Гипоталамус. Гипоталамус
 Скачать 29.7 Kb.
|
|
Гипоталамус. Гипоталамус- подбугорная область промежуточного мозга, высший центр регуляции вегетативных и эндокринных функций, т.е. оказывает влияние на 2 системы: эндокринную и нервную. Также гипоталамус регулирует гомеостаз организма. Один из самых древних отделов головного мозга. В процессе эволюции большинство структур формировались вокруг него. Поэтому гипоталамус многочисленными нервными волокнами связан со всеми отделами головного мозга и с гипофизом – железой, которая вырабатывает жизненно важные гормоны, обеспечивающие выживание, рост и размножение. Слово гипоталамус происходит от двух греческих слов, которые переводятся как «под таламусом». Именно там находится гипоталамус — под таламусом и над гипофизом головного мозга. Хотя гипоталамус занимает небольшую область головного мозга, размер примерно с фалангу большого пальца и вес примерно от 3 до 5 грамм, но на таком небольшом участке сосредоточены особо чувствительные, исключительно тонко реагирующие нервные и гормональные механизмы, отвечающие за выполнение сложнейших физиологических процессов в клетках, органах и тканях. Гипоталамус ежесекундно получает и обрабатывает огромное количество информации, поступающей от спинного мозга, мышц и связок, вегетативных центров, внутренних органов. А по эфферентным нервным волокнам стремительно движутся сигналы уже от гипоталамуса к разнообразным органам и системам нашего тела. У человека гипоталамус окончательно созревает к 13-14 годам, когда заканчивается формирование гипоталамо-гипофизарных нейросекреторных связей. В последние годы необычайно вырос интерес исследователей к этой области мозга. Анатомы, физиологи, фармакологи, клиницисты постепенно постигают загадочные особенности подбугорья. Как оказалось, это сложнейший нервный аппарат, с удивительной чувствительностью, воспринимающий колебания состава крови и других межтканевых и межклеточных жидкостей. Гипоталамус образован серым бугром, воронкой с нейрогипофизом и сосцевидными (мамиллярными) телами. Морфологически в нейронных структурах гипоталамуса выделяют около 50 ядер, имеющих свою специфическую функцию. Большинство из этих ядер парные, как и многие отделы мозга, что связано с его функциональной асимметрией, т.е. распределение функций (у полушарий распределение психических функций). Ассиметрия обеспечивает устойчивость и упорядоченность. Скопление нейронных образований, образующих гипоталамус, может быть подразделено на переднюю, среднюю и заднюю группы ядер. Многочисленные нейронные связи есть и между отдельными ядрами гипоталамуса, которые постоянно обмениваются информацией, координируя и регулируя функционирование систем нашего организма. Поэтому несмотря на специализацию, работа отделов гипоталамуса согласована. Передняя группа ядер располагается в области зрительного перекреста, средняя группа залегает в области серого бугра, а задняя - в области сосцевидных тел. Ядра гипоталамуса имеют мощное кровоснабжение (на 1 мм^2 приходится около 2600 капилляров). Капилляры гипоталамуса высоко проницаемы для крупномолекулярных белковых соединений, к которым относятся нуклеопротеиды, что объясняет высокую чувствительность гипоталамуса к нейровирусным инфекциям, интоксикациям, гуморальным сдвигам. Передние ядра: супраоптическое, супрахиазматическое и паравентрикулярное ядра. Супраоптическое ядро. Образует антидиуретический гормон – вазопрессин, который замедляет выделение мочи. Он поступает в заднюю часть гипофиза, накапливается и хранится в его клетках. Гормон с кровью поступает в канальцы почек и повышает обратное всасывание воды из первичной мочи. Супрахиазматическое. Его деятельность подчинена суточным ритмам, зависит от продолжительности светового дня. Меняется при проживании с искусственным освещением. В норме у человека циркадные ритмы синхронизированы с 24 часовым циклом день-ночь, а при искусственном разрушении этого ядра ритмы утрачиваются. Интересно, что цикла в 24 часа нейроны достигают сообща, а для каждого нейрона по отдельности он может длиться от 20 до 28 часов (это показано в экспериментах на крысах). Паравентрикулярное. Нейроны активизируются при стрессе, инфекционных заболеваниях, участвуют в обменных процессах, росте внутренних органов и костной системы, контролируют иммунитет и функцию половых желез. Образуют окситоцин, соматостатин и вазопрессин. Средний гипоталамус составляет вентромедиальное,аркуатное и дорсомедиальное ядра. Вентромедиальное. Регулирует насыщение, образование энергии, пищевое поведение, использование углеводов и жирных кислот в обменных процессах. При этом стимуляция данной области приводит к увеличению аппетита. В случае двустороннего поражения данной области наблюдается полное прекращение приема пищи. Срединные части данного ядра имеют регулирующие действие на боковые его части. Так например, во время опытов на животных было установлено, что двустороннее поражение медиальной части вентромедиального ядра гипоталамуса приводит к ожирению и вызывает гиперфагию. А поражение боковой части данного ядра приводит к полному прекращению приема пищи. Такое действие объясняется воздействием на гипоталамус гормона лептина. Также считается, что на гипоталамус в данном случае действуют желудочно-кишечные гормоны, такие как глюкагон, ингибирующие потребление пищи. Выделение желудочного сока высвобождает эти гормоны, которые действуют на мозг, вызывая появление чувства сытости. Дорсомедиальное. Обрабатывает сигналы от латеральных (боковых) ядер и вентромедиального. Поддерживает нормальный уровень показателей: артериального давления, частоты сердечных сокращений, выделения пищеварительных ферментов, температуры тела, продолжительности сна. В экспериментах на крысах определили, что поражение нейронов в этом ядре приводит к снижению двигательной активности, помимо этого хуже происходит терморегуляция. Дорсомедиальное ядро, как и супрахиазматическое, регулирует циркадные ритмы. Центральная роль аркуатного ядра – поддержание гомеостаза организма. Оно так же, как другие, участвует в регуляции питания, метаболизма, контроле за сердечно-сосудистой системой. Особенно важно аркуатное ядро в воздействии на аппетит, потому как в нём секретируется нейропептид Y и агути-подобный пептид. Именно там располагаются дофаминергические нейроны, которые регулируют секрецию гормона пролактина, выделяемого гипофизом. Другие нервные клетки вырабатывают соматостатин, который подавляет секрецию гипоталамусом соматотрипин-рилизинг-гормона или соматолиберина (стимулирует в гипофизе синтез и выделение соматотропного гормона, который отвечает за рост организма). Задний гипоталамус: заднее гипоталамическое ядро, ядра мамиллярного тела и туберомамиллярное ядро. Маммилярное ядро (латеральное и медиальное). Регулирует память. При недостатке витамина В1 нарушения приводят к расстройствам сознания, движений, параличу глазодвигательных мышц. Туберомаммилярное. Обеспечивает функционирование организма при пробуждении после сна, участвует в процессах обучения, запоминания и анализа информации, обмене веществ в головном мозге. Нейроны этой зоны выделяют гистамин. Результаты, полученные с помощью избирательного раздражения или разрушения определенных ядер, показали, что при раздражении ядер передней группы – наблюдаются эффекты парасимпатической НС и происходит выделение гормонов нейрогипофиза; при раздражении ядер средней группы – снижение тонуса симпатической НС и выделяются рилизинг-факторы; при раздражении ядер задней группы – наблюдаются эффекты симпатической НС. Возбуждение ядер передней группы гипоталамуса вызывает пассивно-оборонительные реакции: страх, гнев, ярость, неудовлетворение. Раздражение задней группы ядер вызывает активную агрессивную реакцию, сопровождаемую экзофтальмом, расширением зрачка, увеличением артериального давления, сокращением желчного и мочевого пузыря. Кроме того, в области заднего гипоталамуса локализуется «центр положительных эмоций», «центр удовольствия», стимуляция которых и у животных, и у человека обеспечивает формирование чувств радости, удовольствия, сопровождавшихся эротическими переживаниями Существуют экспериментальные данные о наличии в гипоталамусе центра сна(передние ядра)и бодрствования (задние ядра). В самом конце XIX века венский окулист Маутнер наблюдал эпидемическое заболевание, названное «Нона». Основным его проявлением были нарушения зрения (предметы двоились) и сонливость. Анализируя это заболевание, ученый пришел к выводу, что причина подобных проявлений — поражение важного нервного образования — гипоталамуса, лежащего на нижней поверхности головного мозга и играющего серьезную роль в регуляции вегетативных и эндокринных функций. Поскольку импульсы, поступающие из внутренней среды организма, воспринимаются и оцениваются гипоталамусом, его поражение приводит к нарушению информации из внутренней среды, что и ведет к сонливости. Такой ход размышления нам уже знаком. Изменилось лишь поле, откуда распространяется импульсация (внешняя или внутренняя среда). Последующие годы принесли большое число фактов, подтверждающих наличие в мозгу зоны, играющей особую роль в поддержании бодрствования. В начале первой мировой войны распространился эпидемический энцефалит, который получил название летаргического, что свидетельствовало об особом значении патологической сонливости в картине этого заболевания (оказавшегося практически идентичным энцефалиту «Нона»). Большая заслуга в изучении летаргического энцефалита принадлежит австрийскому неврологу Экономо, который предположил существование в гипоталамусе двух центров: орального, поражение которого вызывает бессонницу, и каудального, разрушение которого влечет за собой патологическую сонливость. Роль гипоталамуса и верхних отделов ствола головного мозга подтвердили затем и нейрофизиологи, используя методы разрушения, перерезок и раздражения определенных участков мозга. Важную роль в этом направлении сыграли исследования швейцарского нейрофизиолога Гесса в Цюрихе. Ученый вживлял кошкам электроды в различные отделы гипоталамуса и зрительного бугра, при раздражении которых у животных возникал сон. Именно эти работы послужили толчком к развитию исследований с помощью погруженных глубинных электродов, вводимых в мозг экспериментальных животных и больных людей с лечебной целью. Гипоталамус играет важную роль в терморегуляции. В нем выделены два центра терморегуляции: - Центр теплопродукции расположен в заднем гипоталамусе и включает в себя медиальные, латеральные и промежуточные мамиллярные ядра. Возбуждение этих ядер приводит к повышению теплопродукции путем повышения обменных процессов, учащения частоты сердечных сокращений, сужения сосудов кожи и за счет повышения тонуса мышц и появления мышечной дрожи. Разрушение этих ядер приводит к потере способности поддерживать температуру тела при охлаждении организма. - Ядра передней и преоптической областей гипоталамуса являются центром теплоотдачи. Сюда входят паравентрикулярное, супраоптическое и медиальные преоптические ядра. Возбуждение их приводит к повышению теплоотдачи путем расширения сосудов кожи и повышения температуры ее поверхности, увеличения отделения и испарения пота и увеличения частоты дыхания. Разрушение этого центра приводит к неспособности организма выдерживать тепловую нагрузку. Гипоталамус в области сосцевидных тел также принимает участие в формировании поведенческих реакций, связанных с пищей. Раздражение данной области приводит к появлению таких реакций, как облизывание губ и глотание. Основными гормонами, выделяемыми задней долей гипофиза, являются антидиуретический гормон, регулирующий водный метаболизм, а также гормоны, регулирующие деятельность матки, функцию молочных желез. Локализован центр жажды, обуславливающий формирование одноименного чувства. При этом чувствительные нейроны данной области постоянно отслеживают не только уровень электролитов в плазме крови, но и осмотическое давление, и при увеличении концентрации обуславливают формирование чувства жажды, что приводит к формированию поведенческих реакций, направленных на поиск воды. После того как вода найдена и чувство жажды удовлетворено, осмотическое давление крови и электролитный состав нормализуются, что возвращает импульсацию нейронов к норме. Таким образом, роль гипоталамуса сводится к формированию вегетативной основы поведенческих механизмов, направленных на удовлетворение возникающих алиментарных потребностей. В гипоталамусе расположены центры, связанные с регуляцией полового поведения. Опыты с вживлением электродов в эти центры (задний гипоталамус) показали, что при предоставлении животному возможности самораздражения (путем нажатия педали, включающей ток, проходящий через вживленные электроды) оно может проводить самораздражение с высокой частотой в течение длительного времени. Поэтому эти центры были названы центрами удовольствия. Установлено, что они являются компонентом нейронной системы, принимающей участие в регуляции эмоциональной сферы полового поведения. Некоторые ядра преоптической зоны гипоталамуса имеют половой диморфизм, то есть присутствуют функциональные и структурные различия у мужчин и у женщин. С половым диморфизмом гипоталамуса связана секреция гормона роста. Именно поэтому мужчины в большинстве случаев крупнее женщин. Мужской и женский мозг имеет различия в распределении рецепторов эстрогенов. Такая разница является необратимым следствием неонатального стероидного воздействия. Эстроген-рецепторы и рецепторы прогестерона находятся в нейронах передней и медиабазальной зонах гипоталамуса. Гормоны. По своей функциональной активности и точке приложения гипоталамические гормоны подразделяются на следующие группы: рилизинг-гормоны, или либерины; статины; гормоны задней доли гипофиза (вазопрессин или антидиуретический гормон и окситоцин). Функционально рилизинг-гормоны влияют на активность и выброс гормонов клетками передней доли гипофиза, увеличивая их продукцию. Гормоны-статины выполняют прямо противоположную функцию, останавливая продукцию биологически активных веществ. Гормоны задней доли гипофиза на самом деле вырабатываются в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах гипоталамуса, а затем по аксонным терминалям транспортируются в заднюю область гипофиза. Таким образом, гормоны гипоталамуса являются своего рода контролирующими элементами, которые регулируют продукцию других гормонов. Либерины и статины регулируют выработку тропных гормонов гипофиза, которые, в свою очередь, оказывают воздействие на органы-мишени. В ядрах гипоталамуса происходит высвобождение гормонов (рилизинг-факторов), которые затем транспортируются по аксонам в какое-либо срединное возвышение или заднюю долю гипофиза, где хранятся и выпускаются по мере необходимости. В гипоталамо-аденогипофизной оси происходит выпуск гормонов гипоталамуса, которые затем попадают по гипофизарной портальной системе в переднюю долю гипофиза, где они оказывают регулирующие функции на секрецию аденогипофизарных гормонов. К этим гормонам относят: Пролактин-рилизинг гормон Кортикотропин-рилизинг гормон Дофамин Соматотропин-рилизинг гормон Гонадотропин-рилизинг гормон Соматостатин Остальные гормоны, такие как окситоцин, вазопрессин, нейротензин и орексин секретируются из срединного возвышения. Высвобождение гормонов гипоталамуса происходит также в задней доле гипофиза, которая по сути является продолжением гипоталамуса. В данной области вырабатываются гормоны окситоцин и вазопрессин. Антидиуретический гормон — увеличивает количество всасываемой воды в кровь через почки; Кортикотропин-рилизинг-гормон — помогает регулировать метаболизм и иммунный ответ, работая с гипофизом и надпочечниками; Гонадотропин-рилизинг-гормон — регулирует выброс гормонов, которые контролируют работу половых органов; Окситоцин участвует во многих процессах, в том числе в появлении грудного молока у матери, контролирует температура тела и циклы сна. Тиролиберин активизирует щитовидную железу и высвобождает гормоны, которые регулируют обмен веществ, энергетические уровни. Гормоны роста оказывают непосредственное воздействие на гипоталамус и заставляют гипофиз увеличивать или уменьшать их количество в организме. Это очень важно для растущих детей. |