Podwzgórze

Podwzgórze (łac. hypothalamus) to niewielka struktura mózgu położona w międzymózgowiu. Jest elementem części podkorowej mózgowia i układu komorowego. Bierze udział w modulacji wielu procesów fizjologicznych zachodzących w organizmie. Jego działanie pozostaje w ścisłym związku z czynnością przysadki mózgowej. Najważniejszą i zasadniczą funkcją podwzgórza jest zapewnienie wewnętrznej homeostazy organizmu. Odbywa się to przez regulację aktywności psychosomatycznej oraz modulowanie czynności gruczołów dokrewnych i układu autonomicznego. Komórki podwzgórza uwalniają neurohormony, które wpływają na funkcjonowanie ośrodkowego układu nerwowego (OUN) i na narządy wewnątrzwydzielnicze. Zaburzenia w obrębie podwzgórza prowadzą do dysfunkcji autonomicznych, endokrynnych i behawioralnych.

1. Historia odkrycia podwzgórza

Historia odkrycia podwzgórza sięga starożytności. Było ono jedną z pierwszych wyodrębnionych struktur anatomicznych mózgu. Jednak jego dokładne funkcje zostały opisane dopiero w XX wieku. W 1928 roku Ernest Scharrer, nazywany pionierem neuroendokrynologii, zaobserwował mikroskopowe specyficzne zmiany w jądrach podwzgórza, które wskazywały na aktywność wydzielniczą jego komórek. Zjawisko to nazwał neurosekrecją. [1,2]

W kolejnych latach Ernest Scharrer kontynuował badania wraz ze swoją żoną, Bertą Scharrer. Opisali oni proces neurosekrecji u zwierząt i ludzi. Kamieniem milowym w badaniach nad podwzgórzem było wykazanie, że neurosekrecja w jądrach nadwzrokowych i przykomorowych tej struktury mózgu wiąże się z syntezą wazopresyny i oksytocyny. Ich teorię potwierdziły przeprowadzone w 1949 roku eksperymenty niemieckiego histologa Wolfganga Bargmanna. [1,2]

W tym samym roku brytyjski fizjolog Geoffrey Harris udowodnił, że podwzgórze wpływa na czynność przedniego płata przysadki za pośrednictwem czynników humoralnych i że dzieje się to za sprawą połączeń naczyniowych. Połączenia te nazwał przysadkowym układem wrotnym. Zapoczątkował tym samym liczne badania nad wspomnianymi czynnikami hormonalnymi uwalnianymi z podwzgórza i nad określeniem ich struktury. [1,2]

2. Budowa podwzgórza

Podwzgórze leży w brzusznej części międzymózgowia, pomiędzy kresomózgowiem a brzuszną częścią śródmózgowia. Umiejscowione jest w sąsiedztwie bocznej i brzusznej ściany III komory mózgu. U człowieka waży 4-5 g i stanowi 1/300 masy całego mózgu. Zbudowane jest głównie z istoty szarej. Podwzgórze składa się z czterech części:

• przedniej, zwanej częścią gruczołową lub wzrokową
• tylnej, nazywanej częścią sutkowatą
• bocznej
• środkowej, zwanej częścią guzową [3,4,16]

Przednia część podwzgórza łączy się z polem wzrokowym w obrębie skrzyżowania nerwów wzrokowych. Unerwiona jest przez włókna przywspółczulne. Stymulacja tej okolicy podwzgórza prowadzi do zwolnienia czynności serca, skurczu pęcherza moczowego i wzmożenia perystaltyki jelit. [3,4,16]

Tylna część podwzgórza jest otoczona parzystymi półkolistymi wyniosłościami zwanymi ciałami suteczkowatymi. Brzusznie podwzgórze graniczy z przysadką mózgową, a grzbietowo – ze wzgórzem. Podwzgórze oddzielone jest od wzgórza bruzdą podwzgórzową. Obszary te unerwione są głównie przez włókna układu współczulnego. Ich stymulacja powoduje przyspieszenie czynności serca, wzrost ciśnienia tętniczego krwi i rozszerzenie źrenic. [3,4,16]

Neurony podwzgórza tworzą skupiska zwane jądrami. W części przedniej wyróżnia się:

• jądra nadskrzyżowaniowe
• jądra pola przedwzrokowego przyśrodkowego i brzuszno-bocznego
• jądra przykomorowe
• jądra nadwzrokowe
• płciowodwupostaciowe [3,4]

W części tylnej podwzgórza, a konkretnie w ciele suteczkowatym, znajduje się grupa tylna jąder podwzgórza, zwana także grupą jąder suteczkowych. Należą do nich:

• jądro suteczkowe przyśrodkowe
• jądro suteczkowe boczne
• jądro wtrącone ciała suteczkowatego
• jądro przedsuteczkowe
• jądra pola tylnego [3,4,16]

W części bocznej leżą jądra boczne. Natomiast w części środkowej wyróżnia się:

• jądro łukowate
• jądro grzbietowo-przyśrodkowe
• jądro brzuszno-przyśrodkowe
• jądro guzowo-suteczkowate [3,4]

Podwzgórze unaczynione jest przez naczynia koła tętniczego Willisa. Do naczyń tych należą: tętnica przednia mózgu, tętnica szyjna wewnętrzna, tętnica łącząca tylna oraz – w mniejszym stopniu – tętnica tylna mózgu. Najgęstsze łożysko kapilar znajduje się w obrębie jądra nadwzrokowego. Zmiany składu chemicznego krwii są bodźcem dla receptorów ośrodków podwzgórza, do których należą termoreceptory, glukoreceptory i hormonoreceptory. Ich aktywacja powoduje dostosowanie się organizmu do zmieniających się warunków otoczenia. [16,17]

3. Jądra podwzgórza

3.1. Jądra nadskrzyżowaniowe

Jądra nadskrzyżowaniowe podwzgórza (ang. suprachiasmatic nucleus, SCN) położone są nad skrzyżowaniem wzrokowym symetrycznie po obu stronach III komory mózgu. Przybierają postać parzyście rozłożonych skupisk neuronów w kształcie walców. [4]

Jądra nadskrzyżowaniowe synchronizują pracę całego organizmu. Ich główną funkcją jest kontrola zegara biologicznego, m.in. rytmu okołodobowego. Do głównych synchronizatorów rytmu okołodobowego należy światło. Jądro nadskrzyżowaniowe odbiera informację o porze dnia dzięki światłoczułym komórkom zwojowym na siatkówce oka. Informacja o bodźcu świetlnym przekazywana jest przez szlak siatkówkowo-podwzgórzowy (ang. retinohypothalamic tract, RHT). Impulsy z jądra nadskrzyżowaniowego, poprzez jądro przykomorowe, docierają do szyszynki. Pod ich wpływem po zmroku szyszynka produkuje melatoninę, natomiast nad ranem hamuje jej wydzielanie. Badania na szczurach wykazały, że całkowite uszkodzenie tego obszaru prowadzi do zaniku rytmu dobowego. Połączenia jąder nadskrzyżowaniowych z siatkówką oka oraz szyszynką umożliwiają synchronizację endogennych rytmów biologicznych. Należą do nich m.in. aktywność kory nadnerczy i przysadki mózgowej. [4-6]

Jądra nadskrzyżowaniowe odpowiadają również za funkcje innych obszarów podwzgórza. Biorą udział w termoregulacji, kontroli wydzielania wewnętrznego i powstawania zachowań związanych ze zdobywaniem pokarmu i wody. Ponadto tworzą połączenia ze strukturami układu limbicznego – hipokampem oraz ciałem migdałowatym. W efekcie uczestniczą w tworzeniu pamięci. [6]

Jądra nadskrzyżowaniowe są również stymulowane za pośrednictwem jądra szwu w obecności bodźców serotoninergicznych. W SCN występuje najwyższe stężenie serotoniny w mózgu. Wzrost poziomu tego neuroprzekaźnika prowadzi do aktywacji komórek jądra nadskrzyżowaniowego i zwiększenia pobudliwości układu nerwowego. [5]

3.2. Jądra pola przedwzrokowego przyśrodkowego i brzuszno-bocznego

Jądra pola przedwzrokowego przyśrodkowego (ang. median preoptic area, MnPO) i brzuszno-bocznego (ang. ventrolateral preoptic nucleus, VLPO) odpowiedzialne są za przejście organizmu w stan snu. Aktywność komórek MnPO i VLPO zależna jest od stężenia adenozyny w mózgu. Ta z kolei jest produktem rozpadu substancji wysokoenergetycznych. Poziom adenozyny wzrasta m.in. w trakcie dużej aktywności psychofizycznej. Adenozyna, pobudzając receptory A1, hamuje funkcje komórek histaminergicznych. Równocześnie dochodzi do wygaszania czynności jądra miejsca sinawego, jąder szwu, komórek nakrywki bocznej, jądra oreksynergicznego oraz neuronów jądra Meynerta. Nadmiar wytworzonej adenozyny powoduje aktywację neuronów MnPO i VLPO, a w efekcie odczucie zmęczenia i większą potrzebę snu. Sytuacja ta pojawia się zwłaszcza w sytuacjach silnego stresu czy fizycznego przeciążenia organizmu. [10]

Neurony MnPO i VLPO wykazują największą aktywność podczas faz snu NREM i REM. Jądro przyśrodkowe wykazuje największą aktywność tuż przed fazą NREM i zawiaduje jej inicjacją. Natomiast pobudzenie komórek jądra brzuszno-bocznego jest niezbędne do jej podtrzymywania. [10]

3.3. Jądra przykomorowe

Jądra przykomorowe podwzgórza (ang. paraventricular nuclei of the hypothalamus, PVN) położone są w pobliżu III komory mózgu. Są odpowiedzialne za pracę autonomicznego układu nerwowego (AUN) i nazywane autonomicznymi jądrami przedruchowymi. Stanowią najwyższe piętro osi podwzgórze-przysadka-nadnercza (ang. hypothalamic-pituitary-adrenal axis, HPA). Tworzą połączenia z układem limbicznym i innymi jądrami podwzgórza, m.in. jądrami zawierającymi komórki neuroendokrynne. Komórki neuroendokrynne wydzielają kortykoliberynę (ang. corticotropin-releasing hormone, CRH), tyreoliberynę (ang. thyrotropin-releasing hormone, TRH), oksytocynę, arginino-wazopresynę, nesfatynę-1 i feniksynę. [7,8]

Jedną z podstawowych funkcji jąder przykomorowych jest regulacja ilości przyjmowanego pokarmu. Aktywacja PVN prowadzi do spadku łaknienia. Jądra przykomorowe kontrolują także tempo wydzielania wazopresyny przez tylny płat przysadki mózgowej. Uszkodzenie tego obszaru powoduje wzrost ilości spożywanego pokarmu. Badania na szczurach wykazały, że po uszkodzeniu tylnego płata przysadki zjadały one dużo większe porcje niż szczury zdrowe. Traciły przy tym wrażliwość na fizjologiczne objawy sytości. Aktywność PVN jest hamowana przez neuropeptyd Y. [7,8]

Jądra przykomorowe biorą także udział w procesach czuciowych, pamięciowych i patofizjologii lęku. Część komórek jąder przykomorowych ma połączenia z jądrem pośrednio-bocznym rdzenia kręgowego (ang. intermediolateral nucleus) tworząc zakończenia synaptyczne na neuronach przedzwojowych układu współczulnego. Aktywność podwzgórzowych neuronów syntetyzujących kortykoliberynę prowadzi do pobudzenia miejsca sinawego. Z kolei neurony noradrenergiczne miejsca sinawego pobudzają komórki nerwowe PVN. W efekcie dochodzi do dodatniego sprzężenia zwrotnego, które wywołuje wzrost stężenia katecholamin. Prowadzi to do pobudzenia osi HPA i powstania początkowej fazy reakcji stresowej. Długotrwały stres powoduje upośledzenie mechanizmów regulujących pobudliwość obszarów PVN zawierających drobnokomórkowe neurony neurosekrecyjne. Dochodzi do zaburzenia równowagi pomiędzy neuroprzekaźnikami, zwłaszcza glutaminianem i GABA. W efekcie mogą pojawić się stany lękowe, zaburzenia psychiczne i psychosomatyczne. [8]

3.4. Jądra nadwzrokowe

Jądra nadwzrokowe (ang. supraoptic nucleus, SON) to parzyste struktury, których aksony dochodzą do tylnego płata przysadki mózgowej. Komórki SON unerwiane są przez neurony jąder pasma samotnego (ang. solitary tract nucleus) oraz neurony obszaru brzuszno-przyśrodkowego podwzgórza. Jądra nadwzrokowe są odpowiedzialne za syntezę wazopresyny i oksytocyny. Wazopresyna odgrywa ważną rolę w regulacji wydalania wody przez nerki i uczestniczy w podwzgórzowej kontroli ciśnienia tętniczego krwi. Pełni również istotną funkcję w aktywacji syntezy hormonu adrenokortykotropowego (ACTH) w sytuacji stresu. Natomiast oksytocyna jest odpowiedzialna za kurczliwość mięśniówki macicy oraz komórek przewodów mlecznych. Bierze także udział w regulacji zachowań seksualnych i kontroli reakcji stresowych. [11,12]

3.5. Jądro płciowodwupostaciowe

Jądro płciowodwupostaciowe (ang. genitourinary nucleus) reguluje wytwarzanie gonadotropin przez przysadkę. Odpowiada za zachowania seksualne. U mężczyzn jądro płciowodwupostaciowe jest większe niż u kobiet. [14]

3.6. Ciało suteczkowate

Ciało suteczkowate to parzysta struktura leżąca na granicy podwzgórza pomiędzy guzem popielatym z przodu i istotą dziurkowaną tylną z tyłu. Ciała suteczkowate mają kształt półkolistych wyniosłości. Rozdzielone są szczeliną. Ciała suteczkowate są ważnym elementem pośredniczącym w komunikacji podwzgórza ze wzgórzem. Włókna eferentne wysyłane są do wzgórza za pośrednictwem pęczka suteczkowo-wzgórzowego. Tworzą połączenia m.in. z jądrami przednimi wzgórza. Zaliczane są do układu limbicznego. [15]

3.7. Jądra suteczkowate

Do grupy jąder suteczkowych należą jądro suteczkowe przyśrodkowe i boczne, jądro wtrącone ciała suteczkowatego, jądro przedsuteczkowe oraz jądra pola tylnego. Ich znaczenie dla funkcjonowania organizmu nie jest dokładnie wyjaśnione. Prawdopodobnie wpływają one na czynność gonad. Uszkodzenie tej okolicy u zwierząt prowadzi do zahamowania popędu płciowego. [16]

Jądra suteczkowe przyśrodkowe i boczne otrzymują informacje z hipokampa, a przesyłają je do jądra przedniego wzgórza. Dysfunkcje neuronów w obu jądrach suteczkowych obserwuje się u ludzi z zespołem Korsakowa. Choroba ta charakteryzuje się upośledzeniem pamięci. Pozostałe jądra wchodzące w skład jąder suteczkowych prawdopodobnie odgrywają rolę w funkcjonowaniu poznawczym. [16]

3.8. Jądra boczne

Neurony jądra bocznego podwzgórza uwalniają hipokretyny i hormon koncentrujący melaninę. Ten ostatni reguluje ilość i długość faz snu REM. [19] Jądra boczne biorą także udział w kontroli ośrodka głodu i gospodarki wodnej. Ich stymulacja powoduje nadmierne pobieranie pokarmu i wody, natomiast uszkodzenie prowadzi do całkowitej utraty łaknienia i pragnienia. Obustronne zniszczenie jąder bocznych może być przyczyną śmierci. [17]

3.9. Jądro łukowate

Jądro łukowate podwzgórza (ang. arcuate nucleus of hypothalamus, ARC) jest głównym miejscem wydzielania neuropeptydu Y. Bierze również udział w regulacji syntezy i uwalniania tyreoliberyny (TRH). Komórki jądra łukowatego wysyłają bowiem projekcje do neuronów uwalniających TRH w jądrach przykomorowych. Tyreoliberyna pobudza przysadkę mózgową do wydzielania tyreotropiny (TSH). Zaburzenia funkcjonowania jądra łukowatego mogą prowadzić do dysfunkcji przysadki i tarczycy, a w konsekwencji do problemów metabolicznych. [20]

Jądro łukowate bierze udział w integracji sygnałów regulujących łaknienie. Odbiera z rdzenia przedłużonego informacje o zawartości żołądka i jelit. Jego komórki są też wrażliwe na stężenie glukozy we krwi. Neurony jądra łukowatego uczestniczą w przetwarzaniu impulsów w odpowiedzi na odczucie głodu i sytości. Efektem behawioralnym jest zaprzestanie dalszego jedzenia, gdy pojawia się sytość lub zapoczątkowanie pobierania pokarmu, gdy pojawia się głód. W obrębie jądra łukowatego znajdują się dwa antagonistyczne układy regulujące pobór pożywienia. Są to układ oreksygeniczny i układ anoreksygeniczny. [21]

Układ oreksygeniczny to grupa neuronów wydzielających substancje stymulujące łaknienie, w tym neuropeptydu Y i produktu genu AgRP (ang. agouti-related peptide, AgRP). Związki te inicjują przyjmowanie posiłków i zmniejszają wydatkowanie energii w warunkach głodu. Natomiast układ anoreksygeniczny to grupa neuronów wykazujących ekspresję substancji hamujących łaknienie. Należą do nich pochodna proopiomelanokortyny (ang. proopiomelanocortin, POMC), hormon α-melanotropowy (α-melanocyte-stimulating hormone, α-MSH) oraz peptyd CART (transkrypt regulowany kokainą i amfetaminą, ang. cocaineand amphetamine-regulated transcript). Hamują one przyjmowanie posiłków i zwiększają wydatkowanie energii w czasie jej nadmiaru. Powstały sygnał – oreksygenny lub anoreksygenny – jest przekazywany do innych części podwzgórza, m.in. jąder przykomorowych. Tam następuje jego integracja i dalsza modyfikacja. [21]

3.10. Jądro grzbietowo-przyśrodkowe

Jądro grzbietowo-przyśrodkowe (ang. dorsomedial nucleus, DMH) ma połączenia z układem limbicznym i korą przedczołową. Jego aksony GABA-ergiczne docierają do jądra brzuszno-bocznego pola przedwzrokowego, natomiast włókna glutaminianergiczne dochodzą do bocznej części podwzgórza. Komórki nerwowe DMH zawierają także tyreoliberynę. [10,22]

Jądro grzbietowo-przyśrodkowe bierze udział w kontroli łaknienia. Jest również zaangażowane w regulację homeostazy energetycznej i powstawanie endogennych rytmów biologicznych. Uszkodzenie neuronów DMH skutkuje wydłużeniem fazy snu, skróceniem aktywności motorycznej, zmniejszeniem stężenia krążących we krwi kortykosteroidów i obniżeniem średniej temperatury ciala. [10,22]

3.11. Jądro brzuszno-przyśrodkowe

Jądro brzuszno-przyśrodkowe podwzgórza (ang. ventromedial nucleus of hypothalamus, VMH) pełni rolę ośrodka sytości. Ściśle współpracuje z układem hormonalnym. W badaniach nad szczurami wykazano, że u samic jądro brzuszno-przyśrodkowe zawiera neurony wrażliwe na estradiol i odpowiada za endokrynną regulację funkcji rozrodczych. Estradiol wpływa też na powstawanie nowych synaps w układzie nerwowym. [9,18]

3.12. Jądro guzowo-suteczkowate

Neurony jądra guzowo-suteczkowatego są głównym źródłem mózgowej histaminy. Odgrywają ważną rolę w aktywacji stanu czuwania. Aksony neuronów jądra guzowo-suteczkowatego, łącząc się z aksonami komórek umiejscowionych w jądrach szwu, jądrze miejsca sinawego oraz substancji czarnej, tworzą brzuszną drogę siatkowatego układu aktywującego. Układ ten tworzy liczne połączenia z korą mózgu. Stłumienie ich aktywności powoduje zmęczenie i senność. [10]

4. Hormony podwzgórza

Podwzgórze odpowiada za syntezę hormonów podwzgórzowych. Są one wytwarzane w ciałach komórek nerwowych jąder podwzgórza i transportowane do zakończeń aksonów w podwzgórzu i w dolnej części lejka. Zarówno podwzgórze, jak i lejek sąsiadują z przysadką mózgową. [3]

Hormony podwzgórzowe dzieli się na trzy grupy. Do pierwszej należą te biorące udział w regulacji funkcji wydzielniczych przedniego płata przysadki. Są to:

• kortykoliberyna – hormon uwalniający kortykotropinę
• tyreoliberyna – hormon uwalniający tyreotropinę
• gonadoliberyna – hormon uwalniający gonadotropiny
• somatoliberyna – hormon uwalniający hormon wzrostu
• somatostatyna – hormon hamujący uwalnianie hormonu wzrostu
• prolaktoliberyna – hormon uwalniający prolaktynę
• prolaktostatyna – hormon hamujący uwalnianie prolaktyny [3]

Do drugiej grupy należą hormony biorące udział w regulacji funkcji wydzielniczych środkowego płata przysadki:

• melanoliberyna – hormon uwalniający melanotropinę
• melanostatyna – hormon hamujący uwalnianie melanotropiny [3]

Trzecia grupa zawiera hormony transportowane do tylnego płata przysadki, gdzie są magazynowane i uwalniane w razie potrzeb. Należą do nich:

• wazopresyna
• oksytocyna [3]

5. Neurotransmitery podwzgórza

Komórki nerwowe podwzgórza produkują neuropeptyd Y, leptynę i tlenek azotu. Neurony syntetyzują i uwalniają także kilka ważnych neuroprzekaźników. Są to:

• noradrenalina
• dopamina
• serotonina
• acetylocholina
• kwas glutaminowy
• kwas gamma-aminomasłowy (GABA) [3]

6. Funkcje podwzgórza

6.1. Wpływ na układ nerwowy

Silnie rozwinięty schemat połączeń podwzgórza z innymi obszarami OUN sprawia, że wpływa ono na aktywność ośrodków korowych, pnia mózgu i rdzenia kręgowego. Podwzgórze tworzy też silne połączenia z układem limbicznym. W efekcie bierze udział w procesie odczuwania emocji. Układ podwzgórze-przysadka-nadnercza jest jednym z głównych elementów biorących udział w odpowiedzi organizmu na stres. W sytuacji stresu podwzgórze odbiera impulsy z układu limbicznego i innych części mózgu. Następnie komórki jądra przykomorowego uwalniają kortykoliberynę. Ta z kolei trafia do podwzgórzowo-przysadkowego układu krążenia wrotnego. Kortykoliberyna, współdziałając z arginino-wazopresyną, stymuluje komórki tropowe przysadki do uwalniania hormonu ACTH. ACTH pobudza komórki kory nadnerczy do syntezy i wydzielania hormonów steroidowych uczestniczących w kontroli metabolizmu substratów energetycznych. U człowieka najważniejszym hormonem steroidowym uczestniczącym w reakcjach na stres jest kortyzol. Podczas stresu podwzgórze uwalnia także neurotensynę. Jest to substancja o właściwościach znieczulających, modulująca odczuwanie bólu. [17,23]

W skład jąder nadwzrokowych, przykomorowych, łukowatych i przedsuteczkowych wchodzą ciała komórkowe neuronów Gal-ergicznych. Galanina jest istotnym elementem podwzgórzowo-przysadkowego układu neuroendokrynnego. W momencie stresu aktywuje sekrecję ACTH i hormonu wzrostu z przedniego płata przysadki mózgowej. Moduluje również wydzielanie somatostatyny (SRIF) w podwzgórzu. Reguluje motorykę przewodu pokarmowego i czynność wydzielniczą narządów (m.in. trzustki). Interakcje galaniny z innymi neuroprzekaźnikami lub/i neuromodulatorami sprawiają, że może być ona czynnikiem powstawania zaburzeń psychicznych, m.in. depresji. [13]

6.2. Wpływ na układ hormonalny

Podwzgórze reguluje gospodarkę hormonalną poprzez oddziaływanie na obie części przysadki mózgowej. Jest to możliwe dzięki pośrednictwu podwzgórzowych neurohormonów peptydowych o działaniu pobudzającym. Uwalniana z podwzgórza kortykoliberyna (CRF) pobudza przednią część przysadki mózgowej do wydzielania hormonu adrenokortykotropowego (ACTH). Ten z kolei stymuluje nadnercza do produkcji kortykosteroidów. Ich stężenie w surowicy krwi oddziałuje z podwzgórzem regulując poziom CRF na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego. Podobna regulacja nerwowa występuje również w odniesieniu do innych gruczołów wydzielania wewnętrznego pozostających pod nadrzędnym wpływem hormonów podwzgórza. [17,23]

6.3. Wpływ na gospodarkę wodną organizmu

Podwzgórze reguluje gospodarkę wodną organizmu. Ośrodek pragnienia jest bezpośrednio pobudzany przez wzrost stężenia sodu i osmolarności w płynie zewnątrzkomórkowym. Aktywuje się w momencie, gdy błona śluzowa jamy ustnej i gardła wysycha. Jego nadmierna stymulacja może powodować przyjmowanie zbyt dużej ilości płynów. Ośrodek pragnienia współpracuje z ośrodkami termoregulacyjnymi. Gdy w organizmie jest zbyt dużo wody wydzielanie wazopresyny z podwzgórza zostaje zahamowane, a nerki wydalają nadmiar wody z moczem. [17,18]

6.4. Wpływ na temperaturę ciała

Ośrodki termoregulacyjne zlokalizowane w podwzgórzu chronią organizm przed hiper- i hipotermią. Ośrodek chroniący przed przegrzaniem umiejscowiony jest w przedniej części podwzgórza. W zdrowym organizmie jego aktywacja powoduje utratę ciepła przez rozszerzenie naczyń krwionośnych skóry i pocenie się. Jego uszkodzenie prowadzi do znacznego podwyższenia temperatury ciała. Natomiast ośrodek chroniący przed nadmiernym wychłodzeniem organizmu znajduje się w tylnej części podwzgórza. Jego aktywacja powoduje uruchomienie mechanizmów pozwalających zachować ciepło i zwiększyć jego produkcję, np. poprzez drżenie mięśni i skurcz naczyń krwionośnych. Uszkodzenie tego ośrodka prowadzi do hipotermii i w konsekwencji do śmierci. [17,18]

6.5. Wpływ na układ odpornościowy

Podwzgórze tworzy połączenia z narządami limfatycznymi, w związku z czym wpływa na procesy odpornościowe, zwłaszcza te związane z funkcją limfocytów T. Oprócz unerwienia narządów limfatycznych przez neurony podwzgórza dochodzi do wzajemnego oddziaływania obu układów za sprawą neuromediatorów. Zalicza się do nich katecholaminy, acetylocholinę i cytokiny. Te same mediatory mogą być syntetyzowane przez komórki należące do obu układów. Hormony podwzgórza wywierają pośredni lub bezpośredni modulujący wpływ na procesy odpornościowe Pośrednie działanie hormonów podwzgórzowych na układ immunologiczny polega na stymulacji produkcji hormonów przedniego płata przysadki mózgowej. Uwolnione ACTH wpływa na sekrecję kortykosteroidów z kory nadnerczy, które zaś mają działanie immunosupresyjne. Wpływowi kortykosteroidów podlegają zaś obwodowe tkanki limfatyczne. Na podwzgórze oddziałują również hormony grasicy (np. tymozyna, tymulina). Wraz z nimi podwzgórze uczestniczy w modulowaniu funkcji układu odpornościowego. Reguluje aktywność komórek odpornościowych, ich dojrzewanie i proliferację. Uszkodzenia podwzgórza prowadzą do zahamowania odpowiedzi immunologicznej. [23]

7. Zaburzenia funkcjonowania podwzgórza

7.1. Nienowotworowe guzy podwzgórza

Guzy nienowotworowe stanowią około połowę wszystkich czynników prowadzących do uszkodzenia podwzgórza. Mogą się rozwijać w tkance nerwowej wewnątrz podwzgórza lub uszkadzać je od zewnątrz poprzez ucisk lub naciekanie. Guzy podwzgórza to głównie czaszkogardlaki i hamartoma. [27]

Czaszkogardlaki to łagodne guzy pochodzenia nabłonkowego wywodzące się z pozostałości kieszonki Rathkego. Stanowią około 3% guzów śródczaszkowych u dorosłych i blisko 10% u dzieci i młodzieży. Hamartoma to guz będący zaburzeniem rozwojowym. Hamartoma podwzgórza zbudowana jest z jego dojrzałych komórek, lecz są one nierównomiernie rozmieszczone w guzie. Objawy czaszkogardlaka i hamartomy spowodowane są uciskiem guzów na sąsiadujące struktury mózgowia i zaburzeniem ich czynności. [27]

7.2. Rozrodczaki podwzgórza

Rozrodczaki są guzami wywodzącymi się z multipotencjalnych komórek rozrodczych. Są to zwykle guzy o wysokim lub pośrednim stopniu złośliwości. Objawy kliniczne rozrodczaków podwzgórza są następstwem jego uszkodzenia. Dysfunkcja dotyka również okoliczne struktury. Rozrodczak podwzgórza powoduje moczówkę prostą, zaburzenia pamięci i zaburzenia nastroju, a także bóle głowy, oczopląs i wymioty spowodowane wzrostem ciśnienia śródczaszkowego. W skrajnych przypadkach występuje wodogłowie i zaburzenia świadomości. U dzieci występuje najczęściej rozrodczak podwzgórzowo-przysadkowy, który prowadzi do przedwczesnego dojrzewania płciowego. Podstawą diagnostyki jest rezonans magnetyczny (ang. magnetic resonance imaging, MRI). [26]

7.3. Podwzgórzyca

Podwzgórzyca to zespół objawów klinicznych spowodowanych dysfunkcją hormonalną podwzgórza lub jego mechanicznym uszkodzeniem. W przebiegu choroby obserwuje się nieprawidłowe działanie układu autonomicznego i endokrynnego. Wśród objawów występują wzmożony apetyt oraz otyłość, które mogą prowadzić do zespołu metabolicznego. Innymi symptomami podwzgórzycy są moczówka prosta, hipogonadyzm, hiperprolaktynemia, obniżenie poziomu gonadotropin i estrogenów, a także nieprawidłowy obraz kolposkopowy (u 10% pacjentów występują stany nowotworowe). [17,24]

Rzadką odmianą tej choroby jest zespół podwzgórzycy pociążowej. Powstaje w wyniku przebytej patologicznej ciąży zakończonej poronieniem lub powikłanym porodem, z współwystępowaniem krwotoku lub gorączki. Charakteryzuje się występowaniem objawów neuroendokrynologicznych z wtórną niewydolnością jajników. W wyniku choroby pojawiają się: nadpobudliwość nerwowa, ogólne osłabienie, zaburzenia snu, bóle głowy, wypadanie włosów, osłabienie libido, zaburzenia miesiączkowania, neurastenie oraz tzw. nerwice narządowe, zaburzenia potliwości i pragnienia. W wywiadzie stwierdza się krwawienia lub krwotoki w ciąży, przebyte poronienia, problemy z laktacją czy trudności z zajściem w ciążę. Blisko 90% kobiet z podwzgórzycą miesiączkuje, ale tylko połowa z nich ma owulację. Uszkodzone komórki peptydergiczne nie są w stanie produkować odpowiedniej ilości oksytocyny. W efekcie dochodzi do zmniejszenia wytwarzania oksytocynazy w łożysku i jej niskiego stężenia w osoczu krwi. Podwzgórzyca pociążowa cechuje się dużym odsetkiem poronień oraz wewnątrzmacicznych obumarć płodów. [25]

8. Podsumowanie