Гипоталамус: что это такое и за что он отвечает, диагностика и лечение заболеваний

Что такое гипоталамус

Мозг человека состоит из множества частей, каждая из которых выполняет определенные функции. Гипоталамус вместе с таламусом являются отделом головного мозга. Несмотря на это, оба этих органа выполняют совершенно иные функции. Если в обязанности таламуса входит передача сигналов, поступающих от рецепторов, в кору головного мозга, гипоталамус, напротив, воздействует на рецепторы, находящиеся во внутренних органах, с помощью особых гормонов – нейропептидов.

Основная функция гипоталамуса заключается в управлении двумя системами организма – вегетативной и эндокринной. Правильное функционирование вегетативной системы позволяет человеку не задумываться над тем, когда ему нужно сделать вдох или выдох, когда нужно усилить кровоток в сосудах, а когда, наоборот, замедлить. То есть вегетативная нервная система управляет всеми автоматическими процессами в организме с помощью двух ветвей – симпатической и парасимпатической.

Если функции гипоталамуса по каким-либо причинам нарушаются, происходит сбой практически во всех системах организма.

За что отвечает

Функции гипоталамуса в организме:

• контролирует функционирование органов дыхания, пищеварения, сердце, сосуды, терморегуляцию,
• поддерживает оптимальное состояние эндокринной и выделительной системы,
• влияет на работу половых желез, яичников, гипофиза, надпочечников, поджелудочной и щитовидной железы,
• отвечает за эмоциональное поведение человека,
• участвует в процессе регуляции бодрствования и сна, продуцирует гормон мелатонин, при дефиците которого развивается бессонница, ухудшается качество сна,
• обеспечивает оптимальную температуру тела. При патологических изменениях в задней части гипоталамуса, разрушении этой зоны температура снижается, развивается слабость, обменные процессы протекают медленнее. Нередко возникает внезапный подъем субфертильной температуры,
• влияет на передачу нервных импульсов,
• продуцирует комплекс гормонов, без достаточного количества которых невозможно правильное функционирование организма.

В таблице ниже перечислены многие из этих функций и ядерные группы, которые наиболее тесно связаны с их выполнением.

Месторасположение гипоталамуса

Слово «гипоталамус» состоит из двух частей, одна из которых означает «под», а другая «таламус». Из этого следует, что гипоталамус находится в нижней части мозга под таламусом. От последнего он отделен гипоталамической бороздой. Данный орган тесно взаимодействует с гипофизом, составляя единую гипоталамо-гипофизарную систему.

Как устроен гипоталамус

Размер гипоталамуса у каждого конкретного человека может различаться. Однако он не превышает 3 см³, а его вес варьируется в пределах 5 г. Несмотря на мизерный размер, устройство органа достаточно сложное.

Следует заметить, что клетки гипоталамуса проникают в другие отделы головного мозга, поэтому четкие границы органа обозначить не представляется возможным. Гипоталамус представляет собой промежуточную часть мозга, которая помимо всего прочего образует стенки и дно 3 желудочка мозга. При этом передняя стенка 3 желудочка выступает в роли передней границы гипоталамуса. Граница задней стенки проходит от задней спайки свода головного мозга до мозолистого тела.

Нижняя часть гипоталамуса, находящаяся возле сосцевидного тела, состоит из следующих структур:

• серого бугра;
• сосцевидных тел;
• воронки и других.

Всего насчитывается порядка 12 отделов. Воронка начинается от серого бугра, а так как ее средняя часть слегка возвышается, она получила название «срединное возвышение». Нижняя часть воронки связывает гипофиз и гипоталамус, выступая в роли ножки гипофиза.

В структуру гипоталамуса входят три отдельные зоны:

• перивентрикулярная или околожелудочковая;
• медиальная;
• латеральная.

Ядерная структура

Несмотря на то, что о ядерном строении гипоталамуса известно достаточно хорошо, предназначение многих из них остаются неразгаданными. Также спорным является функциональное подразделение их на группы, так как возможна передача свойств одних ядер другим при повреждении или повышенной потребности организма в гормонах.

Преоптические

Относятся к переднему гипоталамусу. В них поступают импульсы от рецепторов, воспринимающих температуру, расположенных в коже, слизистых оболочках и в головном мозге. В этой области имеются и клетки, управляющие сексуальным поведением.

Супраоптическое

Образует антидиуретический гормон – вазопрессин, который замедляет выделение мочи. Он поступает в заднюю часть гипофиза, накапливается и хранится в его клетках. При изменении концентрации ионов натрия в крови гипоталамус отдает команду на выведение вазопрессина. Этот гормон с кровью поступает в канальцы почек и повышает обратное всасывание воды из первичной мочи.

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 (вместе с супраоптическим ядром).

Аркуатное

Из всех структур гипоталамуса больше всего влияет на аппетит.

Помимо этого участвует в регуляции:

• обменных процессов;
• пищеварения;
• работы сердца;
• выделении пролактина гипофизом (обеспечивает лактацию);
• секреции соматостатина, который тормозит выделение рилизинг-фактора (освободителя) соматотропного гормона роста гипофиза, то есть останавливает рост тела.

Супрахиазматическое

Его деятельность подчинена циркадным (суточным ритмам), зависит от продолжительности светового дня. В норме подчинена 24-часовым колебаниям, но меняется при проживании с искусственным освещением.

Боковые

Клетки этой зоны регулируют ощущение насыщения, переваривание пищи. Если их искусственно стимулировать (например, слабыми электрическими импульсами), то возникает чувство голода, а когда они разрушены человек полностью отказывается от еды. В этой области имеются и нейроны, отвечающие за артериальное давление, бодрствование и снижающие чувство боли,

Вентромедиальное

Регулирует насыщение, образование энергии, пищевое поведение, использование углеводов и жирных кислот в обменных процессах. При повреждении развивается устойчивое ожирение.

Дорсомедиальное

Обрабатывает сигналы от латеральных (боковых) ядер и вентромедиального.

Поддерживает нормальной уровень таких показателей:

• артериального давления,
• частоты сердечных сокращений,
• выделения пищеварительных ферментов,
• температуры тела,
• продолжительности сна.

Маммилярное

Регулирует память. При недостатке витамина В1 (встречается часто у алкоголиков) нарушения функции этой части гипоталамуса приводят к расстройствам сознания, движений, параличу глазодвигательных мышц

Особенности гипоталамических ядер

Внутренняя часть гипоталамуса состоит из ядер – групп нейронов, каждая из которых выполняет определенные функции. Ядра гипоталамуса представляют собой скопление тел нейронов (серого вещества) в проводящих путях. Количество ядер индивидуально и зависит от половой принадлежности человека. В среднем их количество превышает 30 штук.

Ядра гипоталамуса образуют три группы:

• переднюю, которая располагается в одном из участков зрительного перекреста;
• среднюю, располагающуюся в сером бугре;
• заднюю, которая расположена в области сосцевидных тел.

Контроль над всеми жизненными процессами человека, его желаниями, инстинктами и поведением осуществляется особыми центрами, расположенными в ядрах. Например, при раздражении одного центра человек начинает ощущать голод либо чувство насыщения. Раздражение другого центра способно вызывать чувство радости или грусти.

Функции гипоталамических ядер

Передние ядра стимулируют работу парасимпатической нервной системы.

Они осуществляют следующие функции:

• сужают зрачки и глазные щели;
• снижают частоту сердечных сокращений;
• снижают уровень артериального давления;
• усиливают моторику желудочно-кишечного тракта;
• повышают выработку желудочного сока;
• повышают восприимчивость клеток к инсулину;
• оказывают влияние на половое развитие;
• регулируют теплообменные процессы.

Задние ядра осуществляют регуляцию симпатической нервной системы и выполняют следующие функции:

• расширяю зрачки и глазные щели;
• увеличивают частоту сердечных сокращений;
• повышают давление крови в сосудах;
• снижают моторику желудочно-кишечного тракта;
• увеличивают концентрацию в крови гормонов стресса;
• тормозят половое развитие;
• снижают восприимчивость клеток тканей к инсулину;
• повышают устойчивость к физическим нагрузкам.

Средняя группа гипоталамических ядер регулирует обменные процессы и воздействует на пищевое поведение.

Функции гипоталамуса

Узнав о функциях этого небольшого отдела головного мозга, можно прийти к крамольной мысли, что весь остальной мозг вообще не очень и нужен. Если для поддержания нашего организма в рабочем состоянии достаточно 3-5 грамм нервных клеток, получается, что все остальные 1,5 кг серого вещества только и делают, что создают проблемы и мешают работе гипоталамуса. Это, конечно, не так. И хоть гипоталамус действительно обеспечивает нашу жизнедеятельность, но без работы остальных отделов мозга человек превратится в овощ.

Управление вегетативной и эндокринной системами

Организация деятельности вегетативной нервной системы – это главная функция гипоталамуса. ВНС – это обширная и разветвленная сеть нервных волокон и рецепторов (чувствительных нервных клеток), которые буквально пронизывают весь наш организм и по афферентным нервам передают сигналы от головного мозга к органам, мышцам, сосудам и т. д. В свою очередь, от всех систем организма уже в головной мозг по эфферентным волокнам направляются данные о состоянии тела и о том, что происходит в окружающей среде.

В гипоталамус стекается огромное количество информации, которая анализируется. И если возникает необходимость, отправляются команды на устранение проблемы. Например, если человеку жарко, его организм начинает перегреваться, гипоталамус реагирует на информацию о перегреве, «запуская» процесс потоотделения. Пот на поверхности кожи способствует ее охлаждению – так поддерживается постоянная температура тела.

Вегетативная нервная система и процессы, которые поддерживает гипоталамус, бывают двух типов:

• симпатическая вегетативная система – активизирует работу органов;
• парасимпатическая система – снижает уровень активности, тормозит работу этих органов.

Гипоталамус регулирует деятельность этих двух видов ВНС и тем самым обеспечивает нормальную работу организма, поддерживает гомеостаз, то есть оптимальный баланс всех процессов и динамическое равновесие систем организма. Поэтому если организм в норме, у нас оптимальная температура 36,6°, уровень сахара не более 5,5 ммоль/л, кислотность желудка не превышает 7,4 pH и т. д. Следовательно, благодаря гипоталамусу человек (и не только он, конечно) может выжить в довольно сложных условиях.

Регулирует гипоталамус и работу эндокринной системы, ведь он напрямую связан с главным центром выработки гормонов – гипофизом. Скопления нейронов гипоталамуса и сами способны вырабатывать гормоны – либерины и статины, с помощью которых регулируется активность гипофиза. Они также влияют и на работу желез внутренней секреции: надпочечников, яичников, щитовидной железы. Гормоны гипофиза оказывают действие на репродуктивную функцию, например, регулируют выработку сперматозоидов у мужчины и уровень эстрогенов у женщины.

Уже этих двух сфер деятельности гипоталамуса достаточно, чтобы понять, насколько важен этот орган. Но это далеко не все его функции.

Многообразие функций

Гипоталамус оказывает влияние практически на все физиологические процессы в нашем организме и решает целый комплекс важнейших задач:

• Обеспечение режима сна и бодрствования. Так что если у вас хроническое недосыпание или бессонница, это может быть связано с нарушением функций гипоталамуса. А его серьезное повреждение может даже спровоцировать летаргию.
• Регулирование теплообмена и поддержание нормальной для работы организма температуры.
• Управление ощущениями голода и жажды. При раздражении гипоталамуса у подопытных крыс возникал буквально «волчий» аппетит. Поэтому если не можете отказаться от вкусняшек – вините гипоталамус.
• Регулирование работы репродуктивной системы, контроль сексуального возбуждения и стимулирование выработки молока у женщины после родов. Кроме этого, именно нервные импульсы, идущие от гипоталамуса, заставляют во время родов сокращаться матку, обеспечивая нормальное рождение ребенка.
• В этом отделе мозга находится центр удовольствия. Да-да, все виды наслаждения рождаются в гипоталамусе, и нарушение его функций приводит к неспособности человека получать удовольствие.
• Этот древний центр управляет и не менее древними эмоциями ярости и страха.
• Гипоталамус контролирует производство таких гормонов, как эндорфины, которые называют естественными наркотиками. Они не только помогают организму выжить в экстремальных условиях, пережить стресс, но и оказывают обезболивающий и тонизирующий эффект.

Столь важная роль, которую играет в нашей жизни гипоталамус, объясняет его «привилегированное» положение в головном мозге. Этот небольшой отдел буквально окутывает сеть кровеносных капилляров. Их насчитывают 2600 на 1 мм2, что в несколько раз больше, чем в других участках мозга. Поэтому гипоталамус получает значительно больше крови, а значит, и питательных веществ, чем другие отделы.

Нарушение функций гипоталамуса: причины и последствия

Нарушение работы любого отдела головного мозга приводит к неприятным последствиям. А если учесть то количество функций, которые выполняет гипоталамус, становится понятно, что любая его «поломка» приводит к серьезным сбоям в работе нашего организма.

Причины, приводящие к патологии гипоталамуса, общие для всех отделов головного мозга. Их можно разделить на 4 группы:

• травмы;
• воспалительные процессы;
• сосудистые проблемы, например, инсульт или нарушение кровоснабжения;
• опухоли.

В зависимости от того, какая группа ядер в большей степени поражена, симптомы дисфункции гипоталамуса имеют различные проявления:

• расстройства работы внутренних органов: желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы, в том числе повышение артериального давления или изменение ритма сердца;
• нарушение терморегуляции, что проявляется или в чрезмерном потоотделении, или в резких скачках температуры;
• нарушение пищевого поведения: анорексия или, напротив, бесконтрольное поглощение пищи;
• расстройства в сексуальной и репродуктивной сферах;
• мышечная слабость и онемение конечностей;
• затрудненность дыхания вплоть до удушья;
• нервно-психические расстройства: психозы и галлюцинации;
• гипоталамическая эпилепсия.

Не менее разнообразно проявляются и нарушения деятельности эндокринной системы и желез внутренней секреции. Сбой в процессе выработки гормонов может привести к серьезным заболеваниям, таким как сахарный диабет, гипотиреоз (нарушение работы щитовидной железы), гигантизм, связанный с чрезмерной выработкой гормона роста и т. д.

Как отмечают специалисты, при раннем обнаружении патологий гипоталамуса лечение, как правило, дает хороший результат, и серьезных, необратимых изменений в организме не наступает. Современные средства диагностики и лечения способны справиться с многими проблемами этого отдела. Поэтому следите за своим здоровьем и будьте особенно внимательны к процессам в «центральном компьютере» нашего организма – головном мозге.

Нервные связи гипоталамуса

Гипоталамус тесно связан с другими системами центральной нервной системы, с мозгом и с его ретикулярными формациями. В лимбической системе гипоталамус связан с другими лимбическими структурами, включающими в себя миндалины и перегородки, а также он подключается к районам автономной нервной системы.

К гипоталамусу идет множество каналов из ствола мозга, наиболее значительные из ядра одиночного тракта, голубого пятна и вентролатерального мозга.

Бо́льшая часть нервных волокон в гипоталамусе двунаправленные.

Нейронные связи кадуальных районов гипоталамуса следуют через медиальный пучок переднего мозга в сосце-покровный путь и спинной продольный пучок.

Нейронные связи на ростральных районах гипоталамуса осуществляются по сосце-таламусному пути, своду мозга и конечным бороздкам.

Нейронные связи на участках симпатической моторной системы  переносятся гипоталамо-спинальным путём, они активируют симпатический моторный путь.

Гормоны гипоталамуса

Важный элемент мозга вырабатывает несколько групп регуляторов:

• статины: пролактостатин, меланотатин, соматостатин,
• гормоны задней доли гипофиза: вазопрессин, окситоцин,
• рилизинг-гормоны: фоллилиберин, кортиколиберин, пролактолиберин, меланолиберин, соматолиберин, люлиберин, тиролиберин.

Причины проблем

Поражение структурных элементов гипоталамуса следствие влияния нескольких факторов:

• черепно-мозговые травмы,
• бактериальные, вирусные инфекции: лимфогранулематоз, сифилис, базальный менингит, лейкоз, саркоидоз,
• опухолевый процесс,
• нарушение функционирования желез внутренней секреции,
• интоксикация организма,
• воспалительные процессы различного рода,
• сосудистые патологии, влияющие на объем и скорость поступления питательных веществ, кислорода к клеткам гипоталамуса,
• нарушение течения физиологических процессов,
• нарушение проницаемости сосудистой стенки на фоне проникновения инфекционных агентов.

Симптомы

Нарушение функционирования гипоталамуса провоцирует комплекс отрицательных признаков:

• нарушение пищевого поведения, неконтролируемый аппетит, резкое похудение или тяжелая степень ожирения,
• тахикардия, колебания артериального давления, боль в области грудины, аритмия,
• снижение либидо, отсутствие менструаций,
• ранее половое созревание на фоне опасной опухоли гамартомы,
• головные боли, выраженная агрессия, неконтролируемый плач либо приступы смеха, судорожный синдром,
• ярко выраженная беспричинная агрессия, припадки ярости,
• гипоталамическая эпилепсия с высокой частотой припадков на протяжении дня,
• отрыжка, диарея, болезненность в подложечной области и животе,
• мышечная слабость, пациенту сложно стоять и ходить,
• нервно-психические нарушения: галлюцинации, психозы, тревожность, депрессия, ипохондрия, перепады настроения,
• сильные головные боли на фоне повышения внутричерепного давления,
• нарушение сна, пробуждение несколько раз за ночь, разбитость, слабость, головные боли утром. Причина нехватка важного гормона мелатонина. Для устранения нарушений нужно скорректировать режим бодрствования и ночного сна, пропить курс препаратов для восстановления объема важного регулятора. Хороший терапевтический эффект дает препарат Мелаксен препарат нового поколения с минимумом побочных эффектов, без синдрома привыкания,
• ухудшение зрения, плохое запоминание новой информации,
• резкий подъем температуры либо снижение показателей. При повышении температуры часто сложно понять, в чем причина негативных изменений. Поражение гипоталамуса можно заподозрить по комплексу признаков, указывающих на поражение эндокринной системы: неконтролируемый голод, жажда, ожирение, усиленное выведение мочи.

Патологии гипоталамуса

В зависимости от особенностей синтеза гормонов, все заболевания гипоталамуса делятся на три группы:

• в первую группу входят заболевания, характеризующиеся повышенной выработкой гормонов;
• во вторую группу входят заболевания, характеризующиеся пониженной выработкой гормонов;
• третью группу составляют патологии, при которых синтез гормонов не нарушается.

Учитывая тесное взаимодействие двух участков мозга гипофиз-гипоталамус, а также общность кровоснабжения и особенности анатомического строения, некоторые их патологии объединены в общую группу.

Наиболее частой патологией является аденома, которая может формироваться как в гипоталамусе, так и в гипофизе. Аденома – это доброкачественное образование, которое состоит из железистой ткани и самостоятельно продуцирует гормоны.

Чаще всего в данных участках головного мозга формируются опухоли, продуцирующие соматотропин, тиреотропин и кортикотропин. Для женщин наиболее характерной является пролактинома – опухоль, продуцирующая пролактин – гормон, отвечающий за выработку грудного молока.

Еще одним заболевание, которое нередко нарушает функции гипоталамуса и гипофиза, является гипоталамический синдром. Развитие этой патологии не только нарушает баланс гормонов, но и вызывает сбой в работе вегетативной нервной системы.

Негативным влиянием на гипоталамус могут обладать различные факторы, как внутренние, так и внешние. Кроме опухоли, в этих частях мозга могут возникать воспалительные процессы, вызванные попаданием в организм вирусных и бактериальных инфекций. Патологические процессы также могут развиваться вследствие ушибов и инсультов.

Диагностика

Симптомы при поражении гипоталамуса настолько разнообразны, что нужно провести несколько диагностических процедур. Высокоинформативные методы: УЗИ, ЭКГ, МРТ. Обязательно обследовать надпочечники, щитовидную железу, органы в брюшной полости, яичники, головной мозг, сосудистую сеть.

Важно сдать анализы крови и мочи, уточнить уровень глюкозы, СОЭ, мочевины, лейкоцитов, показатели гормонов. Пациент посещает эндокринолога, уролога, гинеколога, офтальмолога, эндокринолога, невролога. При выявлении опухоли понадобится консультация специалиста отделения нейрохирургии.

Что нужно обследовать?

• Строение нервной системы
• Головной мозг
• Промежуточный мозг
• Таламус
• Метаталамус и эпиталамус
• Третий (III) желудочек

Как обследовать?

• Компьютерная томография мозга
• Рентген черепа
• Магнитно-резонансная томография (МРТ) головного мозга
• Ангиография головного и спинного мозга

Заключение

Сохранить здоровье гипоталамо-гипофизарного комплекса поможет соблюдение следующих правил:

• так как гипоталамус регулирует цикардные ритмы, очень важно соблюдать режим дня, ложась спать и вставая в одно и то же время;
• улучшить кровообращение во всех отделах мозга и насытить их кислородом помогают прогулки на свежем воздухе и занятия спортом;
• нормализовать выработку гормонов и улучшить деятельность вегетативной нервной системы помогает отказ от курения и алкоголя;
• употребление яиц, жирной рыбы, морской капусты, грецких орехов, овощей и сухофруктов обеспечит поступление в организм питательных веществ и витаминов, необходимых для нормальной функции гипоталамо-гипофизарной системы.

Разобравшись с тем, что такое гипоталамус, и какое воздействие этот участок мозга оказывает на жизнедеятельность человека, следует помнить, что его повреждение приводит к развитию серьезных заболеваний, которые нередко заканчиваются летальным исходом. Поэтому необходимо следить за своим здоровьем и при появлении первых недомоганий обращаться к врачу.