Функції гіпоталамуса

Регулювання голоду та прийому їжі

Теоретично відомо, що прийом їжі знаходиться під контролем 2-х центрів гіпоталамуса: один із цих центрів знаходиться в центральний гіпоталамус - центр голоду, інший знаходиться в медіальний гіпоталамус - центр насичення.

Цей висновок зроблений на основі численних експериментів, проведених на людях і тваринах. Але, хоча це здається простим і привабливим, висновок хибний, оскільки в цілому мозок не організований у чітко визначених центрах, які контролюють ізольовані функції.

Зазвичай ці функції залежать від складних нейронних ланцюгів.

Дані, отримані в результаті пошкодження бічного та медіального гіпоталамуса, зумовлені кількома факторами: зміною сенсорної та рухової інформації, зміною звичних орієнтирів організму, дисбалансом гормонального балансу та, що не менш важливо, впливає на взаємозв'язок волокон (асоціація). Всі ці зміни відбуваються по суті з пошкодженням гіпоталамуса, але їх важче продемонструвати експериментально.

Після великих клінічних досліджень було встановлено, що набір сигналів, що регулюють харчування, можна розділити на дві великі групи: сигнали, які регулюють харчування в короткостроковій перспективі, і сигнали, які регулюють харчування в довгостроковій перспективі.

Хімічні властивості їжі відносяться до першої категорії. Вони проявляються в ротовій порожнині, стимулюючи харчову поведінку, але це також проявляється в шлунково-кишковій та печінковій системі, виробляючи з цього рівня гальмування харчової поведінки.

Імпульси, що залишають шлунково-кишковий тракт, активують центр насичення відразу після прийому. Ці сигнали досягають бічного гіпоталамуса. Короткотермінові сигнали формуються за допомогою довготривалих сигналів, тобто маси тіла, тобто кількості накопиченого жиру.

Завдяки цим сигналам, вага тіла може підтримуватися постійною за допомогою дієти, активності та механізмів зворотного зв'язку, які регулюють швидкість метаболізму, коли тіло віддаляється від контрольної точки.

Наприклад, якщо тварина отримує низькокалорійну дієту, швидкість метаболізму в довгостроковій перспективі знижується, а це означає, що їй потрібно менше їжі, щоб підтримувати постійну масу тіла.

Якщо тіло неодноразово втрачає вагу, швидкість метаболізму в довгостроковій перспективі знижується, і постійну вагу тіла можна підтримувати з меншою кількістю калорій, ніж зазвичай, не впливаючи на функції організму.

Є й інші механізми, що сприяють регуляції прийому їжі: глікемічна регуляція гіпоталамусних центрів голоду та ситості. У цій системі, гіпоглікемія збуджує центр голоду, виробляючи потребу в їжі, при цьому гіперглікемія пригнічує центр голоду та активізує центр насичення.

Іншим відомим механізмом є той, що підтримується кишковими гормонами, що виділяються під час їжі, що викликає явище насичення. Інший механізм полягає в тому, що, підтримуючись температурою тіла, відомо, що низька температура активізує голод, тоді як висока температура стримує його.

Анорексія та виснаження

анорексія, хоча це вважається психологічним розладом, це може також виникати як розлад функції гіпоталамуса. Це супроводжується втратою ваги, ендокринною аменореєю та іншими неендокринними розладами, такими як пойкілотермія.
Встановлено, що в більшості випадків анорексії мозок в нормі, за винятком тих випадків, коли були виявлені пухлини гіпоталамуса.

марнотратство (виражена втрата ваги) може спостерігатися як у дорослих, так і у дітей. Це супроводжується ністагмоподібними рухами очей (неврологічний симптом, при якому очні яблука роблять мимовільні, постійні, короткі, бічні або обертальні рухи; це, як правило, ознака пошкодження стовбура мозку) та неадекватною, аномальною емоційною поведінкою.

Емоції також супроводжуються апатією або дратівливістю. Діти, як правило, насторожені та гіперактивні, незважаючи на сильну втрату ваги; ендокринний рівень, як правило, нормальний. Спочатку пухлини пошкоджують передній гіпоталамус, після чого руйнують весь гіпоталамус. У багатьох випадках виснаження смерть настає внаслідок ускладнень цього стану. У дітей у нечисленних випадках виживання старше 2 років апетит повертається, виснаження стихає, дратівливість та злість посилюються, гіперактивність та блювота додають анорексії та дефіциту споживання калорій.

У дорослих відомо кілька випадків виснаження гіпоталамуса, випадків, які не виживають і в яких виявляється повне руйнування гіпоталамуса. Зазвичай, у дорослих анорексія та виснаження виникають через психологічні причини.

Коригування спраги та споживання рідини

Експериментально було показано, що регулювання споживання води знаходиться під контролем гіпоталамусу, який регулює водний баланс або прямими діями (потовиділення, діурез), або конкретними поведінковими діями.

Вживання рідини залежить від двох механізмів: примітивного, подібного до інстинкту, та вторинного, що визначається станом гідратації або зневоднення організму.

Областями гіпоталамуса, що відповідають за регуляцію води, є передня область гіпоталамуса, преоптична медіальна зона та паравентрикулярне ядро. Він відіграє важливу роль у механізмі гіпоталамусової спраги зневоднення нервових клітин в області гіпоталамуса, потім добровільні терморецептивні рецептори, з'єднання таламуса з центральною корою та порушення обміну речовин.

На відміну від їжі, точний об’єм рідини, яку потрібно вживати, є відносно незначним, а надлишок води швидко виводиться з організму. Однак, кожне тіло має ідеальну кількість необхідної води, а відхилення плюс-мінус не дуже важливі.

Водний баланс тісно пов’язаний з пероральним прийомом осмотичних речовин, а також існуванням гормону, що виділяється наднирниками, гормону, який називається альдостерон. Гіпоталамус здійснює більш-менш прямий контроль над цією залозою, спричиняючи коливання секреції (кількості) альдостерону і, очевидно, зміни потреб у воді.

Споживання рідини залежить від двох фізіологічних змінних: осмолярності тканин та об’єму судинної рідини (крові). Спрагу можна також контролювати сухим язиком, а також гіпертермією, явищами, виявленими термочутливими нейронами переднього гіпоталамуса. У людей порушення водного балансу можуть бути наслідком ненормальної секреції гормонів, надмірної спраги або надмірного споживання води.

Найбільш частою причиною є поява пухлинних, судинних або травматичних запальних процесів, що розвиваються в таламусі. Найвідоміший розлад в цьому плані - нецукровий діабет, що проявляється надмірним споживанням води.

Інші функції гіпоталамуса

На додаток до 3 систем регулювання внутрішнього середовища організму, тобто нейроендокринної, вегетативної та мотиваційної, гіпоталамус також контролює інші функції, такі як метаболізм, емоційно-афективна поведінка, добовий ритм і сон.

Регуляція вуглеводного обміну досягається за участю гіпоталамуса в якому є нервовий центр, що викликає гіперглікемію, і є деякі центри глікорегуляції.

Регуляція ліпідного обміну корелює з регуляцією вуглеводів. Наприклад, пошкодження вентромедіального ядра призводить до ожиріння, на відміну від діенцефальної гіперфагії, яка також викликає ожиріння через булімію.
У гіпоталамусі є нейрони, чутливі до змін рівня ліпемії в крові.
Вони допомагають контролювати споживання їжі.

Регуляція білкового обміну а трофічність - це специфічна функція гіпоталамуса. Це також регуляція метаболізму сечовини, що стосується збільшення або зниження рівня сечовини в крові, сечовина є показником хорошої роботи нирок.

Гіпоталамус також кількісно регулює образні елементи крові, тобто кількість еритроцитів і тромбоцитів. Це регулювання було продемонстровано експериментально при ураженнях гіпоталамусу. У пацієнтів з пухлинами гіпоталамусу, і ці пухлини були видалені, спостерігалася важка анемія та зміни констант крові.

Регуляція афективно-емоційної поведінки

Відомо, що фізіологічне вираження емоцій частково залежить від симпатичної та парасимпатичної вегетативної нервової системи і що гіпоталамус є одним з основних центрів, який інтегрує периферійну вегетативну систему в комплекс соматичної діяльності, що супроводжує емоційне вираження.

Гнів і страх - найпоширеніші порушення поведінки, описані у дорослих і спричинені різними захворюваннями гіпоталамуса. Гнів - це емоційно-поведінковий вираз, викликаний вентромедіальним ураженням гіпоталамуса.
Навпаки, стимуляція задньої області гіпоталамуса викликає реакції страху та жаху.

Гіпоталамус регулює поведінку 3 способами:

координує автономну та ендокринну рухові складові поведінки

виробляє відповідну поведінку для емоційного стану

впливає на інтенсивність кожного поведінкового акту.

Крім того, гіпоталамус впливає на внутрішній афективний стан організму, який через гальмуючий кортикальний вплив та вольовий акт може залишатися внутрішньо.

Ці висновки були зроблені в результаті експериментів на тваринах. Інгібуючий механізм поведінки пов'язаний з корою лобових часток, але точні шляхи недостатньо добре встановлені. Вважається, що гіпоталамус інтегрує всі рухові та ендокринні реакції, задіяні в емоційній поведінці, тоді як телеенцефалон (кора головного мозку) пригнічує емоційні реакції на суперечливі, непослідовні та незначні подразники.

Теленцефалон - це той, який пов’язує гіпоталамус із зовнішнім світом, що дозволяє маніпулювати вегетативною та ендокринною системою та з’являти відповідні емоційні вирази у відповідь на зовнішні умови.
Апатія - це протилежна емоційна поведінка страху та гніву. Травма бічного або заднього гіпоталамуса створює гіпоактивний апатичний стан. Це було продемонстровано експериментально на тваринах, але у людей це лише припускається.

Ейфорія, що супроводжується видимим станом комфорту, рідко вважається проявом гіпоталамічного розладу.

Надмірна або неконтрольована сексуальна поведінка - рідкісний прояв, який викликає багато питань і може виникнути у зв'язку з пошкодженням гіпоталамуса, лімбічної системи, а також телецефалону.

Ураження гіпоталамуса, як видається, виробляють гіперсексуальну поведінку, пов’язану з гнівом та надмірним бажанням.
Зниження лібідо Це також поширений симптом у захворювання гіпоталамуса, особливо у чоловіків.

Підсумовуючи, гіпоталамус є не лише руховим ядром для вегетативної нервової системи, але є важливим центром для інтеграції різноманітної інформації, необхідної для забезпечення адекватних, послідовних та добре організованих реакцій, як автономних, так і соматичних.