Какие гормоны образуются в гипоталамусе и затем транспортируются по аксонам в гипофиз

Гипоталамо-гипофизарная система и ее функции

Гипоталамо-гипофизарная система

• Физиология
• История физиологии
• Методы физиологии

Гипоталамо-гипофизарная система, её гормоны

Единство нервной и гормональной регуляции в организме обеспечивается тесной анатомической и функциональной связью гипоталамуса и гипофиза.

Гипоталамо-гипофизарная система определяет состояние и функционирование большей части эндокринной системы либо через эндокринные оси: гипоталамус -> гипофиз -> периферические железы (щитовидная, надпочечники, семенники либо яичники), либо через АНС: гипоталамус -> центры АНС ствола и спинного мозга -> ганглии АНС -> эндокринные железы и их сосуды.

Гипофиз (питуитарная железа) расположен ниже гипоталамуса в турецком седле клиновидной кости основания черепа и состоит из передней (аденогипофиз) и задней (нейрогипофиз) долей. Промежуточная доля у взрослого человека рудиментарна. Масса гипофиза составляет всего 0,5-0,9 г. При помощи ножки нейрогипофиз анатомически связан с гипоталамусом. К клеткам нейрогипофиза подходят аксоны крупноклеточных нейронов супраоптического (СОЯ) и паравентрикулярного (ПВЯ) ядер. Аденогипофиз связан с гипоталамусом и через портальную (воротную) систему верхней гипофизарной артерии. Ток крови в воротной системе направлен от гипоталамуса к аденогипофизу. На сосудах срединного возвышения гипофизарной ножки мелкоклеточные нейроны гипоталамуса образуют аксовазальные синапсы, через которые они выделяют в кровь гормоны, контролирующие эндокринные функции гипофиза. Образование гормонов гипофизом регулируется также АНС.

Рис. Схема гипоталамо-гипофизарной системы

Функции гипоталамо-гипофизарной системы

Часть промежуточного мозга — гипоталамус — и отходящий от его основания гипофиз анатомически и функционально составляют единое целое — гипоталамо-гипофизарную эндокринную систему (рис. 1).

Клетки гипоталамуса обладают двойной функцией. Во-первых, они выполняют те же функции, что и любая другая нервная клетка, а во-вторых, обладают способностью секретировать и выделять биологически активные вещества — нейрогормоны (этот процесс называют нейросекрециеи). Гипоталамус и передняя доля гипофиза связаны общей сосудистой системой, имеющей двойную капиллярную сеть. Первая располагается в районе срединного возвышения гипоталамуса, а вторая — в передней доле гипофиза. Ее называют воротной системой гипофиза.

Нейроэндокринные системы гипоталамуса:

• Гипоталамо-экстрагипоталамическая система
• Гипоталамо-аденогипофизарная система
• Гипоталамо-среднегипофизарная система
• Гиноталамо-нейрогипофизарная система

Нейросекреторные клетки гипоталамуса синтезируют нейропептиды, которые поступают в переднюю и заднюю доли гипофиза. Нейропептиды, влияющие на клетки передней доли гипофиза, называются рилизинг-факторами, а задней — нейрогормонами (вазопрессин и окситоцин).

Рис. 1. Анатомические взаимоотношения гипоталамуса и ножки гипофиза

Точечная штриховка — срединное возвышение и задняя доля гипофиза (нейрогипофиз); имеют нейтральное происхождение и фактически являются частью гипоталамуса; косая штриховка — эпителиальная часть гипофиза (аденогипофиз); развивается из эктодермы ротовой бухты. Роль гипоталамо-гипофизарной системы для эндокринной регуляции функций организма столь велика, что ее иногда называют «президентом эндокринного общества»»

С функциональной точки зрения рилизинг-факторы разделяют на либерины (рилизинг-факторы, способствующие усилению синтеза и секреции соответствующего гормона в эндокринных клетках передней доли гипофиза) и статины (рилизинг-факторы, подавляющие синтез и секрецию гормонов в клетках-мишенях). К гипоталамическим либеринам относятся соматолиберин, гонадолиберин, тиреолиберин и кортиколиберин, а статины представлены соматостатином и пролактиностатином (рис. 2).

Под действием нервного импульса эти продукты выделяются в первую капиллярную сеть воротной системы и воздействуют на железистые клетки передней доли гипофиза через вторую сеть капилляров. Таким образом, информация из гипоталамуса передается в гипофиз гумopaльным путем. Гипоталамо-гипофизарная система — типичный пример тесного взаимодействия нервного и гумopaльного способов регуляции функций, потому что нейросекреторная клетка способна осуществлять регулирующее влияние, не только посылая другим нейронам обычные нервные импульсы, но и выделяя нейрогормоны.

Все железы внутренней секреции функционируют по принципу плюс-минус взаимодействие или по принципу прямой (положительной) и обратной (отрицательной) связи. Физиологическая суть этого взаимодействия заключается в обеспечении возможности саморегуляции и нормализации гормонального баланса организма. Рассмотрим это на рис. 3.

Рис. 2. Регуляция активности эндокринных желез центральной нервной системой при участии гипоталамуса и гипофиза:

ТЛ — тиреолиберин; СП — соматолиберин; СС — соматостатин; ПЛ — пролактолиберин; ПС — пролактостатин; ГЛ — гонадолиберин; КЛ — кортиколиберин; ТТГ — тиреотропный гормон: СТГ — соматотропный гормон (гормон роста): Пр — пролактин; ФСГ — фолликулостимулирующий гормон: ЛГ — лютеинизирующий гормон; АКТГ — адренокортикотропный гормон. Сплошными стрелками обозначено активирующее, пунктирными — ингибирующее влияние

Рис. 3. Схема регуляции функций желез внутренней секреции: > прямая связь > обратная связь

Нейросекреты гипоталамуса, воздействуя на клетки гипофиза, регулируют выделение гонадотропных гормонов (прямая связь). Если ФСГ, ЛГ и ЛТГ выделяются в избыточном количестве, то повышение концентрации гормона в крови тормозит нейросекреторную функцию клеток гипоталамуса (обратная связь). В свою очередь, гонадотропины регулируют выделение пoлoвыми железами пoлoвых гормонов (прямая связь). При высоком титре пoлoвых гормонов (обратная связь) тормозится секреция гонадотропинов.

Рис. Гипоталамо-гипофизарная система

Рис. Прямые и обратные связи системы гипоталамус-гипофиз-периферические железы

ГИПОТАЛАМО-ГИПОФИЗАРНАЯ СИСТЕМА

Часть промежуточного мозга — гипоталамус — и отходящий от его основания гипофиз анатомически и функционально составляют единое целое — гипоталамо-гипофизарную эндокринную систему (рис. 10.3 [1] ).

Клетки гипоталамуса обладают двойной функцией. Во-первых, они выполняют те же функции, что и любая другая нервная клетка, а во-вторых, обладают способностью секретировать и выделять биологически активные вещества — нейрогормоны (этот процесс называют нейросекрецией). Гипоталамус и передняя доля гипофиза связаны общей сосудистой системой, имеющей двойную капиллярную сеть. Первая располагается в районе срединного возвышения гипоталамуса, а вторая — в передней доле гипофиза. Ее называют воротной системой гипофиза.

Нейросекреторные клетки гипоталамуса синтезируют нейропептиды, которые поступают в переднюю и заднюю доли гипофиза. Нейропептиды, влияющие на клетки передней доли гипофиза, называ

Рис. 10.3. Анатомические взаимоотношения гипоталамуса и ножки гипофиза Точечная штриховка — срединное возвышение и задняя доля гипофиза (нейрогипофиз); имеют нейральное происхождение и фактически являются частью гипоталамуса; косая штриховка — эпителиальная часть гипофиза (аденогипофиз); развивается из эктодермы ротовой бухты. Роль гипоталамо-гипофизарной системы для эндокринной регуляции функций организма столь велика, что ее иногда называют «президентом эндокринного общества»

ются рилизинг-факторами, а задней — нейрогормонами (вазопрессин и окситоцин).

С функциональной точки зрения рилизинг-факторы разделяют на либерины (рилизинг-факторы, способствующие усилению синтеза и секреции соответствующего гормона в эндокринных клетках передней доли гипофиза) и статины (рилизинг-факторы, подавляющие синтез и секрецию гормонов в клетках-мишенях). К гипоталамическим либеринам относятся соматолиберин, гонадолиберин, тиреолиберин и кортиколиберин, а статины представлены соматоста- тином и пролактиностатином (рис. 10.4 [2] ).

Читать еще:  Определение срока беременности по УЗИ: наиболее информативный период, и что означает «ничего не видно»

Под действием нервного импульса эти продукты выделяются в первую капиллярную сеть воротной системы и воздействуют на железистые клетки передней доли гипофиза через вторую сеть капилляров. Таким образом, информация из гипоталамуса передается в гипофиз гумopaльным путем. Гипоталамо-гипофизарная система — типичный пример тесного взаимодействия нервного и гумopaльного способов регуляции функций, потому что нейросекреторная клетка способна осуществлять регулирующее влияние, не только посылая другим нейронам обычные нервные импульсы, но и выделяя нейрогормоны.

Все железы внутренней секреции функционируют по принципу плюс-минус взаимодействие или по принципу прямой (положительной) и обратной (отрицательной) связи. Физиологическая суть этого взаимодействия заключается в обеспечении возможности саморегуляции и нормализации гормонального баланса организма. Рассмотрим это на рис. 10.5.

Рис. 10.4. Регуляция активности эндокринных желез центральной нервной системой при участии гипоталамуса и гипофиза:

ТЛ — тиреолиберин; СЛ — соматолиберин; СС — соматостатин; ПЛ — пролактоли- берин; ПС — пролактостатин; ГЛ — гонадолиберин; КЛ — кортиколиберин; ТТГ — тиреотропный гормон; СТГ — соматотропный гормон (гормон роста); Пр — пролактин; ФСГ — фолликулостимулирующий гормон; ЛГ — лютеинизирующий гормон; АКТГ — адренокортикотропный гормон. Сплошными стрелками обозначено активирующее, пунктирными — ингибирующее влияние

Нейросекреты гипоталамуса, воздействуя на клетки гипофиза, регулируют выделение гонадотропных гормонов (прямая связь). Если ФСГ, ЛГ и ЛТГ выделяются в избыточном количестве, то повышение концентрации гормона в крови тормозит нейросекреторную функцию клеток гипоталамуса (обратная связь). В свою очередь, гонадотропины регулируют выделение пoлoвыми железами пoлoвых гормонов (прямая связь). При высоком титре пoлoвых гормонов (обратная связь) тормозится секреция гонадотропинов.

• [1] См.: Орлов Р.С., Ноздрачев А.Д. Указ. соч.
• [2] См.: Физиология человека: Учебник. В 2 т.

Как гипоталамо-гипофизарная система обеспечивает взаимодействие нервной и эндокринной систем

Гипоталамо-гипофизарная система связывает эндокринную систему с нервной.

Она регулирует в организме синтез гормонов, необходимых для корректной работы органов.

Нарушение функций гипоталамо-гипофизарной системы приводит к патологиям со стороны внутренних органов и даже может стать причиной cмepти.

Зачем нужна гипоталамо-гипофизарная система

Правильная работа всего организма невозможна без правильной работы нервной и эндокринной систем. Нервная система, образованная непосредственно нейронами (клетками нервной ткани), нейроглией (вспомогательными клетками, составляющими около 40% объема нервной системы) и соединительной тканью, пронизывает весь организм. Нейроны проводят нервные импульсы. Нейроглия окружает нервные клетки, защищая их и обеспечивая условия для передачи и образования импульсов, а также выполняет часть метаболических процессов нервных клеток. Соединительная ткань необходима для связи частей нервной системы. Центральную нервную систему (ЦНС) образуют головной и спинной мозг, а периферическую – лежащие за их пределами нервы и нервные узлы.

Эндокринная система регулирует работу внутренних органов, используя гормоны. Эндокринные клетки присутствуют в большинстве тканей организма. Правильное функционирование эндокринных желез дает организму способность адаптироваться к условиям окружающей среды, одновременно поддерживая скоординированную работу органов самого организма.

Слаженное взаимодействие нервной и эндокринной систем обеспечивает гипоталамо-гипофизарная система, образованная гипофизом и ножкой гипоталамуса. Гипофиз отвечает за выработку гормонов, которые регулируют обмен веществ, рост тканей, репродуктивную функцию. Это маленькая, массой менее грамма, область, расположенная у основания головного мозга и состоящая из трех долей. Гипоталамус находится в промежуточном мозге и связан почти со всеми отделами ЦНС. Список его функций обширен:

• терморегуляция тела;
• формирования эмоционального ответа;
• формирование особенностей поведения.

Гипоталамус связывает нервную систему с эндокринной системой через гипофиз. Гипоталамо-гипофизарная система формируется рано, еще на первых неделях внутриутробного развития. Тогда же запускается и синтез гормонов.

Механизм работы

В гипоталамусе находятся специальные нейросекреторные клетки – нечто среднее между эндокринными клетками и нейронами. Они совмещают функции обоих видов клеток, воспринимая поступающие из разных областей нервной системы сигналы и выделяя в кровь нейросекреты, занимающие промежуточную позицию между гормонами и нейромедиаторами. Они называются рилизинг-гормонами.

Рилизинг-гормоны разделяются на освобождающие (либерины) и останавливающие (статины). Первые способствуют секреции гипофизом, а под действием вторых она, соответственно, приостанавливается.

Под действием рилизинг-гормонов гипофиз выделяет гормоны, контролирующие работу секреторных желез. Если некоторые железы выделяют слишком много или, наоборот, слишком мало определенных гормонов, гипоталамус фиксирует отклонение от нормы их концентрации в крови и тормозит либо стимулирует активность гипофиза, таким образом регулируя деятельность желез.

Иными словами, вся система работает по механизму отрицательной обратной связи. Рост (или снижение) уровня гормона какой-либо эндокринной железы вызывает приостановку (или усиление) синтеза соответствующего гормона в гипофизе и торможение (либо стимуляцию) производства гормона определенной железой. Например, при увеличении концентрации в организме тироксина, ассоциированного со щитовидной железой, происходит угнетение синтеза тиреотропина в гипофизе, что вызывает торможение гормонообразующей функции самой щитовидки. Подобные функциональные нарушения при их продолжительном течении вызывают морфологические изменения в эндокринной системе. Продолжительный избыток гормона вызывает атрофию железы, а дефицит – патологическое ее разрастание.

На гипоталамо-гипофизарную систему также влияют сигналы нейронов ЦНС. Информация от органов чувств (зрительная, слуховая, обонятельная, осязательная и т. д.) поступает в ЦНС, которая направляет ее в гипоталамус. Там она преобразуется в регулирующий сигнал и гипофиз получает «комaнду» активизировать или затормозить синтез веществ.

За что отвечают вещества

У каждого рилизинг-гормона своя «зона ответственности». Гонадолиберины (фоллиберин и люлиберин) регулируют выработку гонадотропинов – лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормона. От них зависят нормальные уровни эстрогенов, прогестерона и тестостерона. Соматолиберин и соматостатин отвечают за синтез соматотропина. Пролактолиберин и пролактостатин контролирует синтез пролактина. Тиролиберин влияет на содержание в крови тироксина и трийодтиронина. Кортиколиберин способствует выработке адренокортикотропинов.

Соматотропин образуется в передней доле гипофиза. Гормоны роста способствуют росту тканей. Образование соматотропина зависит от множества факторов, в том числе от физической нагрузки, прочих веществ, приема лекарственных препаратов. Вместе с другими частицами он приспосабливает организм к нехватке пищи, используя свободные жировые кислоты из жировых отложений в качестве источника энергии.

Адренокортикотропин способствует выработке и секреции гормонов коры надпочечников. За синтез отвечают передняя и промежуточная доли гипофиза и некоторые нейроны ЦНС. Его секрецию стимулирует любой стресс, от эмоциональных переживаний до хирургических вмешательств.

Читать еще:  Как ускорить рост бороды в домашних условиях?

Тиреотропин необходим для синтеза и секреции йодосодержащих гормонов щитовидной железы. Синтез тиреотропина осуществляется в передней доле гипофиза.

Гонадотропины представлены фолликулостимулирующим и лютеинизирующим гормонами, а также хорионическим гонадотропином плаценты. У мужчин фолликулостимулирующее вещество контролирует cпepматогенез, у женщин необходим для роста фолликулов яичника.

Лютеинизирующее вещество у мужчин способствует синтезу тестостерона в яичках, у женщин — синтезу в яичниках эстрогенов и прогестерона. Также он стимулирует овуляцию. Хорионический гонадотропин при беременности участвует в образовании прогестерона.

Пролактин во время пoлoвoго созревания ускоряет развитие гpyди у девочек. У взрослых беременных и родивших женщин он стимулирует образование молока. Выработка пролактина осуществляется в передней доле гипофиза. При беременности ее объем увеличивается вдвое за счет роста количества и увеличения размера лактотрофов, клеток, производящих пролактин.

Меланотропины отвечают за пигментацию кожи и слизистых оболочек.

Также в формировании гипоталамо-гипофизарных взаимоотношений участвуют гормоны окситоцин и вазопрессин. Они образуются в гипоталамусе и накапливаются в задней доле гипофиза. Окситоцин необходим при кормлении гpyдью – он способствует выделению выpaбатываемого с помощью пролактина молока. Также он важен для сокращений матки при родах. Окситоцин влияет на психику, вызывая чувство доверия к партнеру, спокойствия и удовлетворения, а также уменьшения стpaxa. Вазопрессин регулирует агрессию и, возможно, связан с механизмами памяти. Кроме того, вазопрессин работает как антидиуретик.

Рилизинг-гормоны, помимо регуляции работы гипофиза, оказывают психотропный эффект. Так, кортиколиберин провоцирует возникновение чувства тревоги. Тиреолиберин оказывает противосудорожное действие. Гонадолиберин регулирует пoлoвoе влечение и повышает настроение. А вот часть веществ, выделяемых гипофизом, например, фолликулостимулирующий и лютеотропный, способны только воздействовать на эндокринные железы.

Патологии структуры

Органические поражения мозга при воспалительных процессах, опухолях, травмах, кровоизлияниях, тромбозах мозговых сосудов приводят к повреждению системы и, как следствие, развитию тяжелых эндокринных нарушений. Нарушение синтеза в гипоталамусе определенного либерина или статина вызывает проблемы с выработкой связанного с ним гормона. Также гипоталамо-гипофизарная система может оказаться поражена не напрямую, а при нарушении работы эндокринных желез.

Так, сахарный диабет зачастую сопровождается атеросклеротическим повреждением поджелудочной железы.

Среди распространенных патологий деятельности – отклонения в синтезе соматотропина. Недостаточный или избыточный синтез веществ способствует развитию карликовости или гигантизма соответственно. Гигантизм нередок, он встречается у 1-3 человек из 1000. Симптомы болезни проявляются с началом пoлoвoго созревания. Избыток соматотропина в уже сформировавшемся, взрослом организме приводит к акромегалии. При этой патологии наблюдаются:

• расширение кости;
• увеличение в диаметре пальцев;
• разрастается соединительная ткань.

Вследствие этого утолщаются и теряют подвижность пальцы, увеличиваются уши, губы, нос. Акромегалия развивается медленно, изменения в организме длятся годами. Она приводит к ухудшению умственных способностей, повышенной утомляемости, головным болям, сдавлению нервов, деформирующему артрозу. Среди знаменитостей, страдавших акромегалией – ставший прообразом мультипликационного персонажа Шрека французский рестлер Морис Тийе и российский боксер Николай Валуев.

На протяжении жизни возможно проявление и карликовости, и гигантизма, и акромегалии – так было с австрийцем Адамом Райнером. До 26 лет рост мужчины составлял 122 см, однако из-за опухоли гипофиза он за несколько лет вырос почти на метр. Не помогло справиться с проблемой даже удаление опухоли. Райнер умер в 51 год, к тому времени его рост достиг 238 см.

Излишняя выработка адренокортикотропного гормона вызывает разрастание коры надпочечников, нехватка же приводит к эндокринной недостаточности надпочечников. Избыточная работа щитовидной железы провоцирует развитие тиреотоксикоза, который вызывает потерю веса, проблемы с сосудами, диарею, нарушения со стороны ЦНС и работы сердца. Нехватка гормонов приводит к гипотиреозу, который сопровождается выпадением волос, отеками, сухостью кожи, сонливостью. В запущенной форме гипотиреоз приводит к коматозному состоянию, которое, при отсутствии неотложной помощи, в 80% заканчивается cмepтью. Повышение выработки гонадотропинов приводит к слишком раннему пoлoвoму созреванию, недостаток – к поражению пoлoвых желез и бесплодию.

Чтобы скорректировать функциональность, используются препараты, снижающие синтез либо заместительная терапия. Опухоли мозга подлежат удалению в случае такой возможности.

Физиология гипоталамо-гипофизарной системы

В основном, регуляция внутри эндокринной системы осуществляется посредством гормональных и нейрогормональных механизмов. Высшим центром нейрогормонального управления, который осуществляет переключение регуляции с нервной системы на эндокринную, является гипоталамо-гипофизарная система. Она включает в себя гипоталамус – один из отделов промежуточного мозга и гипофиз – эндокринную железу, которая локализуется в головном мозге.

В гипоталамо-гипофизарном структурно-функциональном объединении различают две относительно самостоятельные системы. Первая система состоит из супраоптическогоипаравентрикулярного ядер гипоталамуса, которые связаны с гипофизом гипоталамо-гипофизарным нервным трактом.

Вторая система состоит из гипофизотропной зоны гипоталамуса, которая связана с гипофизом венозной сосудистой сетью. В гипофизотропной зоне гипоталамуса синтезируются нейрогормоны, которые называют рилизинг-факторами.

Нейрогормон — это специфические биологически активные вещества, которые выpaбатываются нервными клетками и оказывают регулирующее влияние на функции клеток-мишеней вдали от места своего образования.

Через воротную венозную сосудистую сеть нейрогормоны поступают в гипофиз, где оказывают регулирующее влияние на его гормонообразовательную функцию.

Выделяют две группы рилизинг-факторов: либерины и статины.

Либерины стимулируют синтез и секрецию гормонов гипофиза. К ним относятся:

3) гонадолиберины — люлиберин (рилизинг-фактор лютеинизирующего гормона) и фолиберин (рилизинг-фактор фолликулостимулирующего гормона),

Статины угнетают образование и выделение гормонов гипофиза. К ним относятся:

Нейрогормональная регуляция гормонообразовательной функции осуществляется автоматически по кибернетическому принципу обратной связи. При избытке эффекторного гормона в крови тормозится синтез и выделение либеринов, а статинов — активируется. В случае недостатка эффекторного гормона, наоборот, инкреция активаторов увеличивается, а ингибиторов – снижается.

Анатомически в гипофизе выделяют переднюю, среднюю (промежуточную) и заднюю доли. Промежуточная доля гипофиза у человека слабо выражена. Вместе с передней долей они функционально объединяются в аденогипофиз.

В передней доле гипофиза синтезируется две группы гормонов белково-пептидной природы — тропные и эффекторные.

Тропные гормоны передней доли гипофиза – тиротропный (тиротропин), адренокортикотропный (кортикотропин) и гонадотропные (гонадотропины), регулируют секреторную функцию других эндокринных желез.

Тиротропныйгормон (ТТГ) стимулирует деятельность щитовидной железы. Адренокортикотропныйгормон (АКТГ) стимулирует деятельность коры надпочечников.

К гонадотропинам, которые обеспечивают репродуктивные процессы, относятся лютеинизирующий и фолликулостимулирующий гормоны.

Читать еще:  Как развивается эндокринное бесплодие у мужчин и женщин, методы диагностики и лечения

Лютеинизирующийгормон (ЛГ) является ключевым для выработки мужских и женских пoлoвых гормонов. У женщин он также стимулирует овуляцию – выход женских пoлoвых клеток (яйцеклеток) из яичника. Фолликулостимулирующийгормон (ФСГ) у мужчин стимулирует разрастание cпepматогенного эпителия и активирует cпepматогенез. У женщин ФСГ стимулирует рост и развитие фолликулов яичников.

Физиологические эффекты гонадотропинов связаны с их стимулирующим действием на пoлoвые железы. Поэтому при поражении аденогипофиза наблюдается атрофия пoлoвых желез.

Эффекторныегормоны передней доли гипофиза – соматотропный (соматотропин, гормон роста), пролактин и липотропины, непосредственно влияют на исполнительные органы (эффекторные органы) и клетки-мишени.

Соматотропный гормон (СТГ):

1) стимулирует развитие мягких тканей организма, а также линейный рост трубчатых костей,

2) оказывает прямое анаболическое влияние на белковый обмен (стимулирует трaнcпорт аминокислот в клетки, а также биосинтез белка из аминокислот),

3) в физиологических концентрациях повышает уровень глюкозы в крови,

4) стимулирует липолиз (расщепление жиров) и мобилизацию жира из депо.

Избыточное образование и выделение СТГ у детей приводит к развитию гигантизма, который проявляется в пропорциональном увеличении размеров тела. У взрослых избыток СТГ приводит к акромегалии — неравномерному разрастанию костей скелета, а также к спланхомегалии — разрастанию внутренних органов.

Недостаточная внутренняя секреция СТГ у детей вызывает гипофизарный нанизм (карликовость), который проявляется в задержке физического, а также пoлoвoго развития.

Основной физиологический эффект пролактина у мужчин — стимуляция деятельности простаты и семенников. У женщин он стимулирует образование молока грудными железами во время лактации,

Основным физиологическим эффектом липотропинов является прямое жиромобилизующее и липолитическое действие.

В промежуточной доле гипофиза продуцируется эффекторный меланоцитстимулирующий гормон (МСГ, меланотропин). Основной физиологический эффект МСГ — активация пигментного обмена в клетках.

У человека меланотропин выpaбатывается в небольших количествах и, поэтому, не играет существенной роли в пигментном обмене. Его значение возрастает у животных, покрытых шерстью, а также у существ, способных изменять окраску покровов тела (хамелеон, осьминог, некоторые виды рыб).

Клетки задней доли гипофиза (нейрогипофиз) не синтезируют гормоны. Они выполняют функцию депо окситоцина и вазопрессина, которые продуцируются нейронами супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса.

Основные физиологические эффекты окситоцина:

1) стимулирует сокращение гладкой мускулатуры матки,

2) стимулирует сокращение миоэпителиальных клеток грудных желез, повышая выделение молока во время кормления грудного ребенка.

Поступление окситоцина в кровь увеличивается при беременности, особенно перед родами, и в период лактации.

Основные физиологические эффекты вазопрессина (антидиуретический гормон, АДГ):

1) в больших концентрациях повышает артериальное давление за счет сокращения гладкой мускулатуры артериол,

2) уменьшает выделение мочи (диурез) за счет снижения реабсорбции воды в почках.

Синтез АДГ в гипоталамусе и выделение его из задней доли гипофиза возрастает:

1) при гиповолемии — уменьшении объема циркулирующей крови,

2) при гиперосмии – увеличении осмотического давления плазмы крови,

3) при переживании боли, повышении психоэмоционального напряжения и стрессах.

93.79.221.197 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Эндокринные железы

Гипоталамо-гипофизарная система

Гипоталамо-гипофизарная система — объединение структур гипофиза и гипоталамуса, выполняющее функции как нервной системы, так и эндокринной. Этот нейроэндокринный комплекс является примером того, насколько тесно связаны в организме млекопитающих нервный и гумopaльный способы регуляции

Гормоны гипоталамо-гипофизарной системы

Под влиянием того или иного типа воздействия гипоталамуса, доли гипофиза выделяют различные гормоны, управляющие работой почти всей эндокринной системы человека. Исключение составляет поджелудочная железа и мозговая часть надпочечников. У них есть своя собственная система регуляции.

Г ипофиз или нижний мозговой придаток называют главной эндокринной железой организма человека. Он расположен в костной полости, которая называется турецким седлом. Гипофиз состоит из трех долей: передней, промежуточной и задней.

Гипоталамус или нижний мозговой придаток, эндокринная железа, расположенная в костном кармане у основания мозга. В гипоталамусе содержится огромное число отдельных групп нервных клетках, которые называются ядрами. Общее число ядер около 150.

Гипоталамус имеет большое количество связей с различными участками нервной системы и выполняет множество функций. Гипоталамус рассматривают не только как центр регуляции работы вегетативной нервной системы, температуры тела, но и как эндокринныый орган.

Эндокринная функция гипоталамуса тесно связана с работой нижнего мозгового придатка – гипофиза . В клетках и ядрах гипоталамуса выделяются:

• Гипоталамические гормоны – либерины и статины, которые регулируют гормонпродуцирующую функцию гипофиза.
• Тиреолиберин – стимулирует выработку тиротропина в гипофизе.
• Гонадолиберин – стимулирует выработку в гипофизе гонадотропных гормонов.
• Кортиколиберин – стимулирует выработку в гипофизе кортикотропина.
• Соматолиберин – стимулирует выработку в гипофизе гормона роста – соматотропина.
• Соматостатин – угнетает выработку в гипофизе гормона роста.

Эти гормоны, синтезированные гипоталамусом, поступают в особую кровеносную систему, связывающую гипоталамус с передней долей гипофиза. Два из ядер гипоталамуса производят гормоны вазопрессин и окситоцин. Окситоцин стимулирует выделение молока во время лактации. Вазопрессин или антидиуретический гормон контролирует водный баланс в организме, под его влиянием усиливается обратное всасывание воды в почках. Эти гормоны накапливаются в длинных отростках нервных клеток гипоталамуса, которые заканчиваются в гипофизе. Таким образом, запас гормонов гипоталамуса окситоцина и вазопрессина хранится в задней доле гипофиза.

Гипофиз расположен на основании головного мозга и прикрепляется к мозгу тонким стeблем. По этому стeблю гипофиз связан с гипоталамусом. Гипофиз состоит из передней и задней долей. Промежуточная доля у человека недоразвита. В передней доле гипофиза, ее называют аденогипофиз, производится шесть собственных гормонов. В задней доле гипофиза, называемой нейрогипофиз, накапливаются два гормона гипоталамуса – окситоцин и вазопрессин.

Гормоны, которые производит передняя доля гипофиза:

• Пролактин. Этот гормон стимулирует лактацию (образование материнского молока в молочных железах).
• Соматотропин или гормон роста – регулирует рост и участвует в обмене веществ.
• Гонадотропины – лютеинизирующий и фолликулостимулирующий гормоны. Они контролируют пoлoвые функции у мужчин и женщин.
• Тиротропин. Тиротропный гормон регулирует работу щитовидной железы.
• Адренокортикотропин. Адренокортикотропный гормон стимулирует выработку глюкокортикоидных гормонов корой надпочечников.

Hypothalamus
Location of the human hypothalamus
Location of the hypothalamus (blue) in relation to the pituitary and to the rest of the brain
Details
Part of	Brain
Identifiers
Latin	hypothalamus
MeSH	D007031
NeuroLex ID	birnlex_734
TA98	A14.1.08.401 A14.1.08.901
TA2	5714
FMA	62008
Anatomical terms of neuroanatomy [edit on Wikidata]

The hypothalamus (from Ancient Greek ὑπό (hupó) ‘under’, and θάλαμος (thálamos) ‘chamber’) is a part of the brain that contains a number of small nuclei with a variety of functions. One of the most important functions is to link the nervous system to the endocrine system via the pituitary gland. The hypothalamus is located below the thalamus and is part of the limbic system.^[1] In the terminology of neuroanatomy, it forms the ventral part of the diencephalon. All vertebrate brains contain a hypothalamus.^[2] In humans, it is the size of an almond.

The hypothalamus is responsible for regulating certain metabolic processes and other activities of the autonomic nervous system. It synthesizes and secretes certain neurohormones, called releasing hormones or hypothalamic hormones, and these in turn stimulate or inhibit the secretion of hormones from the pituitary gland. The hypothalamus controls body temperature, hunger, important aspects of parenting and maternal attachment behaviours, thirst,^[3] fatigue, sleep, and circadian rhythms.^[4]

Structure[edit]

The hypothalamus is divided into three regions (supraoptic, tuberal, mammillary) in a parasagittal plane, indicating location anterior-posterior; and three areas (periventricular, medial, lateral) in the coronal plane, indicating location medial-lateral. Hypothalamic nuclei are located within these specific regions and areas.^[5] It is found in all vertebrate nervous systems. In mammals, magnocellular neurosecretory cells in the paraventricular nucleus and the supraoptic nucleus of the hypothalamus produce neurohypophysial hormones, oxytocin and vasopressin.^[6] These hormones are released into the blood in the posterior pituitary.^[7] Much smaller parvocellular neurosecretory cells, neurons of the paraventricular nucleus, release corticotropin-releasing hormone and other hormones into the hypophyseal portal system, where these hormones diffuse to the anterior pituitary.

Nuclei[edit]

The hypothalamic nuclei include the following:^[8][9][10]

List of nuclei, their functions, and the neurotransmitters, neuropeptides, or hormones that they utilize

Region	Area	Nucleus	Function[11]
Anterior (supraoptic)	Preoptic	Preoptic nucleus	Thermoregulation
Medial	Medial preoptic nucleus	Regulates the release of gonadotropic hormones from the adenohypophysis Contains the sexually dimorphic nucleus, which releases GnRH, differential development between sexes is based upon in utero testosterone levels Thermoregulation[12]
Supraoptic nucleus	Vasopressin release Oxytocin release
Paraventricular nucleus	thyrotropin-releasing hormone release corticotropin-releasing hormone release oxytocin release vasopressin release somatostatin round
Anterior hypothalamic nucleus	thermoregulation panting sweating thyrotropin inhibition
Suprachiasmatic nucleus	Circadian rhythms
Lateral
Lateral nucleus	See Lateral hypothalamus § Function – primary source of orexin neurons that project throughout the brain and spinal cord
Middle (tuberal)	Medial	Dorsomedial hypothalamic nucleus	blood pressure heart rate GI stimulation
Ventromedial nucleus	satiety neuroendocrine control
Arcuate nucleus	Growth hormone-releasing hormone (GHRH) feeding Dopamine-mediated prolactin inhibition
Lateral	Lateral nucleus	See Lateral hypothalamus § Function – primary source of orexin neurons that project throughout the brain and spinal cord
Lateral tuberal nuclei
Posterior (mammillary)	Medial	Mammillary nuclei (part of mammillary bodies)	memory
Posterior nucleus	Increase blood pressure pupillary dilation shivering vasopressin release
Lateral	Lateral nucleus	See Lateral hypothalamus § Function – primary source of orexin neurons that project throughout the brain and spinal cord
Tuberomammillary nucleus[13]	arousal (wakefulness and attention) feeding and energy balance learning memory sleep

See also

• ventrolateral preoptic nucleus
• periventricular nucleus

• 

  Cross-section of the monkey hypothalamus displays two of the major hypothalamic nuclei on either side of the fluid-filled third ventricle.

• 

  Hypothalamic nuclei

• 

  Hypothalamic nuclei on one side of the hypothalamus, shown in a 3-D computer reconstruction^[14]

Connections[edit]

The hypothalamus is highly interconnected with other parts of the central nervous system, in particular the brainstem and its reticular formation. As part of the limbic system, it has connections to other limbic structures including the amygdala and septum, and is also connected with areas of the autonomous nervous system.

The hypothalamus receives many inputs from the brainstem, the most notable from the nucleus of the solitary tract, the locus coeruleus, and the ventrolateral medulla.

Most nerve fibres within the hypothalamus run in two ways (bidirectional).

• Projections to areas caudal to the hypothalamus go through the medial forebrain bundle, the mammillotegmental tract and the dorsal longitudinal fasciculus.
• Projections to areas rostral to the hypothalamus are carried by the mammillothalamic tract, the fornix and terminal stria.
• Projections to areas of the sympathetic motor system (lateral horn spinal segments T1-L2/L3) are carried by the hypothalamospinal tract and they activate the sympathetic motor pathway.

Sexual dimorphism[edit]

Several hypothalamic nuclei are sexually dimorphic; i.e., there are clear differences in both structure and function between males and females.^[15] Some differences are apparent even in gross neuroanatomy: most notable is the sexually dimorphic nucleus within the preoptic area,^[15] in which the differences are subtle changes in the connectivity and chemical sensitivity of particular sets of neurons. The importance of these changes can be recognized by functional differences between males and females. For instance, males of most species prefer the odor and appearance of females over males, which is instrumental in stimulating male sexual behavior. If the sexually dimorphic nucleus is lesioned, this preference for females by males diminishes. Also, the pattern of secretion of growth hormone is sexually dimorphic;^[16] this is why in many species, adult males are visibly distinct sizes from females.

Responsiveness to ovarian steroids[edit]

Other striking functional dimorphisms are in the behavioral responses to ovarian steroids of the adult. Males and females respond to ovarian steroids in different ways, partly because the expression of estrogen-sensitive neurons in the hypothalamus is sexually dimorphic; i.e., estrogen receptors are expressed in different sets of neurons.^{[citation needed]}

Estrogen and progesterone can influence gene expression in particular neurons or induce changes in cell membrane potential and kinase activation, leading to diverse non-genomic cellular functions. Estrogen and progesterone bind to their cognate nuclear hormone receptors, which translocate to the cell nucleus and interact with regions of DNA known as hormone response elements (HREs) or get tethered to another transcription factor’s binding site. Estrogen receptor (ER) has been shown to transactivate other transcription factors in this manner, despite the absence of an estrogen response element (ERE) in the proximal promoter region of the gene. In general, ERs and progesterone receptors (PRs) are gene activators, with increased mRNA and subsequent protein synthesis following hormone exposure.^{[citation needed]}

Male and female brains differ in the distribution of estrogen receptors, and this difference is an irreversible consequence of neonatal steroid exposure.^{[citation needed]} Estrogen receptors (and progesterone receptors) are found mainly in neurons in the anterior and mediobasal hypothalamus, notably:

• the preoptic area (where LHRH neurons are located, regulating dopamine responses and maternal behavior;^[17]
• the periventricular nucleus where somatostatin neurons are located, regulating stress levels;^[18]
• the ventromedial hypothalamus which regulates hunger and sexual arousal.

Development[edit]

In neonatal life, gonadal steroids influence the development of the neuroendocrine hypothalamus. For instance, they determine the ability of females to exhibit a normal reproductive cycle, and of males and females to display appropriate reproductive behaviors in adult life.

• If a female rat is injected once with testosterone in the first few days of postnatal life (during the «critical period» of sex-steroid influence), the hypothalamus is irreversibly masculinized; the adult rat will be incapable of generating an LH surge in response to estrogen (a characteristic of females), but will be capable of exhibiting male sexual behaviors (mounting a sexually receptive female).^[19]
• By contrast, a male rat castrated just after birth will be feminized, and the adult will show female sexual behavior in response to estrogen (sexual receptivity, lordosis behavior).^[19]

In primates, the developmental influence of androgens is less clear, and the consequences are less understood. Within the brain, testosterone is aromatized (to estradiol), which is the principal active hormone for developmental influences. The human testis secretes high levels of testosterone from about week 8 of fetal life until 5–6 months after birth (a similar perinatal surge in testosterone is observed in many species), a process that appears to underlie the male phenotype. Estrogen from the maternal circulation is relatively ineffective, partly because of the high circulating levels of steroid-binding proteins in pregnancy.^[19]

Sex steroids are not the only important influences upon hypothalamic development; in particular, pre-pubertal stress in early life (of rats) determines the capacity of the adult hypothalamus to respond to an acute stressor.^[20] Unlike gonadal steroid receptors, glucocorticoid receptors are very widespread throughout the brain; in the paraventricular nucleus, they mediate negative feedback control of CRF synthesis and secretion, but elsewhere their role is not well understood.

Function[edit]

Hormone release[edit]

The hypothalamus has a central neuroendocrine function, most notably by its control of the anterior pituitary, which in turn regulates various endocrine glands and organs. Releasing hormones (also called releasing factors) are produced in hypothalamic nuclei then transported along axons to either the median eminence or the posterior pituitary, where they are stored and released as needed.^[21]

Anterior pituitary

In the hypothalamic–adenohypophyseal axis, releasing hormones, also known as hypophysiotropic or hypothalamic hormones, are released from the median eminence, a prolongation of the hypothalamus, into the hypophyseal portal system, which carries them to the anterior pituitary where they exert their regulatory functions on the secretion of adenohypophyseal hormones.^[22] These hypophysiotropic hormones are stimulated by parvocellular neurosecretory cells located in the periventricular area of the hypothalamus. After their release into the capillaries of the third ventricle, the hypophysiotropic hormones travel through what is known as the hypothalamo-pituitary portal circulation. Once they reach their destination in the anterior pituitary, these hormones bind to specific receptors located on the surface of pituitary cells. Depending on which cells are activated through this binding, the pituitary will either begin secreting or stop secreting hormones into the rest of the bloodstream.^[23]

Secreted hormone	Abbreviation	Produced by	Effect
Thyrotropin-releasing hormone (Prolactin-releasing hormone)	TRH, TRF, or PRH	Parvocellular neurosecretory cells of the paraventricular nucleus	Stimulate thyroid-stimulating hormone (TSH) release from anterior pituitary (primarily) Stimulate prolactin release from anterior pituitary
Corticotropin-releasing hormone	CRH or CRF	Parvocellular neurosecretory cells of the paraventricular nucleus	Stimulate adrenocorticotropic hormone (ACTH) release from anterior pituitary
Dopamine (Prolactin-inhibiting hormone)	DA or PIH	Dopamine neurons of the arcuate nucleus	Inhibit prolactin release from anterior pituitary
Growth-hormone-releasing hormone	GHRH	Neuroendocrine neurons of the Arcuate nucleus	Stimulate growth-hormone (GH) release from anterior pituitary
Gonadotropin-releasing hormone	GnRH or LHRH	Neuroendocrine cells of the Preoptic area	Stimulate follicle-stimulating hormone (FSH) release from anterior pituitary Stimulate luteinizing hormone (LH) release from anterior pituitary
Somatostatin[24] (growth-hormone-inhibiting hormone)	SS, GHIH, or SRIF	Neuroendocrine cells of the Periventricular nucleus	Inhibit growth-hormone (GH) release from anterior pituitary Inhibit (moderately) thyroid-stimulating hormone (TSH) release from anterior pituitary

Other hormones secreted from the median eminence include vasopressin, oxytocin, and neurotensin.^{[25][26][27][28]}

Posterior pituitary

In the hypothalamic-neurohypophyseal axis, neurohypophysial hormones are released from the posterior pituitary, which is actually a prolongation of the hypothalamus, into the circulation.

Secreted hormone	Abbreviation	Produced by	Effect
Oxytocin	OXY or OXT	Magnocellular neurosecretory cells of the paraventricular nucleus and supraoptic nucleus	Uterine contraction Lactation (letdown reflex)
Vasopressin (antidiuretic hormone)	ADH or AVP	Magnocellular and parvocellular neurosecretory cells of the paraventricular nucleus, magnocellular cells in supraoptic nucleus	Increase in the permeability to water of the cells of distal tubule and collecting duct in the kidney and thus allows water reabsorption and excretion of concentrated urine

It is also known that hypothalamic-pituitary-adrenal axis (HPA) hormones are related to certain skin diseases and skin homeostasis. There is evidence linking hyperactivity of HPA hormones to stress-related skin diseases and skin tumors.^[29]

Stimulation[edit]

The hypothalamus coordinates many hormonal and behavioural circadian rhythms, complex patterns of neuroendocrine outputs, complex homeostatic mechanisms, and important behaviours. The hypothalamus must, therefore, respond to many different signals, some of which are generated externally and some internally. Delta wave signalling arising either in the thalamus or in the cortex influences the secretion of releasing hormones; GHRH and prolactin are stimulated whilst TRH is inhibited.

The hypothalamus is responsive to:

• Light: daylength and photoperiod for regulating circadian and seasonal rhythms
• Olfactory stimuli, including pheromones
• Steroids, including gonadal steroids and corticosteroids
• Neurally transmitted information arising in particular from the heart, enteric nervous system (of the gastrointestinal tract),^[30] and the reproductive tract.^{[citation needed]}
• Autonomic inputs
• Blood-borne stimuli, including leptin, ghrelin, angiotensin, insulin, pituitary hormones, cytokines, plasma concentrations of glucose and osmolarity etc.
• Stress
• Invading microorganisms by increasing body temperature, resetting the body’s thermostat upward.

Olfactory stimuli[edit]

Olfactory stimuli are important for sexual reproduction and neuroendocrine function in many species. For instance if a pregnant mouse is exposed to the urine of a ‘strange’ male during a critical period after coitus then the pregnancy fails (the Bruce effect). Thus, during coitus, a female mouse forms a precise ‘olfactory memory’ of her partner that persists for several days. Pheromonal cues aid synchronization of oestrus in many species; in women, synchronized menstruation may also arise from pheromonal cues, although the role of pheromones in humans is disputed.

Blood-borne stimuli[edit]

Peptide hormones have important influences upon the hypothalamus, and to do so they must pass through the blood–brain barrier. The hypothalamus is bounded in part by specialized brain regions that lack an effective blood–brain barrier; the capillary endothelium at these sites is fenestrated to allow free passage of even large proteins and other molecules. Some of these sites are the sites of neurosecretion — the neurohypophysis and the median eminence. However, others are sites at which the brain samples the composition of the blood. Two of these sites, the SFO (subfornical organ) and the OVLT (organum vasculosum of the lamina terminalis) are so-called circumventricular organs, where neurons are in intimate contact with both blood and CSF. These structures are densely vascularized, and contain osmoreceptive and sodium-receptive neurons that control drinking, vasopressin release, sodium excretion, and sodium appetite. They also contain neurons with receptors for angiotensin, atrial natriuretic factor, endothelin and relaxin, each of which important in the regulation of fluid and electrolyte balance. Neurons in the OVLT and SFO project to the supraoptic nucleus and paraventricular nucleus, and also to preoptic hypothalamic areas. The circumventricular organs may also be the site of action of interleukins to elicit both fever and ACTH secretion, via effects on paraventricular neurons.^{[citation needed]}

It is not clear how all peptides that influence hypothalamic activity gain the necessary access. In the case of prolactin and leptin, there is evidence of active uptake at the choroid plexus from the blood into the cerebrospinal fluid (CSF). Some pituitary hormones have a negative feedback influence upon hypothalamic secretion; for example, growth hormone feeds back on the hypothalamus, but how it enters the brain is not clear. There is also evidence for central actions of prolactin.^{[citation needed]}

Findings have suggested that thyroid hormone (T4) is taken up by the hypothalamic glial cells in the infundibular nucleus/ median eminence, and that it is here converted into T3 by the type 2 deiodinase (D2). Subsequent to this, T3 is transported into the thyrotropin-releasing hormone (TRH)-producing neurons in the paraventricular nucleus. Thyroid hormone receptors have been found in these neurons, indicating that they are indeed sensitive to T3 stimuli. In addition, these neurons expressed MCT8, a thyroid hormone transporter, supporting the theory that T3 is transported into them. T3 could then bind to the thyroid hormone receptor in these neurons and affect the production of thyrotropin-releasing hormone, thereby regulating thyroid hormone production.^[31]

The hypothalamus functions as a type of thermostat for the body.^[32] It sets a desired body temperature, and stimulates either heat production and retention to raise the blood temperature to a higher setting or sweating and vasodilation to cool the blood to a lower temperature. All fevers result from a raised setting in the hypothalamus; elevated body temperatures due to any other cause are classified as hyperthermia.^[32] Rarely, direct damage to the hypothalamus, such as from a stroke, will cause a fever; this is sometimes called a hypothalamic fever. However, it is more common for such damage to cause abnormally low body temperatures.^[32]

Steroids[edit]

The hypothalamus contains neurons that react strongly to steroids and glucocorticoids – (the steroid hormones of the adrenal gland, released in response to ACTH). It also contains specialized glucose-sensitive neurons (in the arcuate nucleus and ventromedial hypothalamus), which are important for appetite. The preoptic area contains thermosensitive neurons; these are important for TRH secretion.

Neural[edit]

Oxytocin secretion in response to suckling or vagino-cervical stimulation is mediated by some of these pathways; vasopressin secretion in response to cardiovascular stimuli arising from chemoreceptors in the carotid body and aortic arch, and from low-pressure atrial volume receptors, is mediated by others. In the rat, stimulation of the vagina also causes prolactin secretion, and this results in pseudo-pregnancy following an infertile mating. In the rabbit, coitus elicits reflex ovulation. In the sheep, cervical stimulation in the presence of high levels of estrogen can induce maternal behavior in a virgin ewe. These effects are all mediated by the hypothalamus, and the information is carried mainly by spinal pathways that relay in the brainstem. Stimulation of the nipples stimulates release of oxytocin and prolactin and suppresses the release of LH and FSH.

Cardiovascular stimuli are carried by the vagus nerve. The vagus also conveys a variety of visceral information, including for instance signals arising from gastric distension or emptying, to suppress or promote feeding, by signalling the release of leptin or gastrin, respectively. Again this information reaches the hypothalamus via relays in the brainstem.

In addition hypothalamic function is responsive to—and regulated by—levels of all three classical monoamine neurotransmitters, noradrenaline, dopamine, and serotonin (5-hydroxytryptamine), in those tracts from which it receives innervation. For example, noradrenergic inputs arising from the locus coeruleus have important regulatory effects upon corticotropin-releasing hormone (CRH) levels.

Control of food intake[edit]

Peptide hormones and neuropeptides that regulate feeding^[33]

Peptides that increase feeding behavior	Peptides that decrease feeding behavior
Ghrelin	Leptin
Neuropeptide Y	(α,β,γ)-Melanocyte-stimulating hormones
Agouti-related peptide	Cocaine- and amphetamine-regulated transcript peptides
Orexins (A,B)	Corticotropin-releasing hormone
Melanin-concentrating hormone	Cholecystokinin
Galanin	Insulin
	Glucagon-like peptide 1

The extreme lateral part of the ventromedial nucleus of the hypothalamus is responsible for the control of food intake. Stimulation of this area causes increased food intake. Bilateral lesion of this area causes complete cessation of food intake. Medial parts of the nucleus have a controlling effect on the lateral part. Bilateral lesion of the medial part of the ventromedial nucleus causes hyperphagia and obesity of the animal. Further lesion of the lateral part of the ventromedial nucleus in the same animal produces complete cessation of food intake.

There are different hypotheses related to this regulation:^[34]

1. Lipostatic hypothesis: This hypothesis holds that adipose tissue produces a humoral signal that is proportionate to the amount of fat and acts on the hypothalamus to decrease food intake and increase energy output. It has been evident that a hormone leptin acts on the hypothalamus to decrease food intake and increase energy output.
2. Gutpeptide hypothesis: gastrointestinal hormones like Grp, glucagons, CCK and others claimed to inhibit food intake. The food entering the gastrointestinal tract triggers the release of these hormones, which act on the brain to produce satiety. The brain contains both CCK-A and CCK-B receptors.
3. Glucostatic hypothesis: The activity of the satiety center in the ventromedial nuclei is probably governed by the glucose utilization in the neurons. It has been postulated that when their glucose utilization is low and consequently when the arteriovenous blood glucose difference across them is low, the activity across the neurons decrease. Under these conditions, the activity of the feeding center is unchecked and the individual feels hungry. Food intake is rapidly increased by intraventricular administration of 2-deoxyglucose therefore decreasing glucose utilization in cells.
4. Thermostatic hypothesis: According to this hypothesis, a decrease in body temperature below a given set-point stimulates appetite, whereas an increase above the set-point inhibits appetite.

Fear processing[edit]

The medial zone of hypothalamus is part of a circuitry that controls motivated behaviors, like defensive behaviors.^[35] Analyses of Fos-labeling showed that a series of nuclei in the «behavioral control column» is important in regulating the expression of innate and conditioned defensive behaviors.^[36]

Antipredatory defensive behavior

Exposure to a predator (such as a cat) elicits defensive behaviors in laboratory rodents, even when the animal has never been exposed to a cat.^[37] In the hypothalamus, this exposure causes an increase in Fos-labeled cells in the anterior hypothalamic nucleus, the dorsomedial part of the ventromedial nucleus, and in the ventrolateral part of the premammillary nucleus (PMDvl).^[38] The premammillary nucleus has an important role in expression of defensive behaviors towards a predator, since lesions in this nucleus abolish defensive behaviors, like freezing and flight.^[38][39] The PMD does not modulate defensive behavior in other situations, as lesions of this nucleus had minimal effects on post-shock freezing scores.^[39] The PMD has important connections to the dorsal periaqueductal gray, an important structure in fear expression.^[40][41] In addition, animals display risk assessment behaviors to the environment previously associated with the cat. Fos-labeled cell analysis showed that the PMDvl is the most activated structure in the hypothalamus, and inactivation with muscimol prior to exposure to the context abolishes the defensive behavior.^[38] Therefore, the hypothalamus, mainly the PMDvl, has an important role in expression of innate and conditioned defensive behaviors to a predator.

Social defeat

Likewise, the hypothalamus has a role in social defeat: Nuclei in medial zone are also mobilized during an encounter with an aggressive conspecific. The defeated animal has an increase in Fos levels in sexually dimorphic structures, such as the medial pre-optic nucleus, the ventrolateral part of ventromedial nucleus, and the ventral premammilary nucleus.^[42] Such structures are important in other social behaviors, such as sexual and aggressive behaviors. Moreover, the premammillary nucleus also is mobilized, the dorsomedial part but not the ventrolateral part.^[42] Lesions in this nucleus abolish passive defensive behavior, like freezing and the «on-the-back» posture.^[42]

Additional images[edit]

• 

• 

  Human brain left dissected midsagittal view

• 

  Location of the hypothalamus

See also[edit]

• Copeptin
• Hypothalamic-pituitary-adrenal axis (HPA axis)
• Hypothalamic–pituitary–gonadal axis (HPG axis)
• Hypothalamic–pituitary–thyroid axis (HPT axis)
• Incertohypothalamic pathway
• Neuroendocrinology
• Neuroscience of sleep

References[edit]

Further reading[edit]

• de Vries GJ, Södersten P (May 2009). «Sex differences in the brain: the relation between structure and function». Hormones and Behavior. 55 (5): 589–96. doi:10.1016/j.yhbeh.2009.03.012. PMC 3932614. PMID 19446075.

External links[edit]

• Stained brain slice images which include the «Hypothalamus» at the BrainMaps project
• The Hypothalamus and Pituitary at endotexts.org
• NIF Search — Hypothalamus via the Neuroscience Information Framework
• Space-filling and cross-sectional diagrams of hypothalamic nuclei: right hypothalamus, anterior, tubular, posterior.

Особенностью эндокринной системы является множество функциональных связей между эндокринными органами. Ярким примером служит гипоталамо-гипофизарная система.

Гипоталамус и его гормоны

Гипоталамус – это небольшая часть промежуточного мозга, соединяющаяся с гипофизом с помощью его ножки. В гипоталамусе вырабатываются либерины и статины — гормоны, которые соответственно стимулируют и ингибируют выработку гормонов гипофиза. Также в гипоталамусе вырабатывается окситоцин – гормон, стимулирующий сокращение матки и протоков молочных желёз и антидиуретический гормон, регулирующий баланс жидкости. Кроме того, гипоталамус регулирует циркадные ритмы (смена сна и бодрствования), ощущения голода и жажды, половое поведение, терморегуляцию.

Заболевания гипоталамуса

Заболевания гипоталамуса встречаются крайне редко. Чаще всего это нарушения полового развития (ускоренное или замедленное половое развитие) и несахарный диабет – заболевание, симптомами которого является жажда и обильное частое мочеиспускание. Патология гипоталамуса может быть заподозрена на основании характерных симптомов и подтверждена гормональным, а при необходимости и генетическим обследованием.

Гипофиз

Гипофиз — это небольшая железа, расположенная в турецком седле клиновидной кости. Она состоит из нейрогипофиза и аденогипофиза. Эти части развиваются отдельно друг от друга во время эмбрионального развития. В нейрогипофиз через ножку гипофиза попадают окситоцин и антидиуретический гормон, описанные выше.

Гормоны гипофиза

В гипофизе вырабатываются следующие гормоны:

1. Пролактин — обеспечивает образование образование молока во время лактации, а также тормозит выработку фолликулостимулирующего и лютеинизирующего гормонов. Прочие многочисленные функции (например, регуляция иммунной и нервной системы) в настоящее время изучаются.
2. Фолликулостимулирующий гормон — обеспечивает рост и созревание фолликулов в яичниках женщин и сперматогенез у мужчин.
3. Лютеинизирующий гормон стимулирует секрецию эстрогенов и овуляцию, а у мужчин отвечает за образование тестостерона.
4. Тиреотропный гормон, согласно статистическим данным — самый часто назначаемый для исследования гормон. Обеспечивает рост щитовидной железы и выработку периферических гормонов щитовидной железы – тироксина и трийодтиронина.
5. Адренокортикотропный гормон — контролирует выработку гормонов коры надпочечников.
6. Соматотропный гормон — важнейший стимулятор синтеза белка в клетках, образования глюкозы и распада жиров, а также роста организма.

Заболевания гипофиза

В конечном итоге это может приводить к гипофункции, гиперфункции гипофиза, а иногда к масс-эффекту.

Масс-эффект

Масс-эффект крупной опухоли гипофиза обуславливает нарушение зрения (вследствие сдавления перекреста зрительных нервов) и головные боли. При подозрении на нарушение полей зрения из-за опухоли гипофиза может потребоваться консультация офтальмолога. Для диагностики наличия образования используется МРТ хиазмально-селлярной области с контрастированием.

Гиперфункция гипофиза

Симптомы гиперфункции гипофиза разнообразны. Избыток пролактина у женщин часто становится причиной лактореи, бесплодия и аменореи, а у мужчин может быть причиной гипогонадизма (снижения половой функции). Избыток соматотропного гормона у детей вызывает гигантизм, у взрослых — характерные изменения внешности (акромегалию) и органомегалию. При избытке адренокортикотропного гормона (Болезни Иценко-Кушинга) описаны такие симптомы как ожирение с типичным перераспределением жировой клетчатки на руках и лице, артериальная гипертензия, сахарный диабет, остеопороз.

Гипофункция гипофиза

При гипофункции гипофиза развивается гипогонадизм (снижение половой функции), вторичная надпочечниковая недостаточность (снижение артериального давления, похудание, снижение уровня глюкозы), вторичный гипотиреоз – снижение функции щитовидной железы (ломкость волос и ногтей, сонливость, отеки). У детей также может наблюдаться задержка роста и полового развития.

Диагностика и лечение

Заболевание гипофиза может быть заподозрено на приеме эндокринолога при подробном расспросе и осмотре пациента, после чего, при необходимости, назначаются гормональные и инструментальные обследования. Зачастую первичная диагностика заболеваний гипофиза проводится по уровню гормона на периферическом уровне (например, при подозрении на болезнь Иценко-Кушинга исключается избыток кортизола, гормона надпочечников). Стоит отметить, что при исследовании уровня многих гормонов (пролактина, кортизола, АКТГ и т.д) нужно соблюдать определенные правила, так как значения этих гормонов значимо изменяются в зависимости от времени суток, менструального цикла и других условий. При дальнейшей диагностике могут потребоваться функциональные пробы (например, проба с дексаметазоном при диагностике Болезни Иценко-Кушинга).

В зависимости от специфики заболевания пациенту может быть предложено оперативное лечение (например, при опухоли гипофиза). Однако, стоит знать, что пролактинома — одна из немногих опухолей, которая может быть вылечена консервативно (с помощью лекарств). При выявлении недостатка гормонов может быть назначена заместительная гормональная терапия.

Гипофиз: что это и месторасположение железы

Гипофиз – это одна из желез организма, входящая в список органов внутренней секреции и отвечающая за своевременную выработку гормонов. Он небольшой по размеру, но выполняет функцию центра эндокринного отдела.

Месторасположение железы

Орган локализуется в нижнем мозговом отделе, относится к его отросткам. Гипофиз базируется в центре черепной коробки, выше него находится гипоталамус. Придаток размещен в углублении клиновидной кости, в большинстве случаев он полностью его заполняет, иногда – только половину объема. При гипертрофических изменениях орган может выходить за пределы костного кармана.

По размерам железа небольшая:

• в высоту – 3-8 мм;
• ширину – 10-16 мм;
• вес – не превышает 1 г.

С задней, нижней и передней стороны гипофиз защищен костными структурами, сверху укрыт диафрагмой с отверстием. Через него проходит ножка, соединяющая железу с гипоталамусом.

Структурно-физиологические особенности

У органа овальная форма, в структуре выделяется две неравномерные доли: задняя и передняя. Существует и средняя, вставочная часть, в которой происходит продуцирование бета-меланоцитостимулирующего гормона.

Специалисты выделяют две основные доли органа:

Является передней долей нижнего мозгового придатка, включает три четверти всего объема гипофиза. В структуре органа находятся железистые клетки, отвечающие за выработку тропных гормональных веществ. Гормоны предназначены для контроля над активностью эндокринных желез, расположенных на периферии.

Передняя доля дополнительно оснащена нулевыми клетками, не принимающими участие в продуцировании гормональных веществ. Исследования не смогли определить их функцию до конца.

Является задней частью гипофиза, не предназначена для продуцирования гормонов. В основе ее функциональности лежит накапливание нейропептидов, синтезируемые гипоталамусом. В органе происходит активация вазопрессина и окситоцина, после завершения процесса элементы перенаправляются в кровяное русло.

Характеристики гормонов

Основная секреторная функция гипофиза приходится на переднюю часть железы – аденогипофиз. Отдел занимается выработкой гормональных веществ, используемых организмом для влияния на органы или ткани, регулирования их работы.

Особенности гормонов передней части железы представлены следующими характеристиками:

• За усиление синтеза белка, образование глюкозы и распад липидов отвечает гормон роста. Соматотропное вещество используется для регулирования физического развития, он оказывает влияние на формы тела, стимулирует развитие мышц, снижает процентное содержание жировых тканей.
• Контроль за ростом щитовидной железы отдан тиреотропному гормону. Элемент применяется для секреции тиреоидных элементов: Т4, Т3.
• За нормальную функциональность яичников у женщин и яичек у мужчин отвечает гонадотропный гормон. Он необходим для нормального протекания овуляции, выработки мужских половых клеток, с его помощью синтезируется эстроген, тестостерон, прогестерон.

Нормализация функций надпочечников, выработка кортизола и иных активных компонентов лежит на адренокортикотропном гормоне.

За продуцирование молока при лактации отвечает пролактин или лактотропный гормон.

При помощи передней доли гипофиза в организме появляются и другие элементы, представленные эндорфинами, энкефалинами, бета-меланоцитостимулирующими веществами. Последние используются для изменения оттенка кожного покрова под влиянием ультрафиолетовых лучей.

Задняя доля нижнего придатка мозга вырабатывает собственные компоненты, представленные:

• Окситоцином – отвечает за сокращение мышечных тканей матки во время родовой деятельности, мышц в области протоков молочной железы. В последнем случае наблюдается выделение молока и перемещение его в район сосков. Считается, что элемент вызывает доверие, спокойствие и ощущение привязанности у женщин и мужчин.
• Вазопрессином – ингредиент используется для контроля над чувством жажды, он помогает организму отслеживать количество выводимой урины через почки. Элемент стабилизирует водный баланс на клеточном уровне.

Оба указанных гормона вырабатываются гипоталамусом. При попадании в нейрогипофиз они изменяются, а после высвобождения перенаправляются к определенному органу-мишени.

Классификация

В соответствии с этиологией выделяют центральную и почечную формы болезни. При этом центральная подразделяется еще на 2 группы:

• идиопатическая или возникшая по неизвестной причине;
• симптоматическая, развившаяся после другого перенесенного заболевания.

Идиопатическая форма – это врожденное снижение количества продуцируемого гормона. Повлиять на этот процесс никак нельзя, и выздороветь тоже невозможно.

Течение симптоматической формы более благоприятное, после прекращения основного заболевания может прекратиться и мочеизнурение. Такие случаи бывают достаточно часто.

Симптомы

Основных симптомов несахарного диабета два:

• полиурия или обильное выделение мочи;
• полидипсия или неутолимая жажда.

Эти симптомы являются обязательными, а все остальные – дополнительными.

В норме взрослый человек выделяет в сутки не более 3 литров мочи. Количество может сокращаться в неблагоприятных условиях (жара, недостаток воды, лихорадка), это нормальная приспособительная реакция, при этом концентрация солей и удельный вес пропорционально растут тоже. Увеличение же количества суточной мочи – всегда проявление болезни.

Человек, больной несахарным диабетом, может выделять от 4 до 20 или даже 30 литров мочи в сутки. Чем меньше вырабатывается антидиуретического гормона, тем тяжелее протекает болезнь, тем больше мочи выделяется. Моча больных людей не имеет характерного соломенного цвета, запаха, концентрация солей низкая. Удельный вес ее (относительная плотность или количество растворенных солей и мочевины) тоже низкий, не более 1003 (норма удельного веса мочи у взрослых – от 1012 до 1025).

В норме из первичной мочи в канальцах почек вода всасывается обратно, а при мочеизнурении этого не происходит, выделяется все количество. Постоянные позывы мешают работать, отдыхать и вообще жить. Из-за постоянных походов в туалет человек не высыпается, становится раздражительным, рассеянным, вспыльчивым, неуравновешенным. Жажда мучает больного человека постоянно, количество выпиваемой жидкости примерно равно количеству отделяемой мочи.

У детей начало болезни иногда проявляется энурезом (ночным недержанием мочи), что должно послужить поводом к обследованию.

Несмотря на огромное количество поглощаемой жидкости, человек страдает от обезвоживания. Образуется мало слюны, слез и пота, кожа сухая, волосы и ногти ломкие. Артериальное давление почти всегда понижено из-за уменьшения объема циркулирующей крови. Снижается аппетит, присоединяется рвота и головная боль. В запущенных случаях развивается гипофизарная недостаточность, когда страдает выработка всех остальных гормонов гипофиза, что влечет за собой полиорганные нарушения.

Страдает половая функция: у женщин нарушается менструальный цикл, у мужчин – потенция.

Если человек не получает лечения или не восполняет количество потерянной жидкости, то обезвоживание заканчивается сгущением крови и коллапсом со всеми вытекающими негативными последствиями.

Диагностика заболевания

Диагностика начинается с исследования свойств мочи: суточного количества, относительной плотности и осмолярности, по которой судят о концентрационной функции почек. Другие необходимые исследования, без которых невозможна полная диагностика:

• уровень калия и кальция крови;
• глюкоза крови натощак;
• АДГ крови;
• УЗИ и КТ почек;
• биопсия почек (по показаниям); ; головного мозга.

Лечащий врач может назначить другие исследования, если подозревается недостаточность какого-либо органа. У детей желательно проводить психоневрологическое обследование, поскольку у них врожденные нарушения часто сочетаются с патологией этой сферы.

Для уточнения диагноза может быть назначено сухоядение на 10 или 12 часов. Если человек болен, то за это время вес тела может уменьшиться на 5% за счет потери жидкости.

           Гипоталамус , состоящий из большого количества дискретных ядер , каждое из которых отвечает за специфические функции , таким образом, гипоталамус регулирует различные функции организма посредством сохранения гомеостаза и секрецией гормонов. Эти функции включают в себя контроль за : 1) расходом энергии  — посредством регуляции потребления пищи, регуляции процесса пищеварения и уровня метаболизма; 2) уровнем артериального давления и водно — электролитный баланс посредством регуляции потребления воды и соли; 3) репродукцией — через гормональную регуляцию полового созревания , скрещивания ( спаривания ) , беременности и лактации; 4) над температурой тела — посредством регуляции различных процессов терморегуляции ; 5) быстрой реакции — за счет выделения гормонов «оси стресса» и активации симпатического отдела вегетативной неврной системы; 6) циркадианными ритмами и циклом «сон — бодрствование». Гипоталамуса представляет собой «коллектор параллельных сетей» , которые регулируют какие — либо функции организма. Некоторые гипоталамические ядра получают входящую информацию от сенсорных систем , предоставляющих необходимую ( релевантную ) информацию об окружающей среде , так , в частности. свет , воспринимаемый визуальной системой , позволяет контролировать циркадианные ритмы , или аромат феромонов — предупреждает об опасности со стороны хищника или , напротив , о возможности добычи.  Многие гипоталамчиеские ядра получают интерорецептивную информацию от внутренних органов , а гипоталмические сети регулируют процессы гомеостаза. , которые координируют различные физиологические процессы , обеспечивающие поддержку постоянной внутренней среды организма, стабильное аретриальное давление , температуру тела или определенный уровень потребления пищи.  Биологическая оценка этих путей активации специфическими гипоталамическими ядрами позволяет осуществлять контроль вегетативной нервной системы, поведения , регуляции активности эндокринных желез.  Гипоталамус регулирует гомеостаз в сравнительно узком диапазоне анализа входящих сигналов, так , например, если в результате физических упражнений повышается температура тела , гипоталамус дает сигнал симпатическому отделу вегетативной нервной системы о повышении потоотделения и расширении сосудов. (  усиливает отдачу тепла посредством увеличения кровотока в сосудах кожи ). 

           Нейроны гипоталамуса оказывают прямое влияние  за счет проекций своих аксонов на заднюю долю гипофиза  (непосредственно поступая в кровеносное русло) , здесь вырабатываются два пептидных гормона : окситоцин и вазопрессин, первый регулирует материнское и социальное поведение , второй — водно — электроллитный баланс и также социальное поведение. Кроме того, окситоцин и вазопрессин могут также выделяться из синаптических терминалей в качестве пептидо — нейротрансмиттеров , которые передают сигналы на постсинаптические нейроны.

            Гипоталамические нейроны оказывают стимулирующее действие на эндокринные клетки переднего гипофиза, выделяя так называемые «пре — гормоны».  Кортикотропин — релизинг гормон ( CRH) стимулирует выделение адренокортикотропного гормона ( ACTH) , который в свою очередь стимулирует выделение  глюкокортикоидов из надпочечников ( кортизол ) , вся цепочка регулирует  реакции на стимулы стресса.  Гонадотропин — релизиг гормон ( GnRH) стиммулирует выделение лютеинизирующего гормона  (LH) и фолликулостимулирующего гормона ( FSH) , эти гормоны стимулируют выделение половых гормонов , половое созревание и сексуальное поведение. Гормон стимулирующий выделение гормона роста  ( GHRH) способствует выделению гормона роста ( GH) . Тиротропин — релизиг гормон ( TRH) активирует выделение тироид стимулирующего гормона ( TSH) — тиротропина и пролактина. Первый стимулирует процессы метаболизма, второй — продукцию молока. Гипоталамические нейроны также оказывают тормозное ( подавляющее, ингибирующее) действие на эндокринные клетки переднего гипофиза : соматостатин — на гормон роста , дофамин — на пролактин.

Категория сообщения в блог: 

Гипоталамус находится в основании головного мозга человека и составляет стенки III мозгового желудочка. Стенки к основанию переходят в воронку, которая заканчивается гипофизом (нижней мозговой железой).

Гипоталамус является центральной структурой лимбической системы мозга и выполняет многообразные функции. Часть этих функций относится к гормональным регуляциям, которые осуществляются через гипофиз.

Другие функции связаны с регуляцией биологических мотиваций. К ним относят потребление пищи и поддержание массы тела, потребление воды и водно-солевой баланс в организме, регуляцию температуры в зависимости от температуры внешней среды, эмоциональных переживаний, мышечной работы и других факторов, функцию размножения.

Она включает у женщин регулирование менструального цикла, вынашивание и рождение ребенка, кормление и многое другое. У мужчин – сперматогенез, половое поведение.

Здесь перечислены только некоторые основные функции, которые будут рассмотрены в учебнике. Гипоталамус играет также центральную роль в реакции организма на стрессовые воздействия.

Несмотря на то, что гипоталамус занимает не очень большое место в головном мозге (его площадь, если смотреть на мозг с основания, не превышает в мозге взрослого человека площади ногтя большого пальца руки), он имеет в своем составе около четырех десятков ядер.

В составе гипоталамуса находятся нейроны, вырабатывающие гормоны или специальные вещества, которые в дальнейшем, действуя на клетки соответствующих эндокринных желез, приводят к выделению или прекращению выделения гормонов (так называемые рилизинг-факторы от англ. release – выделять).

Все эти вещества вырабатываются в нейронах гипоталамуса, затем транспортируются по их аксонам в гипофиз. Ядра гипоталамуса связаны с гипофизом гипоталамо-гипофизарным трактом, который состоит примерно из 200 000 волокон. Свойство нейронов вырабатывать специальные белковые секреты и затем их транспортировать для выброса в кровяное русло называется нейрокринией.

В дополнение к тем нейронам, аксоны которых проецируются в гипофиз или в портальную систему гипофиза, другие нейроны этого же ядра отдают аксоны в многие участки головного мозга.

Таким образом, один и тот же гипоталамический нейропептид может выполнять роль нейрогормона и медиатора или модулятора синаптической передачи.

Эндокринная система координирует функции различных органов посредством гормонов, являющихся химическими веществами, которые выделяются в кровоток из специализированных клеток, находящихся внутри эндокринных желез (внутренней секреции). Находясь в крови, гормоны влияют на функцию тканей-мишеней, которые могут быть либо другой эндокринной железой, либо рецептором. Некоторые гормоны действуют на клетки того же органа, который является их источником (паракринный эффект), а иногда даже на сами продуцирующие их клетки (аутокринный эффект).

Гормоны могут быть:

Гормоны избирательно связываются с рецепторами, располагающимися внутри или на поверхности клеток-мишеней. Рецепторы, находящиеся внутри клетки, взаимодействуют с гормонами, регулирующими функции гена (например, кортикостероидами, витамином D, гормоном щитовидной железы). Рецепторы на поверхности клеток связываются с гормонами, которые регулируют функцию энзимов или влияют на ионные каналы (например, гормон роста, тиреотропин-рилизинг гормон).