Центры гипоталамуса определить довольно сложно. Это связано не только с местом их расположения, а и функциональностью. Они влияют на ощущение сытости и голода, терморегуляцию, а также участвуют в других жизненно важных процессах. Читайте подробнее в нашей статье о центрах гипоталамуса и их особенностях.
Читайте в этой статье
Что такое подкорковые функциональные центры гипоталамуса
Гипоталамус представляет собой один из отделов головного мозга. Известно его расположение – ниже дна третьего желудочка. Если исследовать мозговую структуру, то выделить в ней гипоталамические центры (ядра) сложно. Это объясняется тем, что они точно не локализованы, а за те или иные функции отвечает определенное скопление клеток. Оно может быть сконцентрированным (например, ядра, синтезирующие вазопрессин и окситоцин) или рассеянным на определенной площади.
Клетки таких центров взаимодействуют между собой, из-за чего подкорковые импульсы даже могут быть неправильно восприняты корой головного мозга. Например, центр голода и жажды находятся рядом. Это бывает причиной того, что желание пить человек принимает за стимул к поиску пищи. Функции ядер гипоталамуса продолжают изучаться, но наиболее точно установлены такие:
- регуляция вегетативных (автономных) частей нервной системы – симпатического и парасимпатического отдела;
- жажды;
- голода и насыщения;
- терморегуляции;
- сна, бодрствования;
- полового поведения;
- реакции агрессии.
А здесь подробнее об МРТ гипоталамуса.
Основные нервные центры, их характеристика
Скопления нейронов головного мозга в области гипоталамуса отвечают за поддержание постоянной внутренней среды – гомеостаз. Для этого они анализируют состав крови, протекающий в артериях, и отдают команды железам внутренней секреции через гипофиз. Выделяемые гормоны меняют интенсивность обмена, формируют поведение человека, а также гипоталамус напрямую контролирует автономную нервную систему.
Гипоталамические центры считаются главным координатором автономных реакций организма. Благодаря их работе человек может жить в коматозном состоянии без активности коры головного мозга. Такой уровень жизни называется вегетативным, так же, как и часть нервной системы, поддерживающей самостоятельную, независимую жизнь.
Взаимосвязь между раздражением задней области гипоталамуса и реакциями симпатического отдела нервной системы была обнаружена давно. Ее активизация сопровождается:
- учащением дыхания;
- ускорением и усилением сердцебиения;
- повышением давления крови;
- расширением зрачков;
- торможением сокращений кишечника.
Также установлено, что передняя часть отвечает за активность парасимпатического отдела. Ее возбуждение вызывает прямо противоположные эффекты.
Дальнейшее изучение обнаружило, что четкого разделения функций между ними нет, а гипоталамус использует симпатические и парасимпатические реакции в зависимости от потребности в них организма. То есть, образно говоря, выбирает, за какую нить потянуть, чтобы получить нужный результат.
Медиальные (срединные) центры отвечают за насыщение, если они повреждены (воспаление, инсульт), то пациент перестает испытывать сытость, сколько бы пищи не было поглощено. Центры голода и насыщения оказывают друг на друга тормозящее влияние.
При воздействии на ядра, расположенные неподалеку от клеток, вырабатывающих вазопрессин, возникает ощущение жажды. Если в этой зоне имеется повреждение, то человек полностью перестает ее испытывать, вне зависимости от концентрации крови. Установлено, что с возрастом чувствительность нейронов слабеет, и пожилые люди редко чувствуют сильную жажду.
В норме нейроны центра оценивают содержание солей в кровеносном русле, уровень вазопрессина (регулирует водно-солевой обмен), а также получают импульсы от осморецепторов. Так называют белки, реагирующие на осмотическое давление крови, то есть ее густоту.
Гипоталамус обеспечивает равновесие между процессами образования тепла и теплоотдачей. Для этого в нем имеется два соответствующих центра. При перегревании активизируется передняя зона, она стимулирует:
- расширение сосудов кожи;
- потоотделение;
- частое дыхание.
Они могут реагировать и на токсины бактерий, вещества, вызывающие воспаление (цитокины). При разрушении этих ядер будет перегревание организма. Зона теплопродукции относится к задней области гипоталамуса.
При снижении температуры:
- увеличивается скорость образования энергии;
- повышается мышечный тонус;
- сосуды кожи сужаются.
Если клетки повреждены, то человек теряет способность переносить охлаждение тела.
При опухоли, воспалении мозговой ткани и сосудистых болезнях в гипоталамической области нарушается продолжительность сна, соотношение коротких и длинных фаз, с трудом происходит засыпание. Некоторые повреждения клеток могут вызывать летаргический сон.
В передней части гипоталамуса находится центр сна, а в задней расположены клетки, отвечающие за бодрствование и пробуждение. Гипоталамус выполняет роль внутренних часов организма. Для этого он взаимодействует с эпифизом, выделяющим гормон сна – мелатонин.
У мужчин в средней части гипоталамуса клетки в постоянном ритме синтезируют гонадолиберины. Эти гормоны через гипофиз стимулируют половую активность. У женщин, помимо этого, существует и циклический центр в передней зоне, он отвечает за ритмичность менструаций.
В задней гипоталамический области обнаружен центр удовольствия. Его активность вызывает чувство радости, наслаждения при половых контактах. Импульсы в эти центры поступают от половых желез (яичек и яичников), а также из эрогенных зон при их стимуляции.
Если перерезаны пути, ведущие от гипоталамуса к стволу мозга, то человек полностью лишается способности проявлять агрессию. Реакции такого типа не имеют точной проекции, так как они в эксперименте вызваны раздражением нескольких гипоталамических зон. Предположительно, каждая из них отвечает за разные проявления:
Смотрите на видео о мозге и агрессии:
На возбудимость центра агрессии большое влияние оказывает уровень тестостерона в крови, а также присутствие тормозящего влияния коры головного мозга. При повреждении связи гипоталамуса и коркового слоя мозга человек теряет способность к контролю своего негативного поведения, для него утрачивает смысл представление о морали и запретах, принятых в обществе.
А здесь подробнее об анализах гипоталамуса.
Гипоталамические центры обеспечивают постоянство внутренней среды организма. Они могут изменить гормональный фон, вегетативные процессы, а также поведение человека. К наиболее известным влияниям относятся пищевое поведение, ощущение голода, насыщения, жажды. Терморегуляцию осуществляют ядра теплопродукции и теплоотдачи.
Продолжительность сна и бодрствования зависит от активности соответствующих клеток гипоталамуса. Центры полового поведения изменяют сексуальные функции, а ядра агрессии определяют реакцию на внешние угрозы.
Очень важную роль играет в организме гипоталамус, строение которого довольно сложное и не до конца изученное. Основные функции и биологическая роль в организме у человека — выработка большей части гормон. В чем его особенности?
При подозрении на наличие образования назначается МРТ гипоталамуса. Важная особенность ее проведения — возможность не вводить контраст. Что показывает МРТ гипоталамуса, читайте в нашей статье.
Если неправильно работает гипоталамус, анализы помогут выявить причину нарушения выработки гормон. Диагностика включает инструментальные и лабораторные исследования. Как проверить гипоталамус?
Считается, что именно либерины гипоталамуса являются главнокомандующими. Всего выделяют 7 гормонов, которые продуцируют нейросекреты. Их функции обширны.
Редко, но может быть выявления гамартома гипоталамуса. Основные причины — мутация генов, неправильный образ жизни матери. Симптомы проявляются ранним половым развитием, эпилепсией, приступами смеха у детей. Дают ли инвалидность? Как лечить гамартому гипоталамуса?
Для поддержания постоянной массы и структуры тела в течение длительного времени необходимо поддержание баланса прихода и расхода энергии. Только 27% поступившей энергии используются функциональными системами клеток, большая часть преобразуется в тепловую энергию, которая получается в результате метаболизма белка, активности мышц, деятельности различных органов тканей. Избыток поступившей в организм энергии хранится главным образом в виде жира. Дефицит поступления энергии с пищей сопровождается потерей массы тела до тех пор, пока приход энергии не станет равен ее расходу.
Поддержание нормального уровня обеспечения энергией необходимо для сохранения жизни, поэтому организм наделен мощными физиологическими системами контроля, помогающими поддерживать необходимое поступление энергии. Но существует значительная вариабельность количества запасаемой энергии (т.е. количества запасаемого жира) у различных индивидуумов. Так, возникший дефицит энергетических запасов у спортсменов и рожениц приводит к быстрой активации механизмов формирования чувства голода, побуждающего к поиску пищи. В связи с очень высокой мышечной активностью расход энергии может составлять 6000-7000 Ккал по сравнению с 2000 Ккал, необходимыми для лиц, ведущих сидячий образ жизни. Таким образом, большой расход энергии, связанный с тяжелой мышечной работой, обычно стимулирует равное увеличение поступления энергии.
Каковы же физиологические механизмы, улавливающие изменение энергетического баланса и влияющие на поиск пищи? Поддержание адекватного обеспечения организма энергией — очень важная задача, поэтому существуют многообразные кратко- и долговременные контролирующие системы, которые регулируют не только потребление пищи, но и расход, и запасание энергии. В следующих разделах мы изложим некоторые из этих систем, их работу в физиологических условиях при ожирении и истощении.
Чувство голода сочетается с сильным желанием есть и различными другими физиологическими изменениями — ритмическими сокращениями желудка и беспокойством, которое заставляет человека искать необходимую пищу. После приема пищи наступает чувство насыщения. Каждое из этих ощущений формируется под влиянием окружающей среды и социальных факторов; кроме того, ими управляют особые центры мозга, главным образом гипоталамус. Аппетит представляет собой стремление к определенному виду пищи и полезен для осуществления ее выбора.
В гипоталамусе присутствуют центры голода и насыщения.
Некоторые центры гипоталамуса принимают участие в регуляции потребления пищи. Так, латеральные ядра гипоталамуса являются центрами голода, стимуляция которых приводит к прожорливости (гиперфагии). Напротив, разрушение этих структур сопровождается отказом от еды и нарастающим истощением (состоянием, которое характеризуется заметной потерей веса, мышечной слабостью, снижением метаболизма). Центр голода реализует свои влияния путем формирования побуждения, направленного на поиск пищи.
Вентромедиальные ядра гипоталамуса относятся к центру насыщения. Предполагают, что этот центр ответствен за чувство насыщения, тормозящее центр голода. Электрическая стимуляция этих структур сопровождается формированием чувства насыщения, и животное отказывается от пищи (афагия), даже если ему предлагают очень аппетитную еду. Напротив, разрушение вентромедиальных ядер гипоталамуса сопровождается прожорливостью и непрерывным потреблением пищи, что приводит к крайнему ожирению. Вес животных иногда в 4 раза превышает норму. Паравентрикулярные, дорсомедиальные и аркуатные ядра гипоталамуса также играют заметную роль в регуляции потребления пищи. Например, повреждение паравентрикулярных ядер часто сопровождается чрезвычайной прожорливостью, в то время как повреждение дорсомедиальных ядер обычно подавляет пищевое поведение. Как будет изложено далее, аркуатные ядра гипоталамуса являются областью, к которой поступают многочисленные гормоны желудочно-кишечного тракта и жировой ткани для управления как пищевым поведением, так и расходом энергии.
Существуют много общих химических посредников для этих структур гипоталамуса, которые вместе образуют центр, координирующий процессы пищевого поведения и ощущения сытости. Эти ядра гипоталамуса влияют на секрецию гормонов, важных для регуляции энергетического баланса и метаболических процессов, включая гормоны щитовидной железы и надпочечников, наряду с гормонами островкового аппарата поджелудочной железы.
Гипоталамус получает нервные сигналы из желудочно-кишечного тракта о наполнении желудка, химическом составе крови, присутствии в ней питательных веществ (глюкозы, аминокислот, жирных кислот), характеризующих степень на сыщения, а также сигналы от коры головного мозга (вид, вкус, запах), которые обусловливают формирование пищевого поведения.
Гипоталамические центры голода и насыщения имеют высокую плотность рецепторов нейромедиаторов и гормонов, регулирующих пищевое поведение.
Установите соответствие между характеристиками и отделами головного мозга: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
| ХАРАКТЕРИСТИКИ | ОТДЕЛЫ ГОЛОВНОГО МОГЗГА |
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
| А | Б | В | Г | Д | Е |
1) Промежуточный мозг включает в себя гипоталамогипофизарную систему, содержит в себе центры голода, жажды, насыщения.
2) Продолговатый мозг является продолжением спинного мозга, содержит центр дыхания.
3) Мозжечок имеет борозды и извилины, обеспечивает точность и координацию движений.