Гіпоталамус - що це таке? Будова і функції гіпоталамуса

Гіпоталамус головного мозку, або субталамическая область, являє собою невелику ділянку, розташований нижче області таламуса в проміжному мозку. Незважаючи на свої невеликі розміри, нейрони гіпоталамуса формують від 30 до 50 груп ядер, відповідальних за всілякі гомеостатичні показники організму, а також регулюючі більшість нейроендокринних функцій головного мозку і організму в цілому. Гіпоталамічні нейрони мають зв'язки практично з усіма центрами та відділами центральної нервової системи, при цьому особливої уваги заслуговують нейроендокринні зв'язку гіпоталамуса і гіпофіза. Вони обумовлюють формування так званої функціонально єдиною гіпоталамо-гіпофізарної системи, відповідальної за продукцію гіпофізарних і гіпоталамічних гормонів і є центральним ланкою між нервовою та ендокринною системами. Давайте більш детально розберемо, як влаштований гіпоталамус, що це таке і які конкретні функції організму забезпечуються цією невеликою областю головного мозку.

Анатомічні особливості

Хоча функціональна активність гіпоталамуса вивчена досить добре, на сьогоднішній день немає досить чітких анатомічних меж, що визначають гіпоталамус. Будова з точки зору анатомії і гістології пов'язано з формуванням великих нейрональних зв'язків гіпоталамічної області з іншими відділами головного мозку. Так, гіпоталамус знаходиться в субталамической області (нижче від таламуса, від чого й походить його назва) і бере участь у формуванні стінок і дна третього шлуночка головного мозку. Термінальна платівка анатомічно утворює передню кордон гіпоталамуса, а його задня межа утворена гіпотетичної лінією, що проходить від задньої спайки головного мозку до хвостового відділу соскоподібних тел.




Незважаючи на свої невеликі розміри, структурно гіпоталамічна область поділяється на кілька менших анатомо-функціональних областей. У нижній частині гіпоталамуса виділяються такі структури, як сірий горб, лійка і серединне піднесення, а нижня часто воронки переходить в анатомічно ніжку гіпофіза.

Гіпоталамічні ядра

Давайте розглянемо, які ядра входять в гіпоталамус, що це таке, і на які групи вони поділяються. Так, під ядрами в центральній нервовій системі передбачають скупчення сірого речовини (тіл нейронів) в товщі білої речовини (аксонних і дендритних терминалей – провідних шляхів). Функціонально ядра забезпечують перемикання нервових волокон з одних нервових кліток на інші, а також аналіз, переробку та синтез інформації.




Анатомічно виділяється три групи скупчення тіл нейронів, що утворюють ядра гіпоталамуса: передня, середня і задня групи. На сьогоднішній день точна кількість ядер гіпоталамуса встановити досить складно, так як в різних вітчизняних і зарубіжних літературних джерелах наводяться різні дані щодо їх числа. Передня група ядер розташовується в області зорового перехреста, середня група залягає в області сірого бугра, а задня – в області соскоподібних тіл, формуючи однойменні відділи гіпоталамуса. Передня група гіпоталамічних ядер включає в себе супраоптическое і паравентрикулярние ядра, в середню групу ядер, відповідну області воронки і сірого бугра, входять латеральні ядра, а також дорсомедиальное, туберальное і вентромедиальние ядра, а до складу задньої групи входять сосцевидні тіла і задні ядра. У свою чергу, вегетативна функція гіпоталамуса забезпечується за рахунок функції ядерних структур, анатомічних і функціональних взаємозв'язків з іншими відділами головного мозку, контролю основних поведінкових реакцій і виділення гормонів.

Гормони гіпоталамуса

Гіпоталамічна область виділяє високоспецифічні і біологічно активні речовини, які отримали назву «гормони гіпоталамуса». Слово «гормон» походить від грецького «збуджую», тобто гормони являють собою високоактивні біологічні сполуки, які в наномолярних концентраціях здатні призводити до значних фізіологічних змін в організмі. Давайте розглянемо, які виділяє гормони гіпоталамус, що це таке і яка їхня регуляторна роль у функціональній активності всього організму. По своїй функціональній активності й точці додатки гіпоталамічні гормони поділяються на такі групи:

рилізинг-гормони, або либерини;

статини;

гормони задньої частки гіпофіза (вазопресин, або антидіуретичний гормон і окситоцин).

Функціонально рилізинг-гормони впливають на активність і викид гормонів клітинами передньої частки гіпофіза, збільшуючи їх продукцію. Гормони-статини виконують протилежну функцію, зупиняючи продукцію біологічно активних речовин. Гормони задньої частки гіпофіза насправді виробляються в супраоптическом і паравентрикулярному ядрах гіпоталамуса, а потім по аксонним терминалям транспортуються в задню область гіпофіза. Таким чином, гормони гіпоталамуса є свого роду контролюючими елементами, які регулюють продукцію інших гормонів. Либерини і статини регулюють вироблення тропних гормонів гіпофіза, які, в свою чергу, впливають на органи-мішені. Давайте розглянемо основні функціональні моменти гіпоталамічної області, за що відповідає гіпоталамус в організмі.

Гіпоталамус у регуляції функції серцево-судинної системи

На сьогоднішній день експериментальним шляхом показано, що електростимуляція різних гіпоталамічних областей може призводити до виникнення будь-якого з відомих нейрогенних впливів на серцево-судинну систему. Зокрема, стимулюючи центри гіпоталамуса, можна домогтися збільшення або зниження рівня артеріального тиску, підвищення або зниження частоти серцевих скорочень. При цьому показано, що в різних областях гіпоталамуса дані функції організовані за реципрокному типу (тобто існують центри, відповідальні за підвищення артеріального тиску, і центри, відповідальні за його зниження): стимуляція латеральної і задньої гіпоталамічної області призводить до збільшення рівня артеріального тиску і частоти серцевих скорочень, у той час як стимуляція гіпоталамуса в області зорового перехреста здатна викликати прямо протилежні ефекти. Анатомічною основою регуляторних впливів такого типу служать специфічні центри, що регулюють діяльність серцево-судинної системи, розташовані в ретикулярних областях моста і довгастого мозку, і великі нейронний зв'язку, що проходять від них в гіпоталамус. Функції регулювання якраз і забезпечуються за рахунок тісного обміну інформацією між даними областями головного мозку.

Участь гіпоталамічної області у підтримці сталості температури тіла

Ядерні освіти гіпоталамічної області беруть безпосередню участь у регуляції і підтримання сталості температури тіла. У преоптичної області розташована група нейронів, які відповідальні за постійний моніторинг температури крові. При підвищенні температури протікає крові дана група нейронів здатна збільшувати імпульсацію, передаючи інформацію в інші структури головного мозку, тим самим запускаючи механізми тепловіддачі. При зниженні температури крові імпульсація від нейронів зменшується, що зумовлює запуск процесів теплопродукції.

Участь гіпоталамусу в регуляції водного балансу організму

Водно-сольовий баланс організму, вазопресин, гіпоталамус - що це таке? Відповідь на ці питання - далі в цьому розділі. Гіпоталамічна регулювання водного балансу організму здійснюється двома основними шляхами. Перший з них полягає у формуванні почуття спраги і мотиваційної складової, яка включає поведінкові механізми, що приводять до задоволення виниклої потреби. Другий шлях полягає в регуляції втрати рідини організмом з сечею. Локалізований центр спраги, що обумовлює формування одноіменного почуття, у латеральної гіпоталамічної області. При цьому чутливі нейрони даній області постійно відстежують не лише рівень електролітів в плазмі крові, але і осмотичний тиск, і при збільшенні концентрації обумовлюють формування почуття спраги, що призводить до формування поведінкових реакцій, спрямованих на пошук води. Після того як вода знайдена і відчуття спраги задоволено, осмотичний тиск крові і електролітний склад нормалізуються, що повертає імпульсацію нейронів до норми. Таким чином, роль гіпоталамуса зводиться до формування вегетативної основи поведінкових механізмів, спрямованих на задоволення виникаючих аліментарних потреб. Регуляція втрати або виділення води організмом через нирки лежить на так званих супраоптических і паравентрикулярних ядрах гіпоталамуса, які відповідають за вироблення гормону під назвою вазопресин, або антидіуретичний гормон. Як випливає з самої назви, даний гормон регулює кількість реабсорбируемой води у збиральних трубочках нефронів. При цьому синтез вазопресину здійснюється у вищезазначених ядрах гіпоталамуса, і далі по аксонним терминалям він транспортується в задню частку гіпофіза, де зберігається до необхідного моменту. У разі необхідності задня частка гіпофіза виділяє цей гормон у кров, що збільшує реабсорбцію води в ниркових канальцях і призводить до збільшення концентрації сечі, що виділяється і зниження рівня електролітів у крові.

Участь гіпоталамусу в регуляції скоротливої активності матки

Нейронами паравентрикулярних ядер здійснюється вироблення такого гормону, як окситоцин. Цей гормон відповідає за скоротність м'язових волокон матки під час пологів, а в післяпологовому періоді – за скоротність молочних проток грудних залоз. До кінця вагітності, ближче до пологів, на поверхні міометрія відбувається збільшення специфічних рецепторів до окситоцину, що збільшує чутливість останнього до гормону. У момент пологів висока концентрація окситоцину і чутливість до нього м'язових волокон матки сприяють нормальному протіканню пологової діяльності. Після пологів, коли дитина бере сосок, це призводить до стимуляції продукції окситоцину, що обумовлює скорочення молочних проток грудних залоз і виділення молока. Крім цього, при відсутності вагітності і грудного вигодовування, а також у осіб чоловічої статі, цей гормон відповідає за формування почуття любові і симпатії, за що і отримав свою другу назву – «гормон любові» або «гормон щастя».

Участь гіпоталамуса у формуванні почуття голоду і насичення

У латеральної гіпоталамічної області розташовуються специфічні центри, організовані за реципрокному типу, що відповідають за формування почуття спраги і насичення. Експериментальним шляхом було показано, що электростимуляционное подразнення центрів, відповідальних за формування почуття голоду, що призводить до появи поведінкової реакції пошуку і вживання їжі навіть у ситого тваринного, а подразнення центру насичення – до відмови від їжі тваринного, яке голодувало протягом декількох днів. При ураженні латеральної гіпоталамічної області і центрів, відповідальних за формування почуття голоду, може виникнути так зване голодування, яке призводить до смерті, а при патології і двосторонньому ураженні вентромедиальной області виникає невгамовний апетит і відсутність почуття насичення, що призводить до формування ожиріння. Гіпоталамус в області соскоподібних тіл також бере участь у формуванні поведінкових реакцій, пов'язаних з їжею. Подразнення цій області приводить до появи таких реакцій, як облизування губ і ковтання.

Регуляція поведінкової активності

Незважаючи на свої маленькі розміри, складові всього кілька кубічних сантиметрів, гіпоталамус бере участь у регуляції поведінкової активності і емоційної поведінки, входячи до складу лімбічної системи. При цьому гіпоталамус має великі функціональні зв'язку зі стовбуром мозку і ретикулярної формацією середнього мозку, з передньої таламической областю і лимбическими частинами кори великих півкуль, лійкою гіпоталамуса і гіпофіза для здійснення і координації секреторної і ендокринної функцій останнього.

Захворювання гіпоталамуса

Патогенетично всі хвороби гіпоталамуса поділяються на три великі групи, залежно від особливостей вироблення гормонів. Так, виділяють захворювання, пов'язані з підвищеною гормональної продукцією гіпоталамуса, зі зниженою гормональної продукцією, а також з нормальним рівнем вироблення гормонів. Крім цього, захворювання гіпоталамуса і гіпофіза дуже тісно пов'язані між собою, що зумовлено спільністю кровопостачання, анатомічної будови та функціональної активності. Нерідко патологію гіпоталамуса і гіпофіза об'єднують у загальну групу захворювань гіпоталамо-гіпофізарної системи. Найбільш поширеною причиною, що призводить до появи клінічної симптоматики, є виникнення аденоми – доброякісної пухлини з залозистої тканини гіпофіза. При цьому, як правило, її виникнення супроводжується збільшенням гормональної продукції з відповідним типовим проявом клінічної симптоматики. Найбільш поширеними є пухлини, що виробляють надмірну кількість кортикотропіну (кортикотропинома), соматотропіну (соматотропинома), тиреотропіну (тиреотрипинома) та ін Серед типових поразок гіпоталамуса слід зазначити пролактиному – гормонально активну пухлина, що виробляє пролактиин. Дане патологічний стан супроводжується постановкою клінічного діагнозу гіперпролактинемії і є найбільш характерним для жіночої статі. Підвищена продукція цього гормону призводить до порушень менструального циклу, появам розладів статевої сфери, серцево-судинної системи та ін Іншим грізним захворюванням, пов'язаним з порушенням функціональної активності гіпоталамо-гіпофізарної системи, є гіпоталамічний синдром. Даний стан характеризується не тільки гормональним дисбалансом, але і появою розладів з боку вегетативної сфери, порушення обмінних і трофічних процесів. Діагностика даного стану деколи буває вкрай скрутна, так як окремі симптоми маскуються під симптоматику інших захворювань.

Висновок

Таким чином, гіпоталамус, функції якого в забезпеченні життєдіяльності складно переоцінити, являє собою вищий інтегративний центр, відповідальний за контроль вегетативних функцій організму, а також поведінкових і мотиваційних механізмів. Перебуваючи в складних взаєминах з іншими відділами головного мозку, гіпоталамус бере участь у контролі практично всіх життєво важливих констант організму, а його поразка нерідко призводить до появи важких захворювань і смерті.