ядер приводит к формированию целенаправленного поведения – пищевого, полового, агрессивного и т.д. Ему принадлежит и главная роль в возникновении основных влечений (мотиваций) организма.

Кровоснабжение гипоталамуса

Главным источником артериального кровоснабжения гипоталамических ядер является артериальный круг мозга. Его ветви обеспечивают обильное изолированное кровоснабжение отдельных групп ядер, капиллярная сеть которых в несколько раз превышает по густоте кровообеспечение других отделов нервной системы. Капиллярную сеть гипоталамуса отличает высокая проницаемость для крупномолекулярных соединений. Фактическое отсутствие в этой области гематоэнцефалического барьера позволяет этим соединениям крови оказывать непосредственное воздействие на гипоталамические нейроны.

Гипоталамо-гипофизарная система

Многочисленные нервные и сосудистые связи между гипоталамусом и гипофизом являются основой функционального комплекса, называемого гипоталамо-гипофизарной системой. Главное назначение комплекса состоит в интегрировании нервной и гормональной регуляции висцеральных функций организма. Со стороны гипоталамуса она осуществляется двумя путями: парааденогипофизарным (минуя аденогипофиз) и трансаденогипофизарным (через аденогипофиз).

Гормоны гипофиза

На высвобождение гормонов передней доли гипофиза влияют гормоны нейронов гипофизотропной зоны медиальной области гипоталамуса. Они способны оказывать стимулирующее и тормозное действие на гипофизарные клетки. В первом случае это так называемые рилизинг-факторы (либерины), во втором – ингибирующие факторы (статины). Регуляция гипоталамо-гипофизарной системой висцеральных функций осуществляется по принципу обратной связи. Ее действие проявляется даже после полного отделения медиальной области гипоталамуса от других отделов мозга. Роль центральной нервной системы состоит в приспособлении этой регуляции к внутренним и внешним потребностям организма.

Клетки гипоталамуса

Клетки гипоталамуса избирательно чувствительны к содержанию тех или иных веществ в крови и при любом изменении их концентрации приходят в состояние возбуждения. Например, гипоталамические нейроны чувствительны к малейшим отклонениям рН крови, напряжению О2 и СО2, содержанию ионов, особенно К и Na. Так, в супраоптическом ядре содержатся клетки, избирательно чувствительные к изменению осмотического давления крови, в вентромедиальном ядре – содержанию глюкозы, в переднем гипоталамусе – половых гормонов. Следовательно, клетки гипоталамуса выполняют функции рецепторов, воспринимающих изменение гомеостаза. Они обладают, способностью трансформировать гуморальные изменения внутренней среды в нервный процесс – биологически окрашенное возбуждение. Однако они могут избирательно активироваться не только при изменении определенных констант крови, но и нервными импульсами из соответствующих органов, связанных с данной потребностью. Рецепторные клетки работают по триггерному типу. Возбуждение возникает в них не сразу, как только изменяется какая-либо константа крови, а через определенный промежуток времени, когда их деполяризация достигнет критического уровня. Следовательно, нейроны мотивационных центров гипоталамуса отличает периодичность работы. В том случае, когда изменение константы крови поддерживается длительно, деполяризация нейронов поднимается до критического уровня и состояние возбуждения устанавливается на этом уровне все время, пока существует изменение константы, вызвавшей развитие процесса возбуждения. Постоянная импульсная активность этих нейронов исчезает только тогда, когда устраняется вызвавшее ее раздражение, т. е. нормализуется содержание того или иного фактора крови. Возбуждение одних клеток гипоталамуса может возникать периодически через несколько часов, как, например, при недостатке глюкозы, других – через несколько суток или даже месяцев, как, например, при изменении содержания половых гормонов.

Удаление гипоталамуса

Разрушение ядер или удаление всего гипоталамуса сопровождается нарушением гомеостатических функций организма. Гипоталамус играет ведущую роль в поддержании оптимального уровня метаболизма (белкового, углеводного, жирового, минерального, водного) и энергии, в регуляции температурного баланса организма, деятельности сердечно-сосудистой, пищеварительной, выделительной, дыхательной систем. Под его влиянием находятся функции эндокринных желез. При возбуждении гипоталамических структур нервный компонент сложных реакций обязательно дополняется гормональным.

Задние ядра гипоталамуса

Исследования показали, что стимуляция задних ядер гипоталамуса сопровождается эффектами, аналогичными раздражению симпатической нервной системы: расширением зрачков и глазной щели, возрастанием частоты сердечных сокращений, повышением артериального давления крови, торможением моторной активности желудка и кишечника, возрастанием концентрации в крови адреналина 3aдняя область гипоталамуса оказывает тормозящее влияние на половое развитие. Ее повреждение приводит также к гипергликемии, а в некоторых случаях к развитию ожирения. Разрушение задних ядер гипоталамуса сопровождается полной потерей терморегуляции. Температура тела у этих животных не может поддерживаться. Реакции, возникающие при возбуждении заднего отдела гипоталамуса и сопровождающиеся активацией симпатической нервной системы, мобилизацией энергии организма, увеличением способности к физическим нагрузкам, получили название эрготропных.

Передние ядра гипоталамуса

Стимуляция группы передних ядер гипоталамуса характеризуется реакциями, подобными раздражению парасимпатической нервной системы, сужением зрачков и глазной щели, урежением частоты сердечных сокращений, снижением величины артериального давления крови, усилением моторной активности желудка и кишки, активацией секреции желез желудка, возрастанием секреции инсулина и как результат – снижением ровня глюкозы в крови. Группа передних ядер гипоталамуса оказывает стимулирующее влияние на половое развитие. С ней связан и механизм потери тепла. Разрушение этой области приводит к нарушению процесса теплоотдачи, в результате чего организм быстро перегревается.

Средние ядра гипоталамуса

Средняя группа ядер гипоталамуса обеспечивает главным образом регулирование метаболизма. Изучение регуляции пищевого поведения показало, что оно осуществляется в результате реципрокных взаимодействий латерального и вентромедиального гипоталамических ядер. Активация первого вызывает усиление потребления пищи, а его двустороннее разрушение сопровождается полным отказом от пищи, вплоть до истощения и гибели животного. Напротив, повышение активности вентромедиального ядра снижает уровень пищевой мотивации. При разрушении этого ядра возникает повышение потребления пищи (гиперфагия), ожирение. Эти данные позволили расценивать вентромедиальные ядра как структуры, посредством которых ограничивается прием пищи, т. е. связанные с насыщением, а латеральные ядра – как структуры, повышающие уровень пищевой мотивации, т. е. связанные с голодом. Вместе с тем пока еще не удавалось выделить функциональных или структурных накоплений нейронов, отвечающих за то или иное поведение. Следовательно, клеточные образования, обеспечивающие формирование целостного поведения из отдельных реакций, не следует рассматривать как анатомически ограниченные структуры, известные под названием центр голода и центр насыщения. Вероятно, группы клеток гипоталамуса, связанные с выполнением какой-либо функции, отличаются друг от друга характером афферентных и эфферентных связей, синаптической организацией и медиаторами. Предполагают, что в нейронных сетях гипоталамуса заложены многочисленные программы и активация их посредством сигналов из других отделов мозга или интероцепторов приводит к формированию необходимых поведенческих и нейрогуморальных реакций. Изучение роли гипоталамуса методами раздражения или разрушения его ядер привело к выводу, что области, ответственные за потребление пищи и воды, по-видимому, перекрывают друг друга. Наиболее увеличенную потребность в воде наблюдали при стимуляции паравентрикулярного ядра гипоталамуса.

Взаимодействие гипоталамуса с другими отделами головного мозга

С другими отделами подкорки и корой головного мозга гипоталамус находится в непрерывных циклических взаимодействиях. Благодаря тому что к гипоталамическим ядрам адресуется нервная и гуморальная сигнализация о различных внутренних потребностях, они и приобретают значение пускового механизма мотивационных возбуждений. Введение нейротропных веществ специфического действия может избирательно блокировать различные гипоталамические механизмы, участвующие в формировании таких состояний организма, как страх, голод, жажда и т. д. Гипоталамус находится под регулирующим влиянием коры головного мозга. Получая информацию об исходном состоянии организма и окружающей среды, нейроны коры оказывают нисходящее влияние на все подкорковые структуры, в том числе и гипоталамус, регулируя уровень их возбуждения. Корковые механизмы подавляют многие эмоции и первичные возбуждения, формирующиеся с участием гипоталамических ядер. Поэтому удаление коры нередко приводит к развитию реакций мнимой ярости, выражающейся в расширении зрачков, тахикардии, саливации, повышении внутричерепного давления и т.д. Таким образом, гипоталамус, обладая хорошо развитой и сложной системой связей, занимает ведущее место в регуляции многих функций организма и прежде всего в постоянстве внутренней среды. Под его контролем находится функция автономной нервной системы и эндокринных желез. Он участвует в регуляции пищевого и полового поведения, смены сна и бодрствования, эмоциональной деятельности, поддержания температуры тела и т.д.

Гипоталамус является частью промежуточного мозга и вхо­дит в состав лимбической системы. Это сложноорганизованный отдел мозга, выполняющий целый ряд вегетативных функций, от­вечает за гуморальное и нейросекреторное обеспечение организ­ма, эмоциональные поведенческие реакции и другие функции.

Морфологически в гипоталамусе выделяют около 50пар ядер, разделенных топографически на 5больших групп: 1)преоптическая группа или область, в которую входят: перивентрикулярное, преоптическое ядро, медиальное и латеральное преоптическое ядра, 2)передняя группа: супраоптическое, паравентрикулярное и супрахиазматическое ядра, 3)средняя группа: вентромедиальное и дорсомедиальное ядра, 4)наружная группа: латеральное гипоталамическое ядро, ядро серого бугра, 5)задняя группа: заднее гипоталамическое ядро, перифорникальное ядро, медиальные и латеральные ядра сосцевидных (мамиллярных) тел.

Нейроны гипоталамуса имеют особую чувствительность к со­ставу омывающей их крови: изменениям рН, рСО 2 рО 2 содержа­нию катехоламинов, ионов калия и натрия. В супраоптическом ядре имеются осморецепторы. Гипоталамус -единственная структура мозга, в которой отсутствует гематоэнцефалический барьер. Нейроны гипоталамуса способны к нейросекреции пептидов, гормонов, медиаторов.

В заднем и латеральном гипоталамусе выявлены нейроны, чувствительные к адреналину. Адренорецептивные нейроны мо­гут находится в одном и том же ядре гипоталамуса вместе с холинорецептивными и серотонинорецептивными. Введение адрена­лина или норадреналина в латеральный гипоталамус вызывает ре­акцию еды, а введение ацетилхолина или карбохолина -питье­вую реакцию. Нейроны вентромедиального и латерального ядер гипоталамуса проявляют высокую чувствительность к глюкозе за счет наличия в них «глюкорецепторов».

Проводниковая функция гипоталамуса

Гипоталамус имеет афферентные связи с обонятельным моз­гом, базальными ганглиями, таламусом, гиппокампом, орбиталь­ной, височной и теменной корой.

Эфферентные пути представлены: мамиллоталамическим, гипоталамо-таламическим, гипоталамо-гипофизарным, мамиллотегментальным, гипоталамогиппокампальным трактами. Кроме того, гипоталамус посылает импульсы к вегетативным центрам ствола мозга и спинного мозга. Гипоталамус имеет тесные связи с ретикулярной формацией ствола мозга, определяющей протека­ние вегетативных реакций организма, его пищевое и эмоциональ­ное поведение.

Собственные функции гипоталамуса

Гипоталамус является главным подкорковым центром, регу­лирующим вегетативные функции. Раздражение передней груп­пы ядер имитирует эффекты парасимпатической нервной сис­темы, ее трофотропное влияние на организм: сужение зрачка, брадикардию, снижение артериального давления, усиление сек-Реции и моторики желудочно-кишечного тракта. Супраоптичес­кое и паравентрикулярное ядра участвуют в регуляции водного и солевого обмена за счет выработки антидиуретического гор­мона.

Стимуляция задней группы ядер оказывает эрготропные вли­тия, активирует симпатические эффекты: расширение зрачка, тахикардию, повышение кровяного давления, торможение моторики и секреции желудочно-кишечного тракта.

Гипоталамус обеспечивает механизмы терморегуляции. Так, ядра передней группы ядер содержат нейроны, отвечающие за теплоотдачу, а задней группы -за процесс теплопродукции. Ядра средней группы участвуют в регуляции метаболизма и пищевого поведения. В вентромедиальных ядрах находится центр насыщения, а в латеральных -центр голода. Разрушение вентромедиального ядра приводит к гиперфагии -повышенному потребле­нию пищи и ожирению, а разрушение латеральных ядер -к пол­ному отказу от пищи. В этом же ядре находится центр жажды. В гипоталамусе располагаются центры белкового, углеводного и жирового обмена, центры регуляции мочеотделения и полового поведения (супрахиазматическое ядро), страха, ярости, цикла «сон-бодрствование».

Регуляция многих функций организма гипоталамусом осу­ществляется за счет продукции гормонов гипофиза и пептидных гормонов: либеринов, стимулирующих высвобождение гормо­нов передней доли гипофиза, истатинов - гормонов, которые тормозят их выделение. Эти пептидные гормоны (тиролиберин, кортиколиберин, соматостатин и др.) через портальную сосуди­стую систему гипофиза достигают его передней доли и вызыва­ют изменение продукции соответствующего гормона аденогипофиза.

Супраоптическое и паравентрикулярное ядра помимо их уча­стия в водно-солевом обмене, лактации, сокращении матки про­дуцируют гормоны полипептидной природы -окситоцин иан­тидиуретический гормон (вазопрессин), которые с помощью аксонального транспорта достигают нейрогипофиза и, кумулируясь в нем, оказывают соответствующее действие на реабсорбцию во­ды в почечных канальцах, на тонус сосудов, на сокращение бере­менной матки.

Супрахиазматическое ядро имеет отношение к регуляции по­лового поведения, а патологические процессы в области этого яд­ра приводят к ускорению полового созревания и нарушениям менструального цикла. Это же ядро является центральным води­телем циркадианных (околосуточных) ритмов многих функций в организме.

Гипоталамус имеет непосредственное отношение, как уже от­мечалось выше, к регуляции цикла «сон-бодрствование». При этом задний гипоталамус стимулирует бодрствование, передний -сон, а повреждение заднего гипоталамуса может вызвать пато­логическийлетаргический сон.

В гипоталамусе и гипофизе вырабатываются нейропептиды, относящиеся к антинотицептивной (обезболивающей) системе, или опиаты: энкефалины иэндорфины.

Гипоталамус является частью лимбической системы, прини­мающей участие в реализации эмоционального поведения.

Д. Олдс, вживляя электроды в некоторые ядра гипоталамуса крысы, наблюдал, что при стимуляции одних ядер происходила негативная реакция, других -положительная: крыса не отходила от педали, замыкающей стимулирующий ток, и нажимала ее до изнеможения (опыт с самораздражением). Можно предполо­

жить, что она раздражала «центры удовольствия». Раздражение переднего гипоталамуса провоцировало картину ярости, страха, пассивно-оборонительную реакцию, а заднего -активную агрессию, реакцию нападения.

Гипоталамус - высший центр, регулирующий функцию вегетативной нервной и эндокринной систем. Он принимает участие в координации работы всех органов, способствует поддержанию постоянства внутренней среды организма.

Гипоталамус располагается в основании мозга и имеет большое количество двухсторонних связей с другими структурами нервной системы. Его клетки вырабатывают биологически активные вещества, способные влиять на работу эндокринных желез, внутренних органов и поведение человека.

Расположение и строение органа

Анатомия гипоталамуса

Гипоталамус находится в области промежуточного мозга. Здесь же расположены таламус и третий желудочек. Орган имеет сложное строение и состоит из нескольких частей:

• зрительный тракт;
• зрительный перекрест - хиазма;
• серый бугор с воронкой;
• сосцевидные тела.

Зрительный перекрест образуется волокнами зрительных нервов. В этом месте нервные пучки частично переходят на противоположную сторону. Он имеет форму поперечно расположенного валика, который продолжается в зрительный тракт и заканчивается в подкорковых нервных центрах. Кзади от хиазмы лежит серый бугор. Его нижняя часть образует воронку, которая соединяется с гипофизом. За бугром находятся сосцевидные тела, имеющие вид сфер с диаметром около 5 мм. Снаружи они покрыты белым веществом, а внутри содержат серое, в котором выделяют медиальные и латеральные ядра.

Клетки гипоталамуса образуют более 30 ядер, связанных друг с другом нервными путями. Различают три основные гипоталамические области, которые, согласно анатомии органа, представляют собой скопления различных по форме и размеру клеток:

1. 1. Передняя.
2. 2. Промежуточная.
3. 3. Задняя.

В переднем участке находятся нейросекреторные ядра - паравентрикулярные и супраоптическое. В них вырабатывается нейросекрет, который по отросткам клеток, формирующих гипоталамо-гипофизарный пучок, поступает в заднюю долю гипофиза. К промежуточной зоне относятся нижнемедиальное, верхнемедиальное, дорсальное, серобугорные и другие ядра. Наиболее крупными образованиями задней части являются заднее гипоталамическое ядро, медиальное и латеральное ядра сосцевидного тела.

Основные функции гипоталамуса

Схема влияния рилизинг-факторов на работу гипофиза и желез внутренней секреции

Гипоталамус отвечает за многочисленные вегетативные и эндокринные функции. Его роль в организме человека заключается в следующем:

• регуляция углеводного обмена;
• поддержание водно-солевого баланса;
• формирование пищевого и полового поведения;
• координация биологических ритмов;
• контроль постоянства температуры тела.

В клетках гипоталамуса вырабатываются вещества, которые оказывают влияние на работу гипофиза. К ним относятся рилизинг-факторы - статины и либерины. Первые способствуют уменьшению продукции тропных гормонов, а вторые - увеличению. Таким образом (через гипофиз) гипоталамус регулирует функцию других желез внутренней секреции. Поступление рилизинг-факторов в кровь имеет определенный суточный ритм.

Регуляция работы гипоталамуса осуществляется нейропептидами, вырабатывающимися в выше расположенных структурах. Их продукция меняется под действием факторов внешней среды и импульсов, поступающих из отделов коры головного мозга. Существуют обратные связи между гипоталамусом, гипофизом и другими железами эндокринной системы. При увеличении концентрации тропных и других гормонов в крови производство либеринов снижается, а выработка статинов - повышается.

Основные виды и сферы влияния рилизинг-факторов представлены в таблице:

В нейросекреторных ядрах в виде предшественников синтезируются антидиуретический гормон (АДГ), или вазопрессин, и окситоцин. По отросткам нервных клеток (нейрогипофизарному тракту) они поступают в заднюю долю гипофиза. Во время перемещения веществ образуются их активные формы. Также АДГ частично попадает в аденогипофиз, где регулирует секрецию кортиколиберина.

Основная роль вазопрессина - контроль выделения и задержки воды и натрия почками. Гормон взаимодействует с разными типами рецепторов, которые расположены в мышечной стенке сосудов, печени, почках, надпочечниках, матке, гипофизе. В гипоталамусе находятся осморецепторы, которые реагируют на изменение осмолярности и объема циркулирующей жидкости путем повышения или снижения секреции АДГ. Также существует связь между синтезом вазопрессина и активностью центра жажды.

Окситоцин инициирует и усиливает родовую деятельность, способствует выделению молока у кормящих женщин. В послеродовом периоде под его действием происходит сокращение матки. Гормон оказывает большое влияние на эмоциональную сферу, с ним связывают формирование чувства привязанности, симпатии, доверия и покоя.

Заболевания органа

К дисфункции органа могут приводить различные факторы:

• травмы головы;
• токсические воздействия - наркотические вещества, алкоголь, вредные условия труда;
• инфекции - грипп, вирусный паротит, менингит, ветряная оспа, очаговое поражение носоглотки;
• опухоли - краниофарингиома, гамартома, менингиома;
• сосудистые патологии;
• аутоиммунные процессы;
• оперативные вмешательства или облучение в гипоталамо-гипофизарной зоне;
• системные инфильтративные заболевания - гистиоцитоз, туберкулез, саркоидоз.

В зависимости от локализации повреждения возможно нарушение производства тех или иных рилизинг-факторов, вазопрессина, окситоцина. При патологии органа часто страдают углеводный и водно-солевой обмены, меняется пищевое и половое поведение, возникают расстройства терморегуляции. При наличии объемного образования пациентов беспокоят головные боли, а при обследовании выявляются симптомы сдавления хиазмы - атрофия зрительных нервов, снижение остроты и сужение полей зрения.

Нарушение синтеза рилизинг-факторов

К нарушению продукции тропных гормонов чаще всего приводят опухоли, хирургические вмешательства и системные процессы. В зависимости от вида рилизинг-фактора, синтез которого страдает, развивается недостаточность секреции определенного вещества - гипопитуитаризм.

Гормональный фон при различных нарушениях производства рилизинг-факторов:

Некоторые опухоли способны синтезировать избыточное количество гонадотропин-рилизинг-фактора, что проявляется преждевременным половым созреванием. В редких случаях возможна гиперпродукция соматолиберина, которая приводит к гигантизму у детей и развитию акромегалии у взрослых.

Тактика лечения гормональных нарушений зависит от причины. Для удаления опухолей применяют хирургические и лучевые методы, иногда - медикаментозные препараты. При гипопитуитаризме показана заместительная терапия. С целью нормализации уровня пролактина назначают агонисты дофамина - каберголин, бромокриптин.

Несахарный диабет

Наиболее частыми причинами развития заболевания у детей служат инфекции, а у взрослых - опухоли и метастатические поражения гипоталамуса, хирургические вмешательства, аутоиммунный процесс - образование антител к клеткам органа, травмы и прием лекарственных веществ - Винбластина, Фенитоина, антагонистов наркотиков. Под действием повреждающих факторов происходит подавление синтеза вазопрессина, которое может носить временный или постоянный характер.

Патология проявляется выраженной жаждой и увеличением объема мочи до 5–6 л в сутки и более. Наблюдается уменьшение потоотделения и выделения слюны, ночное недержание мочи, неустойчивость пульса с тенденцией к его учащению, эмоциональная неуравновешенность, бессонница. При выраженном обезвоживании происходит сгущение крови, падение давления, снижение массы тела, развиваются психические нарушения, повышается температура.

Для диагностики заболевания смотрят общий анализ мочи, определяют электролитный состав крови, проводят пробу Зимницкого, тесты с сухоедением и назначением десмопрессина - аналога АДГ, выполняют МРТ головного мозга. Лечение заключается в устранении причины патологии, применении заместительных доз препаратов десмопрессина - Натива, Минирин, Вазомирин.

Гипоталамический синдром

Гипоталамический синдром – это совокупность вегетативных, эндокринных и обменных расстройств, возникших вследствие поражения органа. Чаще всего развитию патологии способствуют нейроинфекции и травмы. Возможно возникновение синдрома вследствие конституциональной недостаточности гипоталамуса на фоне ожирения.

Болезнь проявляется вегетативно-сосудистыми, эндокринно-обменными симптомами, а также нарушением терморегуляции. Характерны слабость, утомляемость, увеличение веса, головные боли, излишняя тревожность и перепады настроения. У ряда пациентов выявляются повышенное артериальное давление, признаки функционального гиперкортицизма (усиление продукции гормонов надпочечников), нарушение толерантности к глюкозе. У женщин синдром приводит к дисменорее, поликистозу яичников, раннему климаксу.

Патология часто протекает в виде приступов, которые могут носить разный характер:

• Симпатоадреналовые кризы - возникают внезапно, проявляются учащением работы сердца, похолоданием конечностей, дрожью в теле, расширением зрачков, страхом смерти. Возможно повышение температуры.
• Вагоинсулярные кризы - начинаются с ощущения жара и прилива крови к голове. Беспокоит тошнота, рвота, чувство нехватки воздуха. Пульс урежается, возможно падения давления. Часто состоянию сопутствуют учащенное и обильное мочеиспускание, диарея.

Диагностика синдрома основывается на выяснении истории жизни пациента, его жалоб и внешнем осмотре. Проводят общеклиническое и биохимические исследования крови, оценку гормонального профиля, ряд инструментальных обследований - ЭКГ, МРТ головного мозга, ЭЭГ, УЗИ щитовидной железы и другие (по показаниям). Лечение патологии комплексное. Необходима коррекция всех выявленных нарушений, нормализация режима труда и отдыха, лечебная физкультура.