در دیانسفال و زیر تالاموس قرار دارد. در انسان حدود ۴ گرم وزن دارد و بخش مهم و عمده‌ای از سیستم لیمبیک را تشکیل می‌دهد.
اعمال هیپوتالاموس
اثر بر عملکرد اتونوم
هیپوتالاموس غده‌ی سری (the head ganglion of the autonomic nervous system) نام دارد. تحریک نواحی خلفی و طرفی هیپوتالاموس سبب افزایش تحریک سمپاتیک میشود و اثرات زیر را در بدن اعمال می‌کند: افزایش ضربان قلب و فشار خون، تنگی عروق خونی پوست، کاهش حرکات و ترشحات گوارشی، گشادی مردمک‌ها، سیخ شدن موها و لرزش.
تحریک نواحی قدامی هیپوتالاموس شامل هسته‌های پره‌اپتیک و سوپرا اپتیک سبب تحریک پاراسمپاتیک میشود و حالات زیر را در بدن ایجاد می‌کند: کاهش ضربان قلب و فشار خون، گشادی عروق خونی پوست، افزایش حرکات و ترشحات گوارشی، انقباض مردمک‌ها، افزایش تعریق در حیوانات ایجاد panting یا له له زدن.
اثر بر ایجاد خواب
بخش‌هایی از هیپوتالاموس با خواب در ارتباط است. تحریک نواحی قدامی خصوصاً هسته سوپرااپتیک با میانجی «گابا» سبب خواب میشود و تحریک نواحی خلفی هیپوتالاموس با «هیستامین» مانع خواب میشود.
ایجاد ریتم‌های سرکادین (شبانه روزی)
توسط هسته سوپراکیاسماتیک (SCN) یا فوق کیاسمایی ایجاد میشود.
انقباضات رحم و تخلیه شیر از سینه‌ها
عمدتاً هسته پاراونتریکولار با ترشح اکسی‌توسین در آن نقش دارد.
تنظیم آب بدن
هیپوتالاموس به واسطه هورمون ضد ادراری (ADH)، دفع آب از ادرار را کنترل می‌کند. این هورمون، عمدتاً از هسته سوپراپتیک و کمی از پاراونتریکولار ترشح میشود. همچنین از طریق اسمورسپتورهای موجود در هیپوتالاموس قدامی و ایجاد حس تشنگی در کنترل آب بدن نقش دارد. کاهش حجم (هیپوولومی) خون از طریق تحریک تولید آنژیوتانسیون ۲ و همچنین از طریق بارورسپتورها سبب ایجاد تشنگی می‌شوند.
برخی آنژیوتانسیون ۲ را قوی‌ترین محرک تشنگی می‌دانند و معتقدند اثر خود را در تحریک تشنگی از طریق اندام‌های زیرفورنکسی (SFO) و اندام عروقی تیغه انتهایی (OVLT) اعمال می‌کنند.
گفته میشود مرکز تشنگی در هسته طرفی هیپوتالاموس قرار دارد
عوامل موثر بر تشنگی
- افزایش اسمولاریته موثر پلاسما
- کاهش حجم ECF
- آنژیوتانسین ۲
- خشکی دهان و مخاط مری
- محرک‌های گوارشی
۱- افزایش اسمولاریته موثر پلاسما که سبب ایجاد دهیدراتسیون داخل سلولی در مراکز تشنگی شده و تشنگی را تحریک می‌کند (اگر سدیم پلاسما حدود ۲ میلی اکی‌والان در لیتر بالا رود احساس تشنگی به وجود می‌آید). کم آبی اول مکانیسم تحریک ترشح ضد ادراری می‌باشد و کمی بعد از آن مکانیسم تشنگی.
۲- کاهش حجم مایع خارج سلولی (ECF): اگر ۱۰ تا ۱۵ درصد کاهش حجم شود مستقل از تغییرات اسمولاریته می‌تواند سبب تشنگی شود.
۳- آنژیوتانسیون ۲
۴- خشکی دهان و مخاط مری: به همین دلیل خوردن آب قبل از اینکه از طریق گوارش جذب شود سبب رفع احساس تشنگی می‌گردد. رفع موقت احساس تشنگی از این نظر اهمیت دارد که برای جذب آب ۳۰ تا ۶۰ دقیقه زمان لازم است.
۵- محرک‌های گوارشی مثل باد کردن یک بالن در معده، تشنگی را رفع می‌کند.
آلدوسترون اثری بر غلظت سدیم خون ندارد بلکه مقدار سدیم بدن را تعیین می‌کند و تعیین کننده غلظت سدیم خون ضد ادراری و مکانیسم تشنگی است.؟ نظر شما چیست؟)
تنظیم دما
دمای بدن توسط تعادل بین تولید و از دست دادن گرما تنظیم میشود. تولید گرما ناشی از متابولیسم (سوخت و ساز) است.
عوامل ایجاد گرما
- متابولیسم پایه سلول‌ها؛
- متابولیسم ناشی از فعالیت عضلانی؛
- متابولیسم ناشی از تیروکسین پ تا حد کمتری هورمون رشد و تستوسترون؛
- متابولیسم ناشی از اپی‌نفرین و نوراپی‌نفرین و تحریک سمپاتیک؛
- متابولیسم ناشی از هضم و جذب غذا.
اغلب گرمای بدن در بافت‌هایی مثل کبد، قلب، مغز و همچنین عضله اسکلتی طی ورزش تولید میشود. در زیر پوست یک شبکه وریدی وجود دارد که در تنظیم دفع گرما اهمیت دارد، این شبکه وریدی در قسمت‌هایی مانند دست‌ها، پاها و گوش‌ها دیده میشود.
روش‌های انتقال گرما از پوست به محیط
- تشعشع (radiation): مسئول ۶۰ درصد دفع حرارت می‌باشد، اشعه‌های مادون قرمز از بدن وارد محیط میشود.
- هدایت (conduction): ۱۸ درصد دفع حرارت را دارد و برای دفع این گرما باید هوای گرم جابجا شود و توجیهی بر این است که چرا باد از اثر خنک کنندگی دارد.
- تبخیر (evaporation): ۲۲ درصد دفع حرارت را دارد و در این حالت ابتدا تعریق و سپس تبخیر آب صورت می‌گیرد.
مکانیسم‌های دفع حرارت
- گشادی عروق پوست با مهار مراکز سمپاتیکی هیپوتالاموس خلفی قادر است دفع حرارت را تا ۸ برابر افزایش دهد؛
- تعریق که تقریباً از دمای ۳۷ درجه سانتیگراد شروع میشود؛
- کاهش تولید گرما با مهار لرزش و ترموژنز.
مکانیسم‌های افزایش حرارت
- تنگی عروق پوست
- سیخ شدن موها
- افزایش ترموژنز که خود توسط لرزش، ترشح تیروکسین و تحریک سمپاتیک انجام میشود.
ترموژنز لرزش
ترموژنز لرزشی زمانی شروع میشود که دمای مرکزی به حدود ۳۵/۵ درجه برسد و ترموژنز غیرلرزشی در دمای ۳۶ درجه شروع میشود. معتقدند یک مرکز لرزشی در هیپوتالاموس خلفی است که در حالت عادی با سیگنال‌های حرارتی هیپوتالاموس قدامی مهار میشود و توسط سیگنال‌های سرما از پوست و نخاع تحریک میشود. طی لرزش بدن تولید گرما در بدن ۴ تا ۵ برابر زیاد میشود.
ترموژنز ناشی از تیروکسین در کوتاه‌مدت رخ نمی‌دهد و باید چند هفته در دمای سرد بمانیم تا ترشح TRH افزایش یابد.
ترموژنز شیمیایی با تحریک شیمیایی است که در چربی قهوه‌ای زیاد است این نوع چربی، میتوکندری زیادی دارد و در انسان بالغ کم است ولی در نوزاد انسان بیشتر در فاصله بین دو کتف واقع شده است.
نقطه تنظیم دمای بدن یا set point
نقطه تنظیم در هیپوتالاموس قدامی است ولی سیگنال‌های مربوط به دمای پوست و بافت‌های عمقی روی آن تاثیر می‌گذارند و به هسته خلفی دستور می‌دهد که integrator است.
تب (fever)
در تب عوامل پیروژن یا تب‌زا از ارگانیسم‌ها آزاد میشود و سبب می‌شوند نقطه تنظیم دما بالا رود.
فاگوسیتوز باکتری‌ها یا تکه‌های بافتی توسط ماکروفاژ‌ها منجر به تولید اینترلوکین ۱ میشود. این ماده با افزایش پروستاگلندین E2 در هیپوتالاموس قدامی سبب تب میشود. به همین دلیل آسپرین که با مهار سیکلو اکسیژناز (COx) تولید پروستاگلندین‌ها را کم می‌کند اثر ضد تب دارد. علت لرز در تب فعال شدن مکانیزم‌های تولید گرما به دنبال افزایش نقطه تنظیم است و علت تعریق در زمان بهبود تب کاهش نقطه تنظیم است.
فواید تب
- رشد برخی ارگانیسم‌ها را متوقف می‌کند؛
- تولید آنتی بادی را افزایش می‌دهد؛
- رشد برخی از تومورها را کاهش می‌دهد.
نقش هیپوتالاموس در کنترل تغذیه
مرکز گرسنگی (Hunger center) یا مرکز تغدیه (Feeding center) در هیپوتالاموس طرفی می‌باشد که در هسته تختخوابی قرار دارد. تحریک این مرکز موجب گرسنگی میشود و تخریب آن بی‌اشتهایی می‌دهد. مرکز سیری (Satiety Center) در هسته شکمی میانی هیپوتالاموس هستند و تحریک آنها باعث سیری میشود. مرکز سیری، مرکز گرسنگی را مهار می‌کند، به نظر می‌رسد مرکز گرسنگی به طور دائم فعال است فعالیت آن به طور موقت بعد از صرف غذا توسط مرکز سیری مهار میشود.
اجسام پستانی (mammillary body) هیپوتالاموس در کنترل برخی الگوهای رفلکسی تغذیه مثل لیسیدن لب‌ها نقش دارد.
فرضیه‌های کنترل کننده مصرف غذا
فرضیه لیپواستاتیک
می‌گویند بافت چربی سیگنال‌هایی تولید می‌کند که بر هیپوتالاموس اثر کرده و مصرف غذا را کاهش می‌دهد. از مهم‌ترین این سیگنال‌ها هورمون لپتین است که از آدیپوسیت‌ها (adipocyte) ترشح میشود (و ارتباط بین وزن بدن و بلوغ را برقرار می‌کند، به طوری که تزریق آن سبب بلوغ زودرس میشود) می‌باشد. این هورمون با اثر بر هیپوتالاموس مصرف غذا را کاهش و مصرف انرژی را افزایش می‌دهد. از مهم‌ترین سیگنال‌های دیگر:
- کاهش تولید نوروپپتید Y و کاهش تولید AGRP (Agouti-related-protein) و بنابراین کاهش اشتها میشود؛
- فعال شدن نورون‌های POMC و رهایش αMSH و کاهش اشتها؛
- افزایش تولید CRH از هیپوتالاموس و کاهش اشتها؛
- افزایش فعالیت سمپاتیک و افزایش مصرف انرژی؛
- کاهش ترشح انسولین از سلول‌های β پانکراس که ذخیره انرژی را کاهش می‌دهد.
فرضیه پپتیدهای گوارشی (Gut peptide)
معتقدند به دنبال صرف غذا، پپتیدهایی ترشح می‌شوند که اشتها و مصرف غذا را کم می‌کنند: پپتید YY و GRP یا بومبزین و GIP و CCK و سوماتواستاتین و گلوکاگون و کاهش گرلین.
(گرلین پپتیدی ۲۸ آمینواسید دارد که از هیپوتالاموس ترشح میشود و محرک فیزیولوژیک ترشح هورمون رشد (GH) است ولی در زمان گرسنگی از معده هم ترشح میشود با اثر بر هیپوتالاموس اشتها را زیاد می‌کند).
فرضیه گلوکواستاتیک
معتقدند فعالیت‌های نورون‌های مرکز سیری در هسته‌های ونترومدیال در هیپوتالاموس تحت کنترل مصرف گلوکز در این سلول‌هاست. اگر گلوکز پایین بیاید فعالیت این نورون‌ها کم شده و اثر مهاری بر مرکز گرسنگی برداشته میشود و شخص احساس گرسنگی می‌کند. همچنین در دیابت پلی‌فاژی یا پرخوری وجود دارد چون مصرف گلوکز در سلول پایین است.
فرضیه ترمواستاتیک
کاهش دمای بدن اشتها را تحریک می‌کند و افزایش آن اثر معکوس دارد.
اثر اتساع دستگاه گوارش بر اشتها
اتساع گوارشی اشتها را کم می‌کند و انقباضات گرسنگی اشتها را تحریک می‌کند ولی ظاهراً قطع اعصاب معده و روده اثر چندانی بر اشتها ندارد.
