Ipotalamo: che cos'è? La struttura e la funzione dell'ipotalamo

ipotalamo del cervello, o l'area subtalamica, è una piccola area situata al di sotto della regione talamica nel diencefalo. Nonostante le sue piccole dimensioni, i neuroni dell'ipotalamo formano da 30 a 50 gruppi di nuclei responsabili di vari indicatori omeostatici del corpo, oltre a regolare la maggior parte delle funzioni neuroendocrine del cervello e del corpo nel suo complesso. I neuroni ipotalamici hanno estese connessioni con quasi tutti i centri e le divisioni del sistema nervoso centrale, e le connessioni neuroendocrine dell'ipotalamo e della ghiandola pituitaria meritano un'attenzione speciale. Causano la formazione del cosiddetto sistema ipotalamico-ipofisario funzionalmente unificato, responsabile della produzione di ormoni ipofisari e ipotalamici e che costituisce il legame centrale tra il nervoso e il sistemi endocrini. Diamo un'occhiata più da vicino a come funziona l'ipotalamo, che cos'è e quali funzioni specifiche del corpo sono fornite da questa piccola area del cervello.

Caratteristiche anatomiche

Sebbene l'attività funzionale dell'ipotalamo sia studiata abbastanza bene, oggi non ci sono abbastanza confini anatomici chiari che definiscano l'ipotalamo. La struttura in termini di anatomia e istologia è associata alla formazione di estese connessioni neuronali della regione ipotalamica con altre parti del cervello. Pertanto, l'ipotalamo si trova nella regione subtalamica (sotto il talamo, che è il motivo per cui il suo nome si manifesta) e partecipa alla formazione delle pareti e del fondo del terzo ventricolo del cervello. La placca terminale forma anatomicamente il margine anteriore dell'ipotalamo e il suo margine posteriore è formato da un'ipotetica linea che si estende dalla commissura posteriore del cervello alla regione caudale dei corpi mastoideo.

Nonostante le sue piccole dimensioni, la regione ipotalamica strutturale è divisa in diverse regioni anatomiche e funzionali più piccole. Nella parte inferiore dell'ipotalamo si distinguono strutture come un tubercolo grigio, un imbuto e un'altezza mediana, e quella inferiore spesso passa anatomicamente nel peduncolo della ghiandola pituitaria.

Nuclei ipotalamici

Diamo un'occhiata a quali nuclei sono inclusi nell'ipotalamo, di cosa si tratta e in quali gruppi sono divisi. Così, i nuclei nel sistema nervoso centrale implicano l'accumulo di materia grigia (corpi di neuroni) nello spessore della sostanza bianca (assoni e terminali dendritici - percorsi). Funzionalmente, i nuclei forniscono il passaggio delle fibre nervose da uno cellule nervose su altri, nonché analisi, elaborazione e sintesi di informazioni.

Tre gruppi di cluster di corpi di neuroni che formano il nucleo dell'ipotalamo sono anatomicamente distinti: i gruppi anteriore, medio e posteriore. Ad oggi, è piuttosto difficile stabilire il numero esatto di nuclei dell'ipotalamo, poiché dati diversi sul loro numero sono riportati in varie fonti di letteratura nazionale e straniera. Il gruppo anteriore di nuclei si trova nell'area del chiasma ottico, il gruppo intermedio si trova nell'area del tubercolo grigio, e il gruppo posteriore si trova nella regione della mastoide, formando le stesse sezioni dell'ipotalamo.

Il gruppo anteriore di nuclei ipotalamici comprende i nuclei sopraottico e paraventricolare, il gruppo medio di nuclei corrispondente all'imbuto e la regione grigia della collinetta comprende i nuclei laterali, così come i nuclei dorso-mediale, tuberoso e ventromediale, e il gruppo posteriore comprende i nuclei mastoide e posteriore. A sua volta, la funzione autonomica dell'ipotalamo è fornita dalla funzione delle strutture nucleari, dalle relazioni anatomiche e funzionali con il resto del cervello, dal controllo delle reazioni comportamentali di base e dal rilascio di ormoni.

Ormoni ipotalamo

La regione ipotalamica secerne sostanze altamente specifiche e biologicamente attive, che sono chiamate "ormoni ipotalamici". La parola "ormone" deriva dal greco "eccitare", cioè gli ormoni sono composti biologici altamente attivi che nelle concentrazioni nanomolari possono portare a significativi cambiamenti fisiologici nel corpo. Consideriamo quali ormoni l'ipotalamo secerne, cosa sia e quale sia il loro ruolo normativo nell'attività funzionale dell'intero organismo.

Con la loro attività funzionale e il punto di applicazione, gli ormoni ipotalamici sono suddivisi nei seguenti gruppi:

• liberare ormoni o liberini;
• statine;
• ormoni del lobo posteriore dell'ipofisi (vasopressina o ormone antidiuretico e ossitocina).

Funzionalmente, rilasciando gli ormoni influenzano l'attività e il rilascio di ormoni da parte delle cellule della ghiandola pituitaria anteriore, aumentando la loro produzione. Gli ormoni di statine svolgono esattamente la funzione opposta, bloccando la produzione di sostanze biologicamente attive. Gli ormoni del lobo posteriore della ghiandola pituitaria sono effettivamente prodotti nei nuclei sopraottico e paraventricolare dell'ipotalamo, e quindi trasportati attraverso i terminali degli assoni nella regione posteriore dell'ipofisi. Quindi, gli ormoni dell'ipotalamo sono una specie di elementi di controllo che regolano la produzione di altri ormoni. Liberins e statine regolano la produzione degli ormoni trofici della ghiandola pituitaria, che a loro volta influenzano gli organi bersaglio. Consideriamo i principali punti funzionali della regione ipotalamica, o ciò che è responsabile dell'ipotalamo nel corpo.

Ipotalamo nella regolazione della funzione del sistema cardiovascolare

Ad oggi, è stato dimostrato sperimentalmente che l'elettrostimolazione di varie regioni ipotalamiche può portare a uno qualsiasi degli effetti neurogenici noti sul sistema cardiovascolare. In particolare, stimolando i centri dell'ipotalamo, è possibile aumentare o diminuire il livello di pressione sanguigna, aumentare o diminuire la frequenza cardiaca. È stato dimostrato che in varie aree dell'ipotalamo queste funzioni sono organizzate secondo il tipo reciproco (cioè ci sono centri responsabili dell'aumento della pressione sanguigna e dei centri responsabili della riduzione): la stimolazione della regione ipotalamica laterale e posteriore porta ad un aumento della pressione sanguigna e della frequenza contrazione cardiaca, mentre la stimolazione dell'ipotalamo nell'area del chiasma ottico è in grado di provocare effetti opposti. Le basi anatomiche delle influenze normative di questo tipo sono centri specifici che regolano l'attività del sistema cardiovascolare, che si trova nelle aree reticolari del ponte e nel midollo allungato, e ampie connessioni neurali che si estendono da esse nell'ipotalamo. Le funzioni di regolazione sono fornite dallo stretto scambio di informazioni tra queste aree del cervello.

Coinvolgimento della regione ipotalamica nel mantenimento della temperatura corporea

Le formazioni nucleari della regione ipotalamica sono direttamente coinvolte nella regolazione e nel mantenimento della costanza della temperatura corporea. Nella regione preottica c'è un gruppo di neuroni responsabili del monitoraggio continuo della temperatura del sangue.

Con un aumento della temperatura del sangue che scorre, questo gruppo di neuroni è in grado di aumentare gli impulsi, trasferendo informazioni ad altre strutture del cervello, innescando così i meccanismi del trasferimento di calore. Quando la temperatura del sangue diminuisce, diminuiscono gli impulsi dei neuroni, che provocano l'inizio dei processi di produzione di calore.

Partecipazione dell'ipotalamo alla regolazione del bilancio idrico del corpo

Equilibrio del sale dell'acqua nel corpo, vasopressina, ipotalamo - che cos'è? La risposta a queste domande è più avanti in questa sezione. La regolazione ipotalamica del bilancio idrico del corpo avviene in due modi principali. Il primo di questi è la formazione di un senso di sete e una componente motivazionale, che include meccanismi comportamentali che portano alla soddisfazione del bisogno che è sorto. Il secondo modo è regolare la perdita di fluidi corporei dall'urina.

Centro localizzato della sete, che causa la formazione dei sentimenti identici, nella regione ipotalamica laterale. Allo stesso tempo, i neuroni sensibili di quest'area monitorano costantemente non solo il livello di elettroliti nel plasma sanguigno, ma anche la pressione osmotica, e con crescente concentrazione provocano la formazione di sete, che porta alla formazione di reazioni comportamentali volte a trovare acqua. Dopo che l'acqua è stata trovata e la sete è soddisfatta, la pressione osmotica della composizione di sangue ed elettrolita viene normalizzata, il che restituisce gli impulsi dei neuroni alla normalità. Pertanto, il ruolo dell'ipotalamo si riduce alla formazione della base vegetativa di meccanismi comportamentali volti a soddisfare i bisogni nutrizionali emergenti.

La regolazione della perdita o dell'escrezione di acqua da parte dell'organismo attraverso i reni si trova nei cosiddetti nuclei sopraottico e paraventricolare dell'ipotalamo, che sono responsabili della produzione di un ormone chiamato vasopressina o ormone antidiuretico. Come suggerisce il nome, questo ormone regola la quantità di acqua riassorbita nei tubuli del nefrone di raccolta. Allo stesso tempo, la vasopressina viene sintetizzata nei suddetti nuclei dell'ipotalamo, e inoltre lungo i terminali degli assoni viene trasportata sul retro dell'ipofisi, dove viene immagazzinata fino al momento richiesto. Se necessario, il lobo posteriore della ghiandola pituitaria secerne questo ormone nel sangue, che aumenta il riassorbimento di acqua nei tubuli renali e porta ad un aumento della concentrazione di urina escreta e una diminuzione del livello di elettroliti nel sangue.

Partecipazione dell'ipotalamo alla regolazione dell'attività contrattile uterina

I neuroni dei nuclei paraventricolari svolgono la produzione di un tale ormone come l'ossitocina. Questo ormone è responsabile della contrattilità delle fibre muscolari dell'utero durante il parto e nel periodo post-partum per la contrattilità dei dotti mammari delle ghiandole mammarie. Entro la fine della gravidanza, più vicino al parto, sulla superficie del miometrio, si verifica un aumento dei recettori specifici per l'ossitocina, che aumenta la sensibilità di quest'ultimo all'ormone. Al momento della nascita, un'alta concentrazione di ossitocina e la sensibilità ad esso delle fibre muscolari uterine contribuiscono al normale corso del travaglio. Dopo il parto, quando il bambino prende il capezzolo, questo porta alla stimolazione della produzione di ossitocina, che provoca una riduzione dei dotti lattiferi delle ghiandole mammarie e il rilascio di latte.

Inoltre, in assenza di gravidanza e allattamento al seno, così come nei maschi, questo ormone è responsabile dello sviluppo di sentimenti di amore e simpatia, per i quali ha ricevuto il suo secondo nome - "ormone dell'amore" o "ormone della felicità".

Partecipazione dell'ipotalamo alla formazione di fame e sazietà

Nella regione ipotalamica laterale ci sono centri specifici, organizzati per tipo reciproco, responsabili della formazione di sentimenti di sete e sazietà. Sperimentalmente, è stato dimostrato che la stimolazione elettrica dei centri responsabili dello sviluppo di una sensazione di fame porta a una risposta comportamentale alla ricerca e al consumo di cibo anche in un animale ben nutrito, e l'irritazione del centro di saturazione porta al rifiuto di mangiare un animale che sta morendo di fame per diversi giorni.

Con la sconfitta della regione ipotalamica laterale e dei centri responsabili della formazione della fame, può verificarsi la fame, che porta alla morte, e in caso di patologia e lesione bilaterale della regione ventromediale, insaziabile appetito e mancanza di sazietà si verificano, che porta alla formazione di obesità.

L'ipotalamo nel campo della mastoide è anche coinvolto nella formazione di reazioni comportamentali associate al cibo. L'irritazione di quest'area porta a reazioni come la leccata delle labbra e la deglutizione.

Regolazione dell'attività comportamentale

Nonostante le sue piccole dimensioni, che comprendono solo pochi centimetri cubici, l'ipotalamo è coinvolto nella regolazione dell'attività comportamentale e del comportamento emotivo, essendo parte di sistema limbico. Allo stesso tempo, l'ipotalamo ha estese connessioni funzionali con il tronco cerebrale e la formazione reticolare del mesencefalo, con la regione anteriore talamica e le parti limbiche della corteccia cerebrale, e l'imbuto dell'ipotalamo e dell'ipofisi per svolgere e coordinare le funzioni secretorie ed endocrine di quest'ultimo.

Malattie dell'ipotalamo

Dal punto di vista patogenetico, tutte le malattie dell'ipotalamo sono suddivise in tre grandi gruppi, a seconda delle caratteristiche della produzione ormonale. Pertanto, sono isolate le malattie associate all'aumento della produzione di ormoni dell'ipotalamo, con bassa produzione ormonale e al normale livello di produzione di ormoni. Inoltre, le malattie dell'ipotalamo e dell'ipofisi sono strettamente collegate, a causa del comune apporto di sangue, della struttura anatomica e dell'attività funzionale. Spesso la patologia dell'ipotalamo e della ghiandola pituitaria si combinano in un gruppo comune di malattie del sistema ipotalamo-ipofisario.

La causa più comune che porta alla comparsa di sintomi clinici è l'insorgenza di adenoma, un tumore benigno dal tessuto ghiandolare della ghiandola pituitaria. In questo caso, di regola, la sua comparsa è accompagnata da un aumento della produzione ormonale con la corrispondente manifestazione tipica dei sintomi clinici. I più comuni sono i tumori che producono una quantità eccessiva di corticotropina (corticotropina), somatotropina (somatotropina), tireotropina (tireotripinoma), ecc.

Tra le lesioni tipiche dell'ipotalamo va segnalata la prolattina - un tumore ormonalmente attivo che produce prolattina. Questa condizione patologica è accompagnata da una diagnosi clinica di iperprolattinemia ed è la più caratteristica del sesso femminile. L'aumento della produzione di questo ormone porta a disturbi mestruali, alla comparsa di disturbi della sfera sessuale, al sistema cardiovascolare, ecc.

Un'altra terribile malattia associata ad alterata attività funzionale del sistema ipotalamico-ipofisario è la sindrome ipotalamica. Questa condizione è caratterizzata non solo da squilibri ormonali, ma anche dalla comparsa di disturbi da parte della sfera vegetativa, disturbi dei processi metabolici e trofici. La diagnosi di questa condizione è talvolta estremamente difficile, in quanto i sintomi individuali sono mascherati dai sintomi di altre malattie.

conclusione

Pertanto, l'ipotalamo, la cui funzione nel supporto vitale è difficile da sovrastimare, è il più alto centro integrativo responsabile del controllo delle funzioni vegetative del corpo, nonché dei meccanismi comportamentali e motivazionali. Essendo in una relazione complessa con il resto del cervello, l'ipotalamo è coinvolto nel controllo di quasi tutte le costanti vitali del corpo, e la sua sconfitta spesso porta all'emergere di malattie gravi e alla morte.