Értékelés | Biopszichológia | Összehasonlító | Kognitív | Fejlődés | Nyelv | Egyéni különbségek | Személyiség | Filozófia | Szociális |
Módszerek | Statisztika | Klinikai | Oktatási | Oktatási | Ipari | Szakmai tételek | Világpszichológia |

Biológiai:Viselkedésgenetika – Evolúciós pszichológia – Neuroanatómia – Neurokémia – Neuroendokrinológia – Idegtudomány – Pszichoneuroimmunológia – Fiziológiai pszichológia – Pszichofarmakológia(Index, vázlat)

Agy: Hypothalamus
Az emberi hypothalamus elhelyezkedése
Dienchephalon
Latin	hypothalamus
Gray’s	subject #189 812
Part. of
Components
Arteria
Vein
BrainInfo/UW	hier-358
MeSH	A08.186.211.730.385.357

A hipotalamusz az agyalapi mirigy (hipofízis) révén összeköti az idegrendszert az endokrin rendszerrel. A hipotalamusz, (a görög ὑποθαλαμος = a talamusz alatt) a talamusz alatt, közvetlenül az agytörzs felett helyezkedik el. Ez a mirigy foglalja el a diencephalon ventrális régiójának nagy részét. Minden emlős agyában megtalálható. Az emberben nagyjából mandulaméretű.

A hipotalamusz szabályozza az autonóm idegrendszer bizonyos anyagcsere-folyamatait és egyéb tevékenységeit. Neurohormonokat szintetizál és választ ki, amelyeket gyakran hipotalamusz-felszabadító hormonoknak neveznek, és ezek viszont serkentik vagy gátolják az agyalapi mirigy hormonok kiválasztását.

A hipotalamusz szabályozza a testhőmérsékletet, az éhséget, a szomjúságot, a fáradtságot, a haragot és a cirkadián ciklusokat.

Bemenetek

A hipotalamusz nagyon összetett régió az ember agyában, és még a hipotalamuszon belüli kis magok is számos különböző funkcióban vesznek részt. A paraventrikuláris mag például oxitocin és vazopresszin (más néven antidiuretikus hormon) neuronokat tartalmaz, amelyek a hátsó agyalapi mirigyre vetülnek, de olyan neuronokat is tartalmaz, amelyek az ACTH és TSH kiválasztását (amelyek az elülső agyalapi mirigyre vetülnek), a gyomorreflexeket, az anyai viselkedést, a vérnyomást, a táplálkozást, az immunválaszt és a hőmérsékletet szabályozzák.

A hipotalamusz számos hormonális és viselkedési cirkadián ritmust, a neuroendokrin kimenetek összetett mintáit, összetett homeosztatikus mechanizmusokat és számos fontos viselkedést koordinál. A hipotalamusznak ezért sok különböző jelre kell reagálnia, amelyek egy része külsőleg, másik része pedig belsőleg keletkezik. Így gazdag kapcsolatban áll a központi idegrendszer számos részével, beleértve az agytörzsi retikuláris formációt és a vegetatív zónákat, a limbikus előagyat (különösen az amygdala, a septum, a Broca-féle diagonális sáv és a szaglógumók, valamint az agykéreg).

A hipotalamusz reagál:

• A fényre: Nappali hosszúság és fotoperiódus a cirkadián és szezonális ritmusok szabályozására
• Olfaktoriális ingerek, beleértve a feromonokat
• Szteroidok, beleértve a gonádi szteroidokat és a kortikoszteroidokat
• Neurálisan továbbított információk, amelyek különösen a szívből, a gyomorból származnak, és a reproduktív traktusból
• Autonóm bemenetek
• Vérből származó ingerek, beleértve a leptint, ghrelint, angiotenzint, inzulint, hipofízis hormonokat, citokineket, a plazma glükóz és ozmolaritás koncentrációját stb
• Stressz
• Mikroorganizmusok behatolása a testhőmérséklet emelkedésével, a szervezet termosztátjának felfelé történő visszaállításával.

Szaglóingerek

A szaglóingerek számos fajnál fontosak a szaporodás és a neuroendokrin működés szempontjából. Ha például egy vemhes egér a közösülés utáni kritikus időszakban egy “idegen” hím vizeletének van kitéve, akkor a vemhesség meghiúsul (Bruce-effektus). Így a közösülés során a nőstény egér pontos “szagmemóriát” alakít ki partneréről, amely több napig fennmarad.A feromonális jelzések számos fajban segítik az ivarzás szinkronizálását; a nőknél a szinkronizált menstruáció is a feromonális jelzésekből eredhet, bár egyesek kétségbe vonják a feromonok szerepét az embernél.

Vérrel terjedő ingerek

A peptidhormonok fontos hatással vannak a hipotalamuszra, és ehhez ki kell kerülniük a vér-agy gátat. A hipotalamuszt részben olyan specializált agyi régiók határolják, amelyekből hiányzik a hatékony vér-agy gát; a kapilláris endothel ezeken a helyeken fenesztrált, hogy még a nagy fehérjék és más molekulák szabad átjutását is lehetővé tegye. E helyek közül néhány a neuroszekréció helye – a neurohypophysis és a median eminence. Mások azonban olyan helyek, ahol az agy mintát vesz a vér összetételéből. E helyek közül kettő, a subfornikus szerv és az OVLT (organum vasculosum of the lamina terminalis) úgynevezett circumventricularis szervek, ahol a neuronok mind a vérrel, mind a liquorral szoros kapcsolatban vannak. Ezek a struktúrák sűrűn vaszkularizáltak, és ozmoreceptív és nátrium-receptív neuronokat tartalmaznak, amelyek az ivást, a vazopresszin felszabadulást, a nátriumkiválasztást és a nátrium étvágyat szabályozzák. Tartalmaznak továbbá angiotenzin, pitvari natriuretikus faktor, endotelin és relaxin receptorokkal rendelkező neuronokat, amelyek mindegyike fontos a folyadék- és elektrolitegyensúly szabályozásában. Az OVLT és az SFO neuronjai a szupraoptikus magba és a paraventrikuláris magba, valamint a preoptikus hipotalamikus területekre is kivetülnek. A circumventricularis szervek a paraventricularis neuronokra gyakorolt hatásokon keresztül az interleukinok láz- és ACTH-szekréciót is kiválthatnak.

Nem világos, hogy a hipotalamusz aktivitását befolyásoló összes peptid hogyan jut el a szükséges hozzáféréshez. A prolaktin és a leptin esetében bizonyított az aktív felvétel a plexus chorioideuson a vérből a liquorba. Egyes hipofízis-hormonok negatív visszacsatolással befolyásolják a hipotalamusz szekrécióját; például a növekedési hormon visszahat a hipotalamuszra, de nem világos, hogyan jut be az agyba. Bizonyított a prolaktin és a TSH központi hatása is.

Szteroidok

A hipotalamusz tartalmaz olyan neuronokat, amelyek érzékenyek a gonádi szteroidokra és a glükokortikoidokra – (a mellékvese szteroid hormonjai, amelyek az ACTH hatására szabadulnak fel). Speciális glükózérzékeny neuronokat is tartalmaz (az íves magban és a ventromedialis hipotalamuszban), amelyek fontosak az étvágy szempontjából. A preoptikus terület hőérzékeny neuronokat tartalmaz; ezek fontosak a TRH kiválasztásában.

Idegi bemenetek

A hipotalamusz számos bemenetet kap az agytörzsből; nevezetesen a magányos traktus magjából, a locus coeruleusból és a ventrolaterális medullából. A szopásra vagy vaginocervikális stimulációra adott oxitocinszekréciót e pályák némelyike közvetíti; a vazopresszin-szekréciót a carotis sinusban és az aortaívben lévő kemoreceptorokból, valamint az alacsony nyomású pitvari térfogatreceptorokból származó kardiovaszkuláris ingerekre adott válaszként mások közvetítik. Patkányban a hüvely ingerlése prolaktinszekréciót is okoz, és ez terméketlen párzást követően álvemhességet eredményez. A nyúlban a közösülés reflexes ovulációt vált ki. A juhoknál a méhnyak stimulálása magas ösztrogénszint jelenlétében anyai viselkedést válthat ki a szűz anyajuhban. Ezeket a hatásokat mind a hipotalamusz közvetíti, és az információt főként az agytörzsben továbbító gerincvelői pályák közvetítik. A mellbimbók ingerlése serkenti az oxitocin és a prolaktin felszabadulását, és elnyomja az LH és az FSH felszabadulását.

A szív- és érrendszeri ingereket a vagus ideg közvetíti, de a vagus számos zsigeri információt is közvetít, beleértve például a gyomor felfúvódásából eredő jeleket a táplálkozás elnyomására. Ezek az információk is az agytörzsben lévő reléken keresztül jutnak el a hipotalamuszhoz.

Magok

A hipotalamusz magjai a következők:

.

.

.

Régió	Terület	mag	mag	Funkció
Anterior	Medial	Medialis preopticus nucleus	vizelettartó hólyagösszehúzódás csökkent szívfrekvencia csökkent vérnyomás
		szupraopticus nucleus (SO)	vazopresszin felszabadulás
		Paraventricularis nucleus (PV)	oxitocin felszabadulás vazopresszin felszabadulás
		elülső hipotalamikus mag (AH)	termoreguláció hörgés izzadás tirotropin gátlás
		Suprachiasmatikus mag (SC)	vazopresszin felszabadulás Cirkadián ritmus
	Laterális	Laterális preopticus mag
		Laterális mag (LT)	Szomjúság és éhség
		A szupraoptikus mag (SO)	vazopresszin része. felszabadulás
Tuberalis	Medialis	Dorsomedialis hipotalamikus mag (DM)	GI stimuláció
		Ventromedialis mag (VM)	szaturáció neurendokrin kontroll .
		Arcuatus nucleus (AR) neurendokrin kontroll
	Laterális	Laterális mag (LT)	szomjúság és éhség
		Laterális tuberális magok
Posterior	Medial	Mammilláris magok (a mammilláris testek része) (MB)	táplálkozás reflexek
		Hátsó mag (PN)	Vérnyomásfokozás pupillárisan tágulás remegés
	Laterális	laterális mag (LT)

Lásd még: Ventrolaterális preopticus mag

Kimenetek

A hipotalamusz kimenetei két kategóriába sorolhatók: neurális projekciók, és endokrin hormonok.

Neurális projekciók

A hipotalamusz legtöbb rostrendszere kétfelé fut (kétirányú).

• A hipotalamusz caudalis területeire irányuló projekciók a medialis előagyi kötegen, a mammillotegmentális traktuson és a dorsalis longitudinális fasciculuson keresztül mennek.
• A hipotalamusz rostrális területeire irányuló projekciókat a mammillothalamus traktus, a fornix és a terminális stria szállítja.

Endokrin hormonok

A hipotalamusz befolyásolja az endokrin rendszert és szabályozza az érzelmi viselkedést, például a haragot és a szexuális aktivitást. A hipotalamusz által termelt hormonok többsége a hipofízis portálrendszerén keresztül jut el az agyalapi mirigyhez. A hipotalamusz fenntartja a homeosztázist ez magában foglalja a vérnyomás, a szívfrekvencia és a hőmérséklet szabályozását.

Az elsődleges hipotalamikus hormonok a következők:

.

.gátló hormon, Szomatotropin felszabadulást gátló faktor

Név	Más nevek	Rövidítések	Helyszín	Funkció
Kortikotropin felszabadító hormon	Kortikotropin felszabadító faktor, kortikoliberin	CRH, CRF	parvocelluláris neuroendokrin neuronok a nucleus paraventricularisban	a vazopresszinnel, stimulálja az elülső agyalapi mirigyet, hogy ACTH-t szekretáljon
Dopamin	Prolaktin-gátló hormon	DA, PIH	neuroendokrin neuronok a nucleus arcuatusban	gátolja a prolaktin szekrécióját az elülső agyalapi mirigyből
Gonadotropin felszabadító hormon	Luteinizáló hormon felszabadító hormon	GnRH, LHRH	neuroendokrin neuronok a medialis preopticus és az arcuatus magokban	stimulálja az elülső agyalapi mirigyet, hogy LH-t és FSH-t szekretáljon
Növekedési hormont felszabadító hormon	Növekedési hormont felszabadító faktor, szomatokrinin	GHRH, GHRF, GRF	arcuate nucleus neuroendokrin neuronok	stimulálja az elülső agyalapi mirigyet a növekedési hormon kiválasztására
Melatonin			suprachiasmatikus mag
Somatosztatin	Növekedési hormon	SS, GHIH, SRIF	neuroendokrin neuronok a periventrikuláris magban	gátolja a növekedési hormon szekrécióját az elülső agyalapi mirigyből
Thyrotropin-releasing hormon	Thyrotropin-releasing factor, Thyroliberin, Protirelin	TRH, TRF	parvocelluláris neuroendokrin neuronok a paraventricularis és anterior hypothalamus magokban	stimulálja az anterior hypophysis TSH szekrécióra

Szint: Hypocretin

A táplálékfelvétel szabályozása

A hypothalamus ventromedialis magjának szélső laterális része felelős a táplálékfelvétel szabályozásáért. Ennek a területnek az ingerlése fokozott táplálékfelvételt okoz. E terület kétoldali léziója a táplálékfelvétel teljes megszűnését okozza. A mag mediális részei irányító hatást gyakorolnak a laterális részre. A ventromedialis mag mediális részének kétoldali sérülése az állatban hyperphagiát és elhízást okoz. A ventromedialis mag laterális részének további léziója ugyanabban az állatban a táplálékfelvétel teljes megszűnését eredményezi.

Ezzel a szabályozással kapcsolatban különböző hipotézisek léteznek:

1. Liposztatikus hipotézis – ez a hipotézis szerint a zsírszövet a zsír mennyiségével arányos humorális jelet termel, amely a hypothalamusra hatva csökkenti a táplálékfelvételt és növeli az energiatermelést. Kimutatták, hogy a leptin nevű hormon hat a hipotalamuszra, hogy csökkentse a táplálékfelvételt és növelje az energiakibocsátást.
2. Gutpeptid hipotézis – a gyomor-bélrendszeri hormonok, mint a Grp, a glükagonok, a CCK és mások állítólag gátolják a táplálékfelvételt. A gyomor-bél traktusba kerülő táplálék kiváltja ezeknek a hormonoknak a felszabadulását, amelyek az agyra hatva teltségérzetet okoznak. Az agyban CCK-A és CCK-B receptorok is találhatók.
3. Glükosztatikus hipotézis – a ventromedialis magokban lévő jóllakottsági központ aktivitását valószínűleg a neuronok glükózfelhasználása irányítja. Feltételezték, hogy amikor a glükózhasznosításuk alacsony, és következésképpen amikor az arteriovenózus vércukorszint-különbség rajtuk keresztül alacsony, az aktivitás a neuronokon keresztül csökken. Ilyen körülmények között a táplálkozási központ aktivitása fékezhetetlen, és az egyén éhesnek érzi magát. A táplálékfelvétel gyorsan fokozódik a 2-deoxiglükóz intraventrikuláris beadásával, ezért csökken a sejtek glükózhasznosítása.
4. Thermosztatikus hipotézis – e hipotézis szerint a testhőmérséklet adott határérték alatti csökkenése serkenti az étvágyat, míg a határérték feletti emelkedés gátolja az étvágyat.

Szexuális dimorfizmus

Sok hipotalamikus mag nemileg dimorf, azaz mind szerkezetében, mind funkciójában egyértelmű különbségek vannak a hímek és nőstények között.

Egyes különbségek már a durva neuroanatómiában is megmutatkoznak: a legjelentősebb a preoptikus területen belül található nemileg dimorf mag, amely csak a hímekben van jelen. A különbségek többsége azonban a neuronok egyes csoportjainak összekapcsolhatóságában és kémiai érzékenységében bekövetkező finom változások.

E változások fontosságát a hímek és nőstények közötti funkcionális különbségekből ismerhetjük fel. Például a növekedési hormon szekréciójának mintázata nemileg dimorf, és ez az egyik oka annak, hogy sok fajban a kifejlett hímek sokkal nagyobbak, mint a nőstények.

A petefészek-szteroidokra adott válaszok

A másik feltűnő funkcionális dimorfizmus a felnőttek petefészek-szteroidokra adott viselkedési válaszaiban van. A hímek és a nőstények eltérően reagálnak a petefészek-szteroidokra, részben azért, mert a hipotalamusz ösztrogénérzékeny neuronjainak expressziója szexuálisan dimorf, azaz az ösztrogénreceptorok különböző neuroncsoportokban fejeződnek ki.

Az ösztrogén és a progeszteron befolyásolhatja a génexpressziót egyes neuronokban, vagy változásokat idézhet elő a sejtmembrán-potenciálban és a kinázok aktivációjában, ami változatos nem genomikus sejtfunkciókat eredményez. Az ösztrogén és a progeszteron kötődik a hozzájuk tartozó nukleáris hormonreceptorokhoz, amelyek transzlokálódnak a sejtmagba, és kölcsönhatásba lépnek a DNS hormonválaszelemek (HRE) néven ismert régióival, vagy egy másik transzkripciós faktor kötőhelyéhez kötődnek. Az ösztrogénreceptor (ER) bizonyítottan transzaktivál más transzkripciós faktorokat ilyen módon, annak ellenére, hogy a gén proximális promóter régiójában nincs ösztrogénválasz-elem (ERE). Az ER-ek és a progeszteronreceptorok (PR-ek) általában génaktivátorok, a hormonexpozíciót követően megnövekedett mRNS-sel és az azt követő fehérjeszintézissel.

A férfi és női agyak különböznek az ösztrogénreceptorok eloszlásában, és ez a különbség az újszülöttkori szteroidexpozíció visszafordíthatatlan következménye. Az ösztrogénreceptorok (és a progeszteronreceptorok) főként az elülső és mediális hipotalamusz neuronjaiban találhatók, nevezetesen:

• a preoptikus területen (ahol az LHRH neuronok találhatók)
• a periventrikuláris magban (ahol a szomatosztatin neuronok találhatók)
• a ventromedialis hipotalamuszban (amely fontos a szexuális viselkedésben).

Gonádi szteroidok a patkányok újszülöttkori életében

Az újszülöttkori életben a gonádi szteroidok befolyásolják a neuroendokrin hipotalamusz fejlődését. Meghatározzák például a nőstények azon képességét, hogy normális szaporodási ciklust mutassanak, valamint a hímek és nőstények megfelelő szaporodási viselkedését a felnőtt életben.

• Ha egy nőstény patkánynak a posztnatális élet első napjaiban (a szex-szteroidok hatásának “kritikus időszakában”) egyszer tesztoszteron injekciót adunk, a hipotalamusz visszafordíthatatlanul maszkulinizálódik; a felnőtt patkány nem lesz képes az ösztrogénre válaszul LH-emelkedést generálni (ami a nőstények jellemzője), de képes lesz hímnemű szexuális viselkedést mutatni (szexuálisan fogékony nőstényt megmászni).
• Ezzel szemben a közvetlenül a születés után kasztrált hím patkány feminizálódik, és a felnőtt egyed az ösztrogénre válaszul nőstény szexuális viselkedést mutat (szexuális receptivitás, lordózis}.

Androgének főemlősöknél

A főemlősöknél az androgének fejlődési hatása kevésbé egyértelmű, és a következmények kevésbé teljesek. A lányok “tomboyizmusa” tükrözheti az androgének magzati agyra gyakorolt hatását, de sokak szerint az első 2-3 évben a nevelés neme a legfontosabb meghatározója a nemi identitásnak, mert ebben a fázisban vagy az ösztrogén, vagy a tesztoszteron tartósan hat a női vagy a férfi agyra, befolyásolva mind a heteroszexualitást, mind a homoszexualitást.

A paradoxon az, hogy a tesztoszteron maszkulinizáló hatását az ösztrogén közvetíti. Az agyban a tesztoszteron aromatizálódik (ösztradiollá), amely a fejlődési hatások fő aktív hormonja. Az emberi herék nagy mennyiségű tesztoszteront választanak ki körülbelül a magzati élet 8. hetétől a születés utáni 5-6 hónapig (a tesztoszteron hasonló perinatális hullámzása számos fajnál megfigyelhető), ez a folyamat látszik a férfi fenotípus hátterében állni. Az anyai keringésből származó ösztrogén viszonylag hatástalan, részben a vemhességben keringő szteroidkötő fehérjék magas szintje miatt.

A hipotalamusz fejlődését befolyásoló egyéb hatások

A hipotalamusz fejlődését nem csak a nemi szteroidok befolyásolják; különösen a korai életkorban a pubertás előtti stressz határozza meg a felnőtt hipotalamusz akut stresszorra adott válaszadási képességét. A gonádi szteroid receptorokkal ellentétben a glükokortikoid receptorok nagyon elterjedtek az agyban; a paraventricularis magban a CRF szintézis és szekréció negatív visszacsatolásos szabályozását közvetítik, máshol azonban szerepük nem jól ismert.

Az öregedés hatása a hypothalamusra

Nőstény egereken végzett vizsgálatok kimutatták, hogy mind a szupraoptikus mag (SON), mind a paraventricularis mag (PVN) normális öregedéssel elveszíti az IGF-1R immunreaktív sejtek körülbelül egyharmadát. Emellett az öreg, kalóriaszegény (CR) egerek nagyobb számban veszítették el az IGF-1R nem immunreaktív sejteket, miközben az IGF-1R immunreaktív sejtek száma hasonló maradt az öreg-Al egerekhez képest. Következésképpen az öreg-CR egerek az IGF-1R immunreaktív sejtek magasabb százalékát mutatják, ami az IGF-1 iránti fokozott hipotalamikus érzékenységet tükrözi a normálisan öregedő egerekhez képest.

Lásd még

• HPA tengely
• Hypothalamus hipofízis rendszer
• Hypothalamus hipofízis mellékvese rendszer
• Hypothalamus elváltozások
• Mediális előagyi köteg

.

• Neuroendokrinológia
• Preoptikus terület

További képek