اعمال هیپوتالاموس: کنترل خودکار، کنترل غدد درون ریز، تنظیم دما و کنترل ریتم‌های شبانه‌روزی

FUNCTIONS

Table 13-4 summarizes the functions of the main hypothalamic nuclei.

وظایف

جدول ۱۳-۴ خلاصه‌ای از وظایف هسته‌های اصلی هیپوتالاموس را نشان می‌دهد.

Table 13-4 Main Hypothalamic Nuclei Functions

جدول ۱۳-۴ وظایف اصلی هسته‌های هیپوتالاموس

Autonomic Control

The hypothalamus has a controlling influence on the autonomic nervous system and appears to integrate the autonomic and neuroendocrine systems, thus preserving body homeostasis. Essentially, the hypothalamus should be regarded as a higher nervous center for the control of lower autonomic centers in the brainstem and spinal cord (Fig. 13-8).

کنترل خودکار

هیپوتالاموس تأثیر کنترلی بر سیستم عصبی خودکار دارد و به نظر می‌رسد سیستم‌های خودکار و نورواندوکرین را ادغام می‌کند و در نتیجه هموستاز بدن را حفظ می‌کند. اساساً، هیپوتالاموس باید به عنوان یک مرکز عصبی بالاتر برای کنترل مراکز خودکار پایین‌تر در ساقه مغز و نخاع در نظر گرفته شود (شکل ۱۳-۸).

Electrical stimulation of the hypothalamus in animal experiments shows that the anterior hypothalamic area and the preoptic area influence parasympathetic responses; these include lowering of the blood pressure, slowing of the heart rate, contraction of the bladder, increased motility of the gastrointestinal tract, increased acidity of the gastric juice, salivation, and pupillary constriction.

تحریک الکتریکی هیپوتالاموس در آزمایش‌های حیوانی نشان می‌دهد که ناحیه هیپوتالاموس قدامی و ناحیه پیش‌اپتیک بر پاسخ‌های پاراسمپاتیک تأثیر می‌گذارند؛ این پاسخ‌ها شامل کاهش فشار خون، کاهش ضربان قلب، انقباض مثانه، افزایش تحرک دستگاه گوارش، افزایش اسیدیته شیره معده، ترشح بزاق و انقباض مردمک چشم می‌شوند.

Stimulation of the posterior and lateral nuclei causes sympathetic responses, which include elevation of blood pressure, acceleration of the heart rate, cessation of peristalsis in the gastrointestinal tract, pupillary dilation, and hyperglycemia. These responses would lead one to believe that in the hypothalamus, there exists areas that might be termed parasympathetic and sympathetic centers. However, it has been shown that considerable overlap of function occurs in these areas.

تحریک هسته‌های خلفی و جانبی باعث پاسخ‌های سمپاتیک می‌شود که شامل افزایش فشار خون، افزایش ضربان قلب، توقف حرکات دودی در دستگاه گوارش، گشاد شدن مردمک چشم و افزایش قند خون می‌شود. این پاسخ‌ها باعث می‌شود که فرد باور کند که در هیپوتالاموس، مناطقی وجود دارند که می‌توان آنها را مراکز پاراسمپاتیک و سمپاتیک نامید. با این حال، نشان داده شده است که همپوشانی قابل توجهی در عملکرد این مناطق وجود دارد.

Figure 13-8 Diagram depicting the hypothalamus as the chief center of the brain for controlling the internal milieu of the body.

شکل ۱۳-۸ نموداری که هیپوتالاموس را به عنوان مرکز اصلی مغز برای کنترل محیط داخلی بدن نشان می‌دهد.

Endocrine Control

The nerve cells of the hypothalamic nuclei, by producing the releasing factors or release-inhibiting factors (see Table 13-2), control the hormone production of the anterior lobe of the hypophysis (pituitary gland). The anterior lobe hormones include GH, prolactin (LTH), ACTH, TSH, LH, and FSH. Some of these hormones act directly on body tissues, while others, such as ACTH, act through an endocrine organ, which in turn produces additional hormones that influence the activities of general body tissues. It should be pointed out that each stage is controlled by negative and positive feedback mechanisms.

کنترل غدد درون ریز

سلول‌های عصبی هسته‌های هیپوتالاموس، با تولید فاکتورهای آزادکننده یا فاکتورهای مهارکننده آزادکننده (به جدول 13-2 مراجعه کنید)، تولید هورمون لوب قدامی هیپوفیز (غده هیپوفیز) را کنترل می‌کنند. هورمون‌های لوب قدامی شامل GH، پرولاکتین (LTH)، ACTH، TSH، LH و FSH هستند. برخی از این هورمون‌ها مستقیماً بر بافت‌های بدن تأثیر می‌گذارند، در حالی که برخی دیگر، مانند ACTH، از طریق یک اندام غدد درون ریز عمل می‌کنند که به نوبه خود هورمون‌های اضافی تولید می‌کند که بر فعالیت‌های بافت‌های عمومی بدن تأثیر می‌گذارند. باید اشاره کرد که هر مرحله توسط مکانیسم‌های بازخورد منفی و مثبت کنترل می‌شود.

Neurosecretion

The secretion of vasopressin and oxytocin by the supraoptic and paraventricular nuclei is discussed on page 377.

ترشح عصبی

ترشح وازوپرسین و اکسی توسین توسط هسته‌های سوپرااپتیک و پاراونتریکولار در صفحه ۳۷۷ مورد بحث قرار گرفته است.

Temperature Regulation

The anterior portion of the hypothalamus controls those mechanisms that dissipate heat loss. Experimental stimulation of this area causes dilatation of skin blood vessels and sweating, which lower the body temperature. Stimulation of the posterior portion of the hypothalamus results in vasoconstriction of the skin blood vessels and inhibition of sweating; there also may be shivering, in which the skeletal muscles produce heat.

تنظیم دما

بخش قدامی هیپوتالاموس مکانیسم‌هایی را کنترل می‌کند که اتلاف گرما را از بین می‌برند. تحریک تجربی این ناحیه باعث گشاد شدن رگ‌های خونی پوست و تعریق می‌شود که دمای بدن را کاهش می‌دهد. تحریک بخش خلفی هیپوتالاموس منجر به انقباض رگ‌های خونی پوست و مهار تعریق می‌شود. همچنین ممکن است لرز وجود داشته باشد که در آن عضلات اسکلتی گرما تولید می‌کنند.

Normally, the hypothalamus sets the body temperature at 98.08° to 98.68°F when measured orally and 18°F higher when measured rectally. The temperature set can be altered in response to extremes, such as in environmental temperatures or in infection.

به طور معمول، هیپوتالاموس دمای بدن را در هنگام اندازه‌گیری از طریق دهان بین ۹۸.۰۸ تا ۹۸.۶۸ درجه فارنهایت و در هنگام اندازه‌گیری از طریق مقعد ۱۸ درجه فارنهایت بالاتر تنظیم می‌کند. تنظیم دما می‌تواند در پاسخ به شرایط شدید، مانند دمای محیط یا عفونت، تغییر کند.

Regulation of Food and Water Intake

Stimulation of the lateral region of the hypothalamus initiates the feeling of hunger and results in an increase in food intake. This lateral region sometimes is referred to as the hunger center. Bilateral destruction of this center results in anorexia, with the consequent loss in body weight. Stimulation of the medial region of the hypothalamus inhibits eating and reduces food intake. This area is referred to as the satiety center. Bilateral destruction of the satiety center produces an uncontrolled voracious appetite, causing extreme obesity.

تنظیم مصرف غذا و آب

تحریک ناحیه جانبی هیپوتالاموس، احساس گرسنگی را آغاز می‌کند و منجر به افزایش مصرف غذا می‌شود. این ناحیه جانبی گاهی اوقات به عنوان مرکز گرسنگی شناخته می‌شود. تخریب دو طرفه این مرکز منجر به بی‌اشتهایی و در نتیجه کاهش وزن بدن می‌شود. تحریک ناحیه میانی هیپوتالاموس، خوردن را مهار کرده و مصرف غذا را کاهش می‌دهد. این ناحیه به عنوان مرکز سیری شناخته می‌شود. تخریب دو طرفه مرکز سیری، اشتهای سیری کنترل نشده‌ای ایجاد می‌کند که باعث چاقی شدید می‌شود.

Experimental stimulation of other areas in the lateral region of the hypothalamus causes an immediate increase in the desire to drink water; this area is referred to as the thirst center. In addition, the supraoptic nucleus of the hypothalamus exerts a careful control on the osmolarity of the blood through the secretion of vasopressin (antidiuretic hormone) by the posterior lobe of the hypophysis. This hormone causes a great increase in the reabsorption of water in the distal convoluted tubules and collecting tubules of the kidneys.

تحریک تجربی سایر نواحی در ناحیه جانبی هیپوتالاموس باعث افزایش فوری میل به نوشیدن آب می‌شود؛ این ناحیه به عنوان مرکز تشنگی شناخته می‌شود. علاوه بر این، هسته سوپرااپتیک هیپوتالاموس از طریق ترشح وازوپرسین (هورمون ضد ادراری) توسط لوب خلفی هیپوفیز، کنترل دقیقی بر اسمولاریته خون اعمال می‌کند. این هورمون باعث افزایش زیادی در بازجذب آب در لوله‌های پیچیده دیستال و لوله‌های جمع‌آوری‌کننده کلیه‌ها می‌شود.

Emotion and Behavior

Emotion and behavior are a function of the hypothalamus, the limbic system, and the prefrontal cortex. Some authorities believe that the hypothalamus is the integrator of afferent information received from other areas of the nervous system and brings about the physical expression of emotion; it can produce an increase in the heart rate, elevate the blood pressure, cause dryness of the mouth, flushing or pallor of the skin, and sweating. As well, it can often produce a massive peristaltic activity of the gastrointestinal tract.

هیجان و رفتار

هیجان و رفتار تابعی از هیپوتالاموس، سیستم لیمبیک و قشر جلوی مغز هستند. برخی از متخصصان معتقدند که هیپوتالاموس، یکپارچه‌کننده اطلاعات آوران دریافتی از سایر نواحی سیستم عصبی است و بیان فیزیکی هیجان را ایجاد می‌کند. هیپوتالاموس می‌تواند باعث افزایش ضربان قلب، بالا رفتن فشار خون، خشکی دهان، گرگرفتگی یا رنگ‌پریدگی پوست و تعریق شود. همچنین، اغلب می‌تواند باعث فعالیت شدید حرکات دودی دستگاه گوارش شود.

Stimulation of the lateral hypothalamic nuclei may cause the symptoms and signs of rage, whereas lesions of these areas may lead to passivity. Stimulation of the ventromedial nucleus may cause passivity, whereas lesions of this nucleus may lead to rage.

تحریک هسته‌های جانبی هیپوتالاموس ممکن است باعث علائم و نشانه‌های خشم شود، در حالی که ضایعات این نواحی ممکن است منجر به انفعال شود. تحریک هسته شکمی-میانی ممکن است باعث انفعال شود، در حالی که ضایعات این هسته ممکن است منجر به خشم شود.

Control of Circadian Rhythms

The hypothalamus controls many circadian rhythms, including body temperature, adrenocortical activity, eosinophil count, and renal secretion. Sleeping and wakefulness, although dependent on the activities of the thalamus, the limbic system, and the reticular activating system, are also controlled by the hypothalamus. Lesions of the anterior part of the hypothalamus seriously interfere with the rhythm of sleeping and waking. The suprachiasmatic nucleus, which receives afferent fibers from the retina, appears to play an important role in controlling the biologic rhythms. Nerve impulses generated in response to variations in the intensity of light are transmitted via this nucleus to influence the activities of many of the hypothalamic nuclei.

کنترل ریتم‌های شبانه‌روزی

هیپوتالاموس بسیاری از ریتم‌های شبانه‌روزی، از جمله دمای بدن، فعالیت قشر آدرنال، تعداد ائوزینوفیل‌ها و ترشح کلیه را کنترل می‌کند. خواب و بیداری، اگرچه به فعالیت‌های تالاموس، سیستم لیمبیک و سیستم فعال‌کننده مشبک وابسته است، اما توسط هیپوتالاموس نیز کنترل می‌شود. ضایعات قسمت قدامی هیپوتالاموس به طور جدی در ریتم خواب و بیداری اختلال ایجاد می‌کند. به نظر می‌رسد هسته سوپراکیاسماتیک، که فیبرهای آوران را از شبکیه دریافت می‌کند، نقش مهمی در کنترل ریتم‌های بیولوژیکی دارد. تکانه‌های عصبی تولید شده در پاسخ به تغییرات شدت نور از طریق این هسته منتقل می‌شوند تا بر فعالیت‌های بسیاری از هسته‌های هیپوتالاموس تأثیر بگذارند.

» ادامه در قسمت اول مبانی فصل ۱۳