Строение и функции промежуточного мозга (таламус, эпиталамус, метаталамус и гипоталамус)

Гипоталамус — это не больших размеров область, находящаяся в промежуточном мозге человека, состоящая из множества групп клеток, регулирующих гомеостаз организма и нейроэндокринную функцию мозга и включающая более 30 ядер. Гипоталамус входит в гипоталамо-гипофизарную систему, куда также входит и гипофиз. Располагается гипоталамус немного ниже таламуса и чуть выше ствола мозга.

Гипоталамус имеет связь через нервные пути почти со всеми отделами центральной нервной системы. В данную связь входят гиппокамп, кора мозга, мозжечок, миндалина, спинной мозг и ствол мозга. Гипоталамус формирует вентральную часть промежуточного мозга.

Гипоталамус связывает нервную систему с эндокринной системой через гипофиз.

Гипоталамус отвечает за многие виды деятельности вегетативной нервной системы, в частности за процессы обмена веществ. Также в гипоталамусе происходит синтезирование и выделение определенных нейрогормонов, которые действуют на гипофиз, стимулируя или притормаживая его секрецию. Под действием гипоталамуса происходит контроль температуры тела, а также чувства голода, жажды, усталости, регулирование сна.

Строение и ядра гипоталамуса

Что это за орган

Отдел промежуточного мозга влияет на стабильность внутренней среды, обеспечивает взаимодействие и оптимальное сочетание отдельных систем с целостной работой организма. Важная структура вырабатывает комплекс гормонов трех подклассов.

Нейросекреторные и нервно-проводниковые клетки основа важного элемента промежуточного мозга. Органические патологии в сочетании с поражением функций нарушают периодичность многих процессов в организме.

Гипоталамус имеет разветвленные связи с другими структурами мозга, непрерывно взаимодействует с корой мозга и подкоркой, что обеспечивает оптимальное психоэмоциональное состояние. Декортикация провоцирует развитие синдрома мнимой ярости.

Инфицирование, опухолевый процесс, врожденные аномалии, травмы важного отдела мозга негативно влияют на нервно-гуморальную регуляцию, мешают передаче импульсов из сердца, легких, органов пищеварения, других элементов организма. Разрушение различных долей гипоталамуса нарушает сон, обменные процессы, провоцируют развитие эпилепсии, несахарного диабета, ожирение, снижение температуры, эмоциональные расстройства.

Не все знают, где находится гипоталамус. Элемент промежуточного мозга расположен под гипоталамической бороздой, ниже таламуса. Клеточные группы структуры плавно переходят в прозрачную перегородку. Строение небольшого органа сложное, он сформирован из 32 пар ядер гипоталамуса, состоящих из нервных клеток.

Гипоталамус состоит из трех областей, между ними нет четкой границы. Веточки артериального круга обеспечивают полноценное поступление крови к важному отделу мозга. Специфическая особенность сосудов этого элемента возможность проникновения через стенки молекул белков, даже крупного размера.

Анатомическое расположение гипоталамуса

Гипоталамус расположен в промежуточном мозге выше гипофиза и ниже третьего желудочка.

Афферентные пути подходят к ядрам гипоталамуса, большинство из которых расположены в переднем гипоталамусе, они идут из ствола головного мозга, таламуса, базальных ганглиев, коры головного мозга и обонятельных областей.

Одним из главных эфферентных путей гипоталамуса является гипоталамо-нейрогипофизарный, который соединяет паражелудочковые и супраоптические ядра гипоталамуса с нервными окончаниями в срединном возвышении. Пара-желудочковое ядро вырабатывает окситоцин, а супраоптическое ядро вырабатывает в основном антидиуретический гормон (АДГ) и часть окситоцина непосредственно в кровоток. Гипофиз состоит из аденогипофиза, также известного как передний гипофиз, и нейрогипофиза, также известного как задний гипофиз.

За что отвечает

Функции гипоталамуса в организме:

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

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

Общие сведения

Промежуточный мозг – нижняя, наиболее массивная и несущая огромную функциональную нагрузку часть мозгового ствола. С боковых сторон он ограничен полушариями (и ими же покрыт с боков и сверху, как шапкой), спереди – зрительным перекрестом, с верхней стороны ствола – мозолистым телом.
Наиболее важную нагрузку несут ядерные образования: таламус (зрительный бугор), гипоталамус (околобугровое пространство), эпиталамус и метаталамус.

Гипоталамус и гипофиз образуют гипоталамо-гипофизарную систему.

Причины проблем

Поражение структурных элементов гипоталамуса следствие влияния нескольких факторов:

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

Заболевания

Негативные процессы протекают на фоне непосредственных нарушений функций важной структуры. Опухолевый процесс в большинстве случаев имеет доброкачественный характер, но под влиянием негативных факторов нередко происходит малигнизация клеток.

Обратите внимание! Лечение поражений гипоталамуса требует комплексного подхода, терапия связана со многими рисками и сложностями.

При выявлении онкопатологий нейрохирург удаляет новообразование, далее пациент проходит сеансы химио- и лучевой терапии. Для стабилизации работы проблемного отдела назначают комплекс лекарственных средств.

Основные виды опухоли гипоталамуса:

• тератомы,
• менингиомы,
• краниофарингиомы,
• глиомы,
• аденомы (прорастают из гипофиза),
• пинеаломы.

Симптомы

Нарушение функционирования гипоталамуса провоцирует комплекс отрицательных признаков:

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

Состояния, развивающиеся при повреждении гипоталамуса

 Гипоталамус — это часть промежуточного мозга, которому принадлежит ведущая роль в регуляции множества функций организма, и прежде всего постоянства внутренней среды (гомеостаза); является высшим вегетативным центром, осуществляющим сложную интеграцию функций различных внутренних систем и их приспособление к целостной деятельности организма.

Гипоталамус включает в себя около 50 пар ядер, имеющих очень мощное кровоснабжение. Капилляры в этой части мозга высокопроницаемы для крупномолекулярных белковых соединений (нуклеопротеиды), это говорит о высокой чувствительностиданного отдела к нейровирусным инфекциям, токсинам, а также гуморальным изменениям [1].

В гипоталамусе располагается множество центров, отвечающие за те или иные функции:

1. Терморегуляция;
2. Центр голода и насыщения;
3. Поддержание водно-электролитного баланса;
4. Регуляция полового созревания;
5. Регуляция полового поведения (центр удовольствия);
6. Цикл сон—бодрствование;
7. Центр страха и ярости.

Все это осуществляется за счет влияния гипоталамуса на эндокринную, соматическую и вегетативную нервную системы.

В гипоталамус стекается информация от многих структур, в том числе от высших центров мотивационной системы — коры головного мозга и ретикулярной формации. Также на активность гипоталамуса влияет концентрация глюкозы и инсулина в крови.

В гипоталамусе и гипофизе синтезируются энкефалины и эндорфины, способствующие снижению уровня стресса и оказывающие обезболивающий эффект.

Причины нарушения гипоталамических функций могут быть следующие:

1. Опухоли и травмы, затрагивающие область гипоталамуса;
2. Нейроинфекции и интоксикации;
3. Сосудистые нарушения (в том числе при остеохондрозе шейного отдела позвоночника);
4. Гормональные перестройки в связи с беременностью;
5. Психогенные нарушения;
6. Конституционный фактор [3].

Патологические состояния, возникшие в результате повреждения гипоталамуса, принято называть гипоталамическими синдромами:

Гипоталамическое ожирение.Гиперфагия (повышенное потребление пищи) и ожирение возникают вследствие многихзаболеванийгипоталамуса, таких как опухоли, травмы, лучевая терапия, то могут быть и генетические нарушения (синдром Прадера-Вилли), а также побочные эффекты препаратов, влияющих на нервную систему (психотропы) и мутации различны генов, вовлеченных в гипоталамические сигнальные пути насыщения. Кроме того, первичное ожирение может сопровождаться изменением различных генов, участвующих в регуляции гипоталамусом энергетического обмена и массы тела. Главнымиклиническими признаками гипоталамического ожирения являются гиперфагия с ярко выраженным нарушением пищевого поведения и гипоталамическая дисфункция различного характера (наиболее часто — гипогонадотропный гипогонадизм, а при структурном поражении гипоталамуса — сонливость, недостаточность гормона роста, вторичный гипокортицизм, центральный гипотиреоз и несахарный диабет) [2].

Кахексия или диэнцефальное истощение встречается наиболее редко при поражении гипоталамуса, чем ожирение. Обнаруживается она, в частности, при опухолях, образованных в области над турецким седлом; на поздних стадиях синдрома Паркинсона, а также как следствие летаргического энцефалита. Был описан также синдром гипоталамического истощения у детейдо двух лет. Данный синдром чаще всего вызван опухолями промежуточного мозга или зрительного нерва.

Нарушение полового развития и поведения. Повреждение гипоталамуса может привести к задержке развития или к инволюции половых желез. Сексуальный инфантилизм у детей и импотенция и аменорея у взрослых, как правило, сопровождаются ожирением. Потеря сексуального желания без структурных изменений половых желез может возникнуть при опухолях основания мозга и вследствие деструктивных изменений мозга разной этиологии.

Синдром нарушения сна и бодрствования чаще всего имеетприступообразный характер. К примеру, нарколепсия — приступы неудержимой сонливости пациента даже при ходьбе, еде и др. Сон непродолжителен. Как правило, он поверхностный, и пациенты просыпаются при малейшем воздействии извне. Заснуть могут при монотонной работе (особенно сидя), при приеме пищи, в тепле и тишине и др. Нарколепсия зачастую сочетается с катаплексией- пароксизмаьной потерей мышечного тонуса, приводящей пациента к обездвиженности на несколько секунд(иногда на 10–15 мин). Приступы катаплексии появляются у пациента в состоянии аффекта (смех, гнев и пр.).

Несахарный диабет. В данном случае мы имеем дело с центральным (гипоталамическим) несахарным диабетом, имеющим в своей основе дефицит антидиуретического гормона аргинин-вазопрессина, который вырабатывается в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах гипоталамуса. Основнымисимптомами несахарного диабета являются выраженная полиурия (выделение мочи более 2 л/м2 в сутки или 40 мл/кг в сутки у старших детей и взрослых), полидипсия (потребление воды порядка 3–18 л/сут) и связанные с ними нарушения сна.

Литература:

1. Вегетативные расстройства, возникающие при повреждении гипоталамуса // Медпортал. URL: https://med-books.info/patologicheskaya-fiziologiya_7.. (дата обращения: 30.08.2019).
2. Гипоталамический синдром: причины заболевания, основные симптомы, лечение и профилактика // МебОбоз. URL: https://www.obozrevatel.com/health/bolezni/gipotalami..(дата обращения: 30.08.2019).
3. Hochberg I., Hochberg Z. Расширение определения понятия гипоталамического ожирения // Ожирение и метаболизм. — 2011. — № 1. — С. 72–73.

Диагностика

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

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