Podwzgórze

Podwzgórze

Podwzgórze (hypothalamus) to niewielka, lecz niezwykle ważna dla funkcjonowania naszego organizmu struktura. Znajduje się w brzusznej części międzymózgowia, pomiędzy skrzyżowaniem nerwów wzrokowych a ciałami suteczkowatymi.

Odpowiada za regulację między innymi takich procesów jak:

  1. Homeostaza wewnątrzustrojowa, czyli dążenie do optymalnego poziomu wielu czynników, na przykład temperatury (procesy termoregulacji), dyspozycji zasobami energetycznymi, gospodarki wodno- elektrolitowej.
  2. Jest jedną z części układu limbicznego, który odpowiada za nasze emocje i popędy.
  3. Pełni nadrzędną rolę i kontroluje czynności gruczołów wydzielania zewnętrznego.

Można powiedzieć, że podwzgórze jest ośrodkiem integrującym działalność trzech różnych układów: somatycznego (dotyczy mięśni szkieletowych), wegetatywnego oraz hormonalnego. Swoje funkcje regulacyjne spełnia poprzez układ autonomiczny (za pomocą pnia mózgu i rdzenia kręgowego) oraz neurowydzielniczy (przez przysadkę).

W części przedniej podwzgórza wyróżniamy trzy bardzo ważne ze względu na pełnione funkcje jądra. Jądro nadskrzyżowaniowe, które odpowiada za synchronizację i regulację rytmów biologicznych, czyli sen i czuwanie. Badania pokazują, że doba fizjologiczna ma aż 25 godzin. Kolejne to jądra nadwzrokowe oraz przykomorowe, pełniące rolę neurowydzielniczą. Odpowiadają za produkcję oksytocyny i wazopresyny. Oprócz tego produkują kortykoliberynę, w skrócie oznaczaną jako CRH, związaną z osią stresową organizmu.

Oprócz tego podwzgórze produkuje hormony końcowe. Taki mechanizm nazywamy neurosekrecją. Wyprodukowane hormony trafiają do tylnego płata przysadki, a stamtąd do krwioobiegu (np. wcześniej wspominana wazopresyna).
Hypothalamus odpowiada także za produkcję tak zwanych hormonów uwalniających (tropowych), które sprawują kontrolę nad przebiegiem czynności przedniego płata przysadki nerwowej (np. kortykoliberyna – CRH).

Termoregulacja

Homeostatyczne funkcje podwzgórza (przednie i tylne) wiążą się miedzy innymi z termoregulacją. Uszkodzenia tych okolic skutkują różnymi zaburzeniami, natomiast wszelkie dysfunkcje mogą być skutkiem urazów głowy, zbyt dużego ciśnienia śródczaszkowego, leczenia chirurgicznego, a także zaburzeń naczyniopochodnych. Uszkodzenie części tylnej wiąże się z hipotermią, a więc obniżeniem temperatury ciała. Defekt obszaru przedniego odpowiada za hipertermię.

Jedzenie

Podwzgórze możemy kojarzyć z klasyczną teorią regulacji pobierania pokarmu. Badania pokazują, że w hypothalamus mieści się ośrodek głodu i sytości. Naukowcy dokładnie określili struktury, których uszkodzenie wpływa na zaburzenia jedzenia. Uczucie sytości jest związane z jądrem brzuszno-przyśrodkowym. Jego defekt skutkuje żarłocznością i w efekcie prowadzi do otyłości. Natomiast dysfunkcja jądra bocznego objawia się zanikiem apetytu i wyniszczeniem organizmu. Zaburzenie to jest często związane z uszkodzeniem określonych włókien nerwowych, które przecinają ten obszar (np. aksony układów monoaminergicznych). Współcześnie jednak zdajemy sobie sprawę, że za regulację pobierania pokarmów odpowiada cały szereg różnych hormonów, np. cholecystokinina czy leptyna, które poprzez różnicowanie swojego stężenia oddziałują na hypothalamus.

Przywiązanie, ból i reakcje obronne

Oksytocyna to prosty peptyd, charakteryzujący się niezbyt skomplikowaną budową. Razem z wazopresyną argininową, która różni się od oksytocyny jedynie dwoma aminokwasami, uwalniane są w podwzgórzu. Powszechnie wiadomo, że oba peptydy mają znaczący wpływ na układ nagrody, regulację zachowań seksualnych i w końcu rodzicielskich. Badania prowadzone na zwierzętach wskazują, że zwierzęta z większą gęstością receptorów oksytocyny częściej liżą i iskają swoje potomstwo.

Warto również wspomnieć o zjawisku percepcji bólu, który pełni istotną rolę w przystosowywaniu się do środowiska. Pierwotnie sądzono, że jest to proste zjawisko, jednak obecnie naukowcy mają świadomość jego złożonego charakteru. U kręgowców takie odczucia jak ból, lęk, strach czy panika są rejestrowane w pniu mózgu i właśnie w podwzgórzu, jako reakcje, które wyzwalają komunikat: „Musisz natychmiast szybko o siebie zadbać”. Zatem negatywne emocje umożliwiają skuteczną samoregulację i uaktywniają instynkt samozachowawczy. Co ciekawe, modyfikowany przez tysiące lat ewolucji układ nerwowy reaguje również na bodźce awersyjne kierowane w stronę naszego potomstwa.

Agresja to szeroko rozpowszechnione zachowanie, zarówno wśród ludzi i zwierząt, gdyż gwarantowała przetrwanie. Takie reakcje mają rozległą lokalizację mózgową i obejmują korę przedczołową, ciało migdałowate, hipokamp, przyśrodkowe pole przedwzrokowe, przedni zakręt obręczy, korę wyspową i wreszcie podwzgórze. Badania Alana Siegla wskazują na dwa typy agresji: chłodną i emocjonalną. Chłodną, inaczej zwaną także racjonalną, można wywołać poprzez drażnienie przysklepieniowego bocznego podwzgórza, brzusznej części substancji szarej okołowodociągowej i brzusznego obszaru nakrywki śródmózgowia. Skutkuje wyzwalanym przez głód atakiem, który wymaga udziału kory mózgowej, umożliwiającej jego dokładne zaplanowanie i opracowanie właściwej strategii.

Agresja emocjonalna natomiast, określana u kotów jako szał obronny, występuje przy drażnieniu przyśrodkowego podwzgórze i grzbietowej części istoty szarej wodociągowej. Towarzyszy jej silna komponenta wegetatywno-hormonalna. Liczne badania przeprowadzane na ludziach z uszkodzeniami różnych struktur mózgowych pozwalają określić relacje między daną częścią mózgu a jej wpływem na kontrolę reakcji agresywnych. Dzięki temu obecnie jesteśmy świadomi, że gwałtowne reakcje antysocjalne towarzyszą między innymi w przypadkach padaczki skroniowej i w okolicach układu limbicznego oraz podwzgórza. Okazuje się, że układ limbiczny moduluje funkcje podwzgórza i istoty szarej okołowodociągowej, a jego dysfunkcje mogą prowadzić do reakcji agresywnych, które są wynikiem utraty kontroli nad zachowaniem.

Opracowała: Paulina Golińska

Bibliografia:

  1. Vetulani, J. (2013). Neurochemia impulsywności i agresji. Psychiatria Polska, 1 (47), 103-115.
  2. Churchland, P. (2013). Moralność mózgu. Co neuronauka mówi o moralności. Kraków: Copernicus Center Press., 68-69, 89-90.
  3. Sadowski, B. (2012). Biologiczne mechanizmy zachowania się ludzi i zwierząt. Warszawa: PWN, 99.
  4. Derby, D., Walsh, K. (2014). Neuropsychologia kliniczna. Sopot: GWP, 61.
  5. Felten, D., Shetty, A. (2012). Atlas neuroanatomii i neurofizjologii Nettera. Wrocław: Elsevier Urban &Partner, 263.
W naszym społeczeństwie niewiele mówi się o Zespole Kruchości - schorzeniu, które dotyka osoby w wieku geriatrycznym. Zazwycz... czytaj więcej
Czy moc generowana przez elektrownie jądrowe w USA jest przyczyną utonięć w basenie, a rosnąca liczna prawników w Portoryko -... czytaj więcej
Czym jest synestezja? Synestezja bywa często rozumiana jako proste „poplątanie” zmysłów lub mechanizmów odpowiedzialnych za p... czytaj więcej
Mózgowy zespół utraty soli (ang. cerebral salt-wasting syndrome, CSWS) to zaburzenie, którego istotą jest obniżenie poziomu s... czytaj więcej