Функции гипоталамуса

Гипоталамус расположен под таламусом и кпереди от ножек мозга. Он включает в себя такие анатомические структуры, как зрительный перекрест, серый бугор, воронку и сосцевидные тела (рис. 86). Гипоталамус имеет тесные нервные и сосудистые связи с рядом расположенной эндокринной железой – гипофизом, а также многочисленные нервные связи со всеми отделами ЦНС. Гипоталамус играет важную роль в поддержании постоянства внутренней среды организма, обеспечении интеграции функций соматической, вегетативной и эндокринной систем, а также в организации инстинктивного поведения. Примитивные типы мотиваций поведения (голод, жажда, сон, половое влечение) формируются при участии гипоталамуса. Гипоталамус ответственен за согласованную работу управляющих систем, обеспечивая единство соматических и вегетативных процессов в организме.

Кровеносные сосуды гипоталамуса обладают высокой проницаемостью для различных веществ, в том числе и для достаточно крупных полипептидов. Это обусловливает высокую чувствительность гипоталамуса к изменениям состава внутренней среды организма и способность реагировать на колебания концентрации веществ в крови. По сравнению с другими структурами головного мозга гипоталамус обладает наиболее густой капиллярной сетью и самым высоким уровнем местного кровотока.

В гипоталамусе насчитывается более 30 пар ядер, которые на основе цитоархитектонического строения подразделяют на три не резко разграниченные группы: переднюю, среднюю и заднюю.

С функциональной точки зрения ядра гипоталамуса делят на 5 групп: преоптическую, переднюю, среднюю, наружную и заднюю. Ядра гипоталамуса тесно связаны многочисленными нервными путями между собой, а также с выше- и нижележащими отделами ЦНС. Как правило, важнейшие функции гипоталамуса выполняются несколькими ядрами, в связи с чем их и объединяют в функциональные группы или области или зоны.

В ядрах гипоталамуса расположены высшие центры вегетативной нервной системы. В ядрах преоптической и передней группы расположены главным образом центры парасимпатического отдела. Раздражение этих ядер сопровождается признаками активации парасимпатической нервной системы: снижением артериального давления, урежением сердцебиений, сужением зрачков, увеличением перистальтики желудка и кишечника, усилением секреции пищеварительных желез и др. Эту область гипоталамуса швейцарский физиолог В. Гесс назвал трофотропной. Она обеспечивает процессы отдыха, восстановления и накопления энергетических ресурсов организма.

В ядрах задней группы расположены преимущественно центры симпатического отдела вегетативной нервной системы. Раздражение этих ядер вызывало реакции, характерные для симпатической нервной системы: повышение артериального давления, увеличение силы и частоты сердцебиений, расширение зрачков, торможение деятельности желудочно-кишечного тракта и др. Заднюю группу ядер В. Гесс назвал эрготропной зоной, обеспечивающей мобилизацию и расходование энергетических ресурсов для активной деятельности организма.

Дальнейшие исследования показали, что трофотропные и эрготропные зоны находятся не только, соответственно, в переднем и заднем гипоталамусе, но также встречаются во всех его отделах и на отдельных участках перекрывают друг друга.

В ядрах средней группы находятся центры, регулирующие обмен веществ и пищедобывательные поведенческие реакции. Также в этих ядрах имеются своеобразные нейроны-датчики, реагирующие на различные изменения внутренней среды организма: температуру и вязкость крови, концентрацию различных веществ в крови, содержание в ней гормонов и др.

Гипоталамус является интегративным центром регуляции температуры тела. Перерезка мозга у кошки ниже гипоталамуса нарушает терморегуляцию и превращает теплокровное животное в холоднокровное. Терморегуляцию осуществляют два гипоталамических центра: теплопродукции и теплоотдачи. В этих центрах обнаружены термочувствительные нейроны (термодетекторы), способные генерировать потенциалы действия при изменении температуры гипоталамуса. Термодетекторов, реагирующих на тепло, примерно в 3 раза больше, чем реагирующих на холод. В центре теплоотдачи термодетекторов значительно больше, чем в центре теплопродукции.

Центр теплопродукции находится в заднем гипоталамусе. Его раздражение приводит к повышению температуры тела в результате усиления окислительных процессов, увеличению тонуса мышц и появлению мышечной дрожи, сужению сосудов кожи. Повреждение задней группы ядер гипоталамуса вызывает подавление образования тепла в организме и снижение температуры тела – гипотермию.

Центр теплоотдачи находится в преоптической и передней группах ядер гипоталамуса. Раздражение этих ядер приводит к увеличению теплоотдачи в результате расширения сосудов кожи, увеличения выделения и испарения пота, появления тепловой одышки. Разрушение преоптической и передней групп ядер сопровождается нарушением отдачи тепла и повышением температуры организма – гипертермией.

Одной из главнейших функций гипоталамуса является регуляция деятельности гипофиза. Клетки многих ядер гипоталамуса осуществляют нейросекрецию и могут трансформировать нервные влияния в эндокринные, вырабатывая биологически активные вещества. Большая часть этих веществ поступает в гипофиз. Благодаря связям гипоталамуса с гипофизом в виде гипоталамо-аденогипофизарной и гипоталамо-нейрогипофизарной систем создается единая нейрогуморальная регуляция функций.

В гипоталамусе и гипофизе обнаружены энкефалины и эндорфины – особая группа нейрогормонов, которые оказывают на нервные клетки морфиноподобное действие и, по-видимому, играют существенную роль в регуляции вегетативных процессов и поведения.