Gå tilbake

Hypothalamus

Hypothalamus

 

Vi går nærmere i detalj på hva hypothalamus og hypofysen.

 

Kjerneinndeling:

 

I veggen av tredje ventrikkel har vi kjerner innleiret i en diffus masse av nevroner. Grensen mellom disse er ikke tydelige. Grenseoppsetting varier ofte fra bok til bok. Deler hypothalamus inn i to hovedområder: medial del og lateral hypotalamisk del. Den mediale delen deles inn i anteriore, tuberale og mamillare kjernegrupper. Blant alle kjernene, er det spesielt to fremre kjerner so utmerker seg: nucleus paraventricularis og nucleus supraopticus. Disse ligger hhv. inntil veggen av 3. ventrikkel og rett over chiasma opticum. I dette området finner vi også nucleus suprachiasmaticus.

 

Den midtre kjernegruppen består hovedsakelig av nucleus ventromedialis og nucleus arcuatus. Sistnevnte ligger på bunnen av 3. ventrikkel, under ventromedialkjernen.

 

Mellom alle kjernene er det korte assosiasjonsfibre (internevroner) som gjør det mulig å styre signalveier og skape samarbeid mellom kjernene.

 

Transmittere i hypothalamus: acetylkolin, dopamin, noradrenalin, serotonin, histamin og nevropeptider.

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2013-09-11 kl. 18.14.36.png

 

Hypothalamus’ oppgaver

 

En sentral oppgave for hypothalamus er å samordne autonome, endokrine og somatisk motoriske reaksjoner til målrettet atferd.

 

Afferenter

 

Hypothalamus får afferente fibre med sensorisk info om lukt og smak, nociseptorer (smerte), hudtemperatur (termoreseptorer), amygdala (emosjoner, frykt/fare).

 

Den får også info via lokale sanseorganer som varsler om endringer i blodtemp. (termoreseptorer) eller saltkons. (osmoreseptorer, væskebalanse). Dette viser hvorfor hypothalamus er svært viktig innenfor regulering av kroppens indre miljø (homøostase).

 

På bakgrunn av dette får den afferenter fra bl.a. olfaktorius cortex, amygdala, gyrus cinguli og retikulærsubstans.

 

Efferenter

 

Disse går i stor grad til de samme stedene som den mottar afferente fibre fra. En spesiell forbindelse er den som går til hypofysen, noe som gir den muligheten til å styre utslipp av hormoner. Hypothalamus påvirker også ANS: fremre del står for parasympatikus, bakre del står for sympatikus.

 

 

Hypothalamus, hypofysen og det endokrine system

 

Hypofysen regnes som bindeleddet mellom CNS og endokrine kjertler. Grunnen er at svært mange CNS-fibre sendes til hypothalamus som sendes videre og påvirker hypofysen, det overordnede endokrine organet. Hypofysens hovedansvar er hormonproduksjon, stoffer som påvirker de mange store prosessene i kroppen som metabolismen, vekst og seksualfunksjon. Dette betyr at en skade på hypothalamus kan i det lengre løp påvirke disse prosessene, fordi hypothalamus er viktig i styringen av hormonproduksjon fra hypofysen.

 

Hypofysen består av to deler, en forlapp (adenohypofyse) og en baklapp (nevrohypofysen). Rundt hypofysen har vi en bindevevskapsel som er en fortsettelse av dura mater. Forlappen har rikelig med blodforsyning fra vide kapillærer og er anlagt fra tarmrøret tidlig i fosterlivet. Baklappen er anlagt fra CNS og består av nervefibre med terminaler som kommer fra hypothalamus. Den spesielle gliacellen pituicytt finnes her.

 

Baklappen (det magnocellulære nevroendokrine system)

 

To viktige hormoner blir skilt ut her: vasopressin og oksytocin. Disse sendes fra hypothalamus gjennom umyeliniserte aksoner fra kjernene nucleus supraopticus og nucelus paraventricularis. Aksonene er umyeliniserte fordi transportveien er kort og det er ikke et hastekrav om disse hormonene. Nevronene som inneholder disse to hormonene utgjør det såkalte magnocellulære nevroendokrine system.

 

Vasopressin (produseres av nucleus supraopticus)

 

-        Hemmer væskeutskillelse gjennom nyrene ved å øke reopptaket til akvaporinene.

-        Regulerers av osmoreseptorer, som reagerer på forandringer i osmotisk trykk i blodet. Stort væsketap øker produksjon av vasopressin.

-        Utskillelse av vasopressin hemmes av etanol (alkohol), som viser at alkohol øker urinutskillelse.

-        Når blodtrykket er lavt vil hormonepeptidet angiotensin II dannes, nc. supraopticus slik at mer vasopressin blir dannet.

 

Navnet tilsier at de også fremkaller kontraksjon i glatt muskulatur. Fordi vasopressin er linket til osmose,. Hvis vi har et stort væsketap, stimuleres produksjon av disse for å få økt reopptak av vann i for eksempel nyre. Sagt på en annen måte: kroppen sparer på vannet. En hemmer av vasopressinutskillelse er etanol (alkohol), som viser at alkoholholdige drikker øker urinutskillelse.

 

Også hormonepeptidet angiotensin II påvirker dannelsen av vasopressin. Når blodtrykk er lavt, vil nyren stimuleres til å skille ut renin ut i blodet. Dette vil promotere dannelse av hormonpeptidet angiotensin II. Denne vil stimulere nevroner i det subfornikale organet som i neste omgang vil stimulere de hormonutskillende cellene i både nc. paraventricularis og nc. supraopticus. Da vil bl.a. annet vasopressin bli dannet.

 

Oksytocin (produseres av nucelus paraventricualris)

 

-        Frisettes når fosteret trykker mot cervix (livmorhals). Oksytocin fremkaller konsentrasjon i uterus (livmoren). Viktig under fødsel.

-        Østrogen vil øke antall oksytocinreseptorer i livmorveggen.

-        Virker også på glatt muskulatur i melkekjertler og fremkaller melkeutskillelse fra brystene. Sensoriske signaler sendes fra brystvorten til nc. paraventricularis som responderer med å danne hormonet oksytocin. Dette kalles ”milk ejection reflex”.

-        Oksytosinutskillelse hemmes ved stress.

 

 

Forlappen (det parvocellulære nevroendokrine systemet)

 

Hormoner her påvirker metabolisme, vekst og seksualfunksjon. Til forskjell fra baklappen, er det ikke direkte nerveforbindelser til forlappen fra hyopthalamus.

-        Derfor har forlappen et eget system for transport av hormoner: det parvocellulære nevroendokrine systemet.

-        Tynne aksoner fra thalamus ender i øverste del av hypofysestilken, kalt eminentia mediana. De frakter peptidhormoner. Aksonene kommer i kontakt med sinusoider (vide kapillærer som ikke løser seg opp i kapillærenettet, men samler seg i større vener kalt hypofysære portårene).

-        Disse er fenestrerte (har små huller) og mangler blod-CSF-barriere. Herfra kan peptidhormonene komme inn i det første kapillærnettet og deretter nå epitelceller i forlappen via det andre kappilærnettet.

-        Frisettingshormoner som firsettes i eminetia media, er TRH og CRH.

 

Frisettingshormoner

 

Dette er navnet på peptidhormonene som frisettes fra eminentia mediana. Grunnen til dette er at de påvirker frisettingen av hormoner i epitelcellene i forlappen og hvert frisettingshormon virker som oftest på kun en forlappscelle og dermed dannelse av et spesifikt hormon. Peptidhormoner kan også inhibere syntese/utskillelse og det kan være flere peptider i et nevron. Noe spesifikk funksjon er derfor vanskelig å kartlegge. ACTh (frigjør stre)

Macintosh HD:Users:ErikMork:Desktop:Skjermbilde 2013-09-12 kl. 17.30.14.png

 

 

Temperaturregulering

 

Temperaturreguleringen går i hovedsak ut på holde kroppens kjernetemperatur konstant. For å kunne klare dette, trenger hypothalamus info om blodets temperatur. For å kunne ”lese av” temperatur, bruker anteriore og posteriore del av hypothalamus hver sine reseptorer.

 

Anterior del:

 

-        Aktiveres for å øke varmetapet når omgivelser har høyere temp. enn kroppstemp (37 grader).

-        Effektorsystem: svetting og vasodilatasjon (parasympatikus) (autonom), nedsatt skjelving (somatosensorisk) og nedsatt TRH-produksjon (endokrin).

-        Vår atferdsrespons: Vi tar av oss klær og søker skygge

-        Anterior del bruker temperatursensitive nevroner som avleser blodtemp.

 

Bakre del:

 

-        Aktiveres for å få nedsatt varmetapet når omgivelsene har lavere temp. enn kroppstemp.

-        Effektorsystem: vasokonstriksjon (årekonstriksjon) (autonom), økt skjelving (somatomotorisk) og økt TRH-produksjon (endokrin).

-        Vår atferdsrespons: Vi tar på oss klær og søker varmekilder.

-        Posterior del bruker kuldereseptorer som ender i huden

 

Ved feber så økes setpunktet. Cytokiner øker produksjon av prostagladin som stimulerer kuldesensitive hormoner og hemmer varmesensitive hormoner.

 

 

Våkenhet

 

To nevrongrupper i bakre/laterale hypothalamus er viktig for våkenhet:

 

Nucleus tuberomamillaris

 

-        Kjerner med histamnierge nevroner

-        Stimulerer cortex, rafekjerner (serotonin) og locus coeruleus (noradrenalin) som alle er viktige for våkenhet.

-        GABAerge nevroner i den preoptiske area vil hemme de histaminerge nevronene noe som er viktig for å utløse søvn.

 

Nucleus suprachiasmaticus

 

-        Kjerner som sender aksoner til nevroner som frisetter hypokretiner. Disse påvirker nc. tuberomamillaris til å frisette mer histamin og dermed indusere våkenhet.

-        Det går også fibre fra corpus geniculatum laterale i thalamus (som mottar fibre fra retina) til nc. suprachiasmaticus.

-        Fra epifysen eller corpus pineale skilles det ut melatonin om natten/ved mørke. Dette hemmer aktiviteten til nc. suprachiasmaticus, og vil indusere søvn.

 

Acetylcholin (fra nc. pedunculopontius) er også nært bundet til innleding av søvn. Disse sender fibre til thalamus og påvirker kjerner i corpus geniculatum laterale og VPL. Viser som en grov regel at acetylkolin er aktive ved REM-ON-søvn, mens serotonin og noradrenalin er aktive ved REM-OFF (våkenhet).

 

Locus cerolius (NA)

Rafekjerner (serotonin)

Nc. Basalis

(Ach)

Våken

(Desynkron

EEG mønster)

NREM

(Synkron

EEG mønster)

REM

(Synkron

EEG mønster)

↓↓

↓↓

Viktigste strukturer for opprettholdelse av våkenhet er:

-         retikulærsubstans (reticular activating system, RAS)

-         kolinerg og monoamin aktivering

 

 

Deaktivering: 

-        sensorisk input gir RAS og monoaminerg aktivitet

Preoptisk område

-        median preoptic nucleus og ventral lateral preoptic area i hypothalamus

-        – hemmer monoamin- og cholinerge nevroner i hjernestammen.

Melatonin fra epifysen

 

EEG, elektroencephalogram

 

Ved våkenhet kan vi måle b-bølger, ved søvn kan vi måle langsommere bølger med større amplitude (delta-bølger).

 

Når vi går inn i dyp søvn, går vi gjennom 4 stadier av søvn, deretter tilbake til REM og så tilbake til de 4 stadiene (søvnsyklus). Disse 4 stadiene ansees for å være NREM (slow-wave sleeping) (non-REM), der stadie 4 er den dypeste formen for søvn (delta-bølger). I stadie 4 må sterkest stimulering til for å vekke.

 

Innefor søvn snakker vi ofte om REM-søvn (rapid eye movements), dvs. paradoksal søvn hvor det kan virke som vi er våkne. Her har vi a-bølger når vi måler med EEG og dette regnes som den letteste formen for søvn. I REM-søvn drømmer vi.

 

Matinntak

 

-        Om en person er sulten eller mett, ansees for å være en type atferd.

-        Ventral hypothalamus står for økt fremkalling av matinntak, altså gjør oss sultne (skade kan føre til anoreksi).

-        Medial hypothalamus står for nedsatt fremkalling av matinntak, altså gir metthetsfølelse (skade kan gi overspising (hyperfagi)).

-        Begge disse må være utsatt for en konstant hemming, ettersom vi som oftest er delvis sultne/mette.

 

Leptin – langtidsregulering av matinntak

 

-        Leptin som hormon blir produsert fra adipocytter (fettceller) og frisatt i blodbanen og ført opp til hypothalamus. Leptins funksjon er antakelig å informere om fettreservene er tilstrekkelige.

-        Leptin virker på n. arcuatus i hypothalamus, som påvirker to populasjoner av nevroner: N. lateralis og n. paraventricularis.

-        Ved lavt leptinnivå aktiveres NPY (nevropeptid Y) nevroner, som igjen aktiverer n. lateralis som stimluerer spiseatferd, og som samtidig hemmer n. paraventricularis og ventromedialis, hvilket hemmer faste atferd.

-        Høyt leptinnivå aktiverer POMC nevroner (anorektiske peptider), hvilket har motsatt effekt av NPY og dermed øker matinntaket.

-        Leptin og leptin reseptoren kodes av hhv. ob-genet og db-genet. I noen tilfeller kan fedme eller andre spiseforstyrrelser skyldes en gendefekt i disse.

Gå tilbake