какой отдел мозга регулирует температуру тела
Какой отдел мозга регулирует температуру тела
Регуляция теплообмена, а следовательно, и температуры тела человека осуществляется центром терморегуляции, который расположен в медиальной преоптической области переднего отдела гипоталамуса и в заднем отделе гипоталамуса. Разрушение этих отделов гипоталамуса или нарушение их нервных связей посредством перерезки на уровне среднего мозга в экспериментах на животных приводит к нарушению контроля за температурой тела у гомойотермных организмов. Кроме того, местное нагревание передней гипоталамической области вызывает усиление потоотделения и учащение дыхания у экспериментальных животных, охлаждение — возникновение дрожи и «свертывание в клубок». Регистрация активности отдельных нейронов гипоталамуса с помощью микроэлектродов показала ее изменение как в ответ на локальные колебания температуры в самом гипоталамусе, так и при воздействии раздражителей на терморецепторы кожи, внутренних органов и сосудов. Вышеперечисленные факты доказывают, что центр терморегуляции расположен в гипоталамусе.
В терморегуляторном центре гипоталамуса обнаружены различные по функциям группы нервных клеток:
1) термочувствительные нейроны преоптической области;
2) клетки, «задающие» уровень поддерживаемой в организме температуры тела («установочная точка» терморегуляции) в переднем гипоталамусе;
3) вставочные нейроны (интернейроны) гипоталамуса;
4) эффекторные нейроны, управляющие процессами теплопродукции и теплоотдачи, в заднем гипоталамусе (рис. 13.5).
Рис. 13.5. Схема взаимодействия различных типов нейронов терморегуляторного центра гипоталамуса между собой и с кожными терморецепторами. Стимуляция тепловых рецепторов кожи (Рт) и гипоталамуса активирует процессы теплоотдачи в организме человека, а холодовых рецепторов (Рх) кожи и гипоталамуса — теплопродукции. Ин — интернейроны гипоталамуса.
Термочувствительные нервные клетки преоптической области гипоталамуса непосредственно «измеряют» температуру артериальной крови, протекающей через мозг, и обладают высокой чувствительностью к температурным изменениям (способны различать разницу температуры крови в 0,011 °С). Отношение холодо- и теплочувствительных нейронов в гипоталамусе составляет 1:6, поэтому центральные терморецепторы преимущественно активируются при повышении температуры «ядра» тела человека. На основе анализа и интеграции информации о значении температуры крови и периферических тканей, в преоптической области гипоталамуса непрерывно определяется среднее (интегральное) значение температуры тела. Эти данные передаются через вставочные нейроны в группу нейронов переднего отдела гипоталамуса, задающих в организме определенный уровень температуры тела — «установочную точку» терморегуляции. На основе анализа и сравнений значений средней температуры тела и заданной величины температуры, подлежащей регулированию, механизмы «установочной точки» через эффекторные нейроны заднего гипоталамуса воздействуют на процессы теплоотдачи или теплопродукции, чтобы привести в соответствие фактическую и заданную температуру. Таким образом, за счет функции центра терморегуляции устанавливается равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей, позволяющее поддерживать температуру тела в оптимальных для жизнедеятельности организма пределах (рис. 13.6).
Рис. 13.6. Схема механизмов регуляции теплообмена в организме человека. Поддержание относительного постоянства температуры тела достигается с помощью баланса между количеством продуцируемого в единицу времени тепла в организме человека и количеством тепла, которое организм отдает за то же время в окружающую среду. Тепловой баланс регулируется нейрогуморальными механизмами, которые активируются в результате изменения импульсной активности эффекторных нейронов терморегуляторного центра гипоталамуса. В гипоталамический терморегуляторный центр поступает афферентная информация об изменениях внешней температуры от периферических терморецепторов и об изменения температуры «ядра» — от центральных терморецепторов (пояснения в тексте).
В механизме формирования «установочной точки» имеет значение уровень спонтанной активности вставочных нейронов гипоталамуса. Например, если уровень спонтанной активности интернейрона является высоким, то для усиления термогенеза требуется более высокая активность кожных Холодовых рецепторов, а значение пороговой температуры для регулируемой теплопродукции является более низким. И наоборот, если вставочный нейрон проявляет низкую спонтанную активность, то даже незначительная афферентация от кожных Холодовых рецепторов может оказаться достаточной для запуска дополнительного теплообразования в организме. Уровень спонтанной активности вставочных нейронов зависит от соотношения концентрации ионов натрия и кальция в гипоталамусе и некоторых других нетемпературных факторов.
Гипоталамус: функции, строение, нарушения
» data-image-caption=»» data-medium-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/gipotalamus-888×600.jpg» data-large-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/gipotalamus.jpg» title=»Гипоталамус: функции, строение, нарушения»>
Алена Герасимова (Dalles) Разработчик сайта, редактор
Гипоталамус — это отдел мозга, отвечающий за нейроэндокринную деятельность мозга. Также гипоталамус регулирует гомеостаз организма.
Где находится гипоталамус
В глубине головного мозга расположены скопления нервных клеток — так называемые подкорковые центры; с их деятельностью связаны многие функции нашего организма. Непосредственно к подкорковым центрам примыкает гипоталамус, или подбугорье. Оно находится ближе к основанию мозга под зрительными буграми.
Тонкой ножкой подбугорье связано с гипофизом, мозговым придатком, являющимся фабрикой и хранилищем гормонов.
Гипоталамус занимает в головном мозгу весьма небольшой участок, но это не помешало природе вместить в него множество клеточных скоплений — нервных ядер, роль которых в жизнедеятельности организма необычайно велика.
На таком ограниченном плацдарме сосредоточены особо чувствительные, исключительно тонко реагирующие нервные и гормональные механизмы, отвечающие за выполнение сложнейших физиологических процессов в клетках, органах и тканях.
В последние годы необычайно вырос интерес исследователей к этой области мозга. Анатомы, физиологи, фармакологи, клиницисты постепенно постигают загадочные особенности подбугорья. Как оказалось, это сложнейший нервный аппарат, с удивительной чувствительностью, воспринимающий колебания состава крови и других межтканевых и межклеточных жидкостей.
Где находится гипоталамус
Где находится гипоталамус
» data-medium-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/gde-nahoditsja-gipotalamus-900×563.jpg» data-large-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/gde-nahoditsja-gipotalamus-1024×640.jpg» loading=»lazy» src=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/gde-nahoditsja-gipotalamus-900×563.jpg» alt=»Где находится гипоталамус» width=»900″ height=»563″ srcset=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/gde-nahoditsja-gipotalamus-900×563.jpg 900w, https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/gde-nahoditsja-gipotalamus-768×480.jpg 768w, https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/gde-nahoditsja-gipotalamus-1024×640.jpg 1024w, https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/gde-nahoditsja-gipotalamus.jpg 1600w» sizes=»(max-width: 900px) 100vw, 900px» title=»Гипоталамус: функции, строение, нарушения»> Где находится гипоталамус
Как работает гипоталамус
Чтобы исправлять, восстанавливать постоянно колеблющееся равновесие внутренней среды организма, «наводить порядок» в сложнейшем хозяйстве нашего тела, гипоталамус должен получать необходимую информацию и незамедлительно на нее реагировать.
Этому в немалой степени способствует разветвленная капиллярная сеть, пронизывающая подбугорье. Кровеносные сосуды гипоталамуса отличаются очень высокой проницаемостью. Поэтому химические вещества, содержащиеся в крови, проникают в подбугорье быстрее, чем в любой другой отдел мозга.
Достаточно, например, чтобы содержание сахара в крови повысилось на 5—10 миллиграммов, как сразу приходит в действие гипоталамическая система «противосахарной обороны», которая его нормализует.
То же самое происходит, когда меняются артериальное давление, температура тела, соотношение солей в крови и т. д. У здорового человека во всех этих случаях безошибочно действует принцип обратной связи, восстанавливающий нарушенное равновесие.
В ядрах гипоталамуса происходит тончайшая координация деятельности вегетативной нервной системы, которая управляет всеми внутренними органами, регулирует процессы обмена веществ в организме.
Благодаря четкой и слаженной работе различных отделов гипоталамуса сохраняется относительная устойчивость различных функций организма, что совершенно необходимо для его нормального существования.
Функции, которые регулирует подбугорье
Интересные наблюдения сделал шведский физиолог Андерсон.
Слабым электрическим током он раздражал определенные участки гипоталамуса животных и тем самым вызывал у них сильнейшую жажду. Под действием тока клетки гипоталамуса переставали воспринимать сигналы об избыточном поступлении воды в организм, посылали неправильные «распоряжения» в органы и ткани. Животные пили без передышки, поглощая совершенно фантастическое количество воды.
Свои опыты Андерсон проводил на козах, которые от жидкости буквально на глазах раздувались и все же продолжали безостановочно пить. Как только раздражение прекращалось, прекращалась и жажда. Животные переставали пить и очень быстро худели.
Исследования последних лет показали, что температура тела, деятельность сердечнососудистой системы, желудочно-кишечного тракта, обмен воды, солей, белков, углеводов, жиров, мочеиспускание, смена сна и бодрствования в той или иной степени определяются и регулируются гипоталамусом.
Многие ученые пришли к выводу, что состояние подбугорья играет также важную роль в поведении человека и животных, в формировании эмоций.
Тщательно изучено тонкое гистологическое строение гипоталамуса. Оказалось, что в нем есть несколько десятков нервных ядер. Их делят обычно на передние, средние и задние. Это высшие центры вегетативной нервной системы. Причем в регуляции различных функций принимают участие все ядра подбугорья, действующие в тесном контакте.
Подбугорье координирует деятельность желез внутренней секреции. Анатомическая связь гипоталамуса с гипофизом известна давно. Но лишь недавно ученые узнали, что подбугорье само по себе является в какой-то степени эндокринной железой — местом образования ряда гормонов и сходных с ними биологически активных химических соединений.
В ядрах гипоталамуса были обнаружены специальные клетки, обладающие двойной функцией — нервной и секреторной. Гормоны, которые они вырабатывают, поступают в гипофиз, спинномозговую жидкость и в кровь.
» data-medium-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/rabota-gipotalamusa-857×600.png» data-large-file=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/rabota-gipotalamusa-1024×717.png» loading=»lazy» src=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/rabota-gipotalamusa-857×600.png» alt=»Работа гипоталамуса» width=»857″ height=»600″ srcset=»https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/rabota-gipotalamusa-857×600.png 857w, https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/rabota-gipotalamusa-768×537.png 768w, https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/rabota-gipotalamusa-1024×717.png 1024w, https://unclinic.ru/wp-content/uploads/2019/05/rabota-gipotalamusa.png 1499w» sizes=»(max-width: 857px) 100vw, 857px» title=»Гипоталамус: функции, строение, нарушения»> Работа гипоталамуса
Гормональный фон и гипоталамус
Так, например, в одном из ядер гипоталамуса вырабатывается антидиуретический гормон, регулирующий образование мочи. Оттуда он попадает в гипофиз и по мере надобности в кровь. Недостаточное образование этого гормона вызывает заболевание, известное под названием несахарного диабета, при котором организм выделяет большое количество мочи.
Недавно было обнаружено, что в гипоталамусе синтезируются также вещества, стимулирующие образование гормонов в клетках гипофиза. Эти сложные химические соединения получили название реализующих факторов. Они способствуют тому, что гипофиз начинает вырабатывать гормоны, обладающие свойством возбуждать деятельность многих желез внутренней секреции — щитовидной, поджелудочной, половых, надпочечников.
Примером может служить адренокортикотропный гормон, регулирующий образование гормонов коры надпочечников. Если нет реализующего фактора гипоталамуса, адренокортикотропный гормон в гипофизе не образуется.
Нарушения работы гипоталамуса
Хотя роль гипоталамуса в организме исключительно велика, но он отнюдь не автономен и не самостоятелен в своей многообразной деятельности. Подбугорье находится под постоянным контролем вышележащих отделов головного мозга. К таким отделам относятся в первую очередь кора больших полушарий, ретикулярная формация, зрительные бугры и ряд других участков мозга.
Когда в результате каких-либо причин нарушается взаимодействие отдельных ядер подбугорья, то нарушаются и многие сложные процессы, происходящие в организме. Это иногда случается при инфекционных заболеваниях, травмах черепа, алкоголизме.
Клетки гипоталамуса перестают нормально, правильно реагировать на поступающие к ним сигналы. В результате дезорганизуются физиологические и биохимические процессы в отдельных клетках, органах, во всем организме.
Такие расстройства проявляются по-разному: в одних случаях — ожирением, в других — резким похуданием, «волчьим аппетитом». А может, наоборот, отвращением к пище, нарушениями сна, менструального цикла и в некоторых других случаях.
Лечение подобных расстройств проводится очень индивидуально, под постоянным наблюдением врача. Современная медицинская наука и практика располагают различными эффективными методами терапии заболеваний центральной нервной системы и ее гипоталамического отдела.
Роль гипоталамуса в терморегуляции организма
Что такое гипоталамус и какова его роль в организме человека?
Гипоталамус – это небольшая область в промежуточном мозге, он расположен в основании переднего мозга непосредственно под таламусом и над гипофизом. Его вес составляет примерно 5 грамм. Гипоталамус не имеет чётких границ, его можно рассматривать как часть сети нейронов, протягивающейся от среднего мозга через гипоталамус к глубинным отделам переднего мозга. Обширные анатомо-функциональные связи гипоталамуса обеспечивают широкий диапазон его деятельности.
Гипоталамус включает в себя большое число групп клеток (свыше 30 ядер), которые регулируют нейроэндокринную деятельность мозга и гомеостаз организма (способность сохранять постоянство своего внутреннего состояния). Роль гипоталамуса особенно ярко проявляется в условиях каких-либо чрезвычайных, так называемых стрессовых, воздействий на организм, в том числе травм, сильных эмоций, низкой и высокой температуры внешней среды, инфекций. Так, например, под воздействием гипоталамуса в передней доле гипофиза выделяется адренокортикотропный гормон (АКТГ), а он, в свою очередь, стимулирует секрецию гормонов коры надпочечников, имеющих адаптивное (приспособительное) значение в стрессовой ситуации.
Гипоталамус обеспечивает постоянство внутренней среды человека (гомеостаз), помогает организму регулировать температуру и отвечает за контроль потоотделения. Например, в случае резкого изменения температуры воздуха вступают в действие адаптационные механизмы, направленные на поддержание постоянной температуры тела, а «запускаются» они, в основном, гипоталамусом, имеющим специальные термочувствительные аппараты.
При высокой температуре окружающей среды под контролем гипоталамуса периферические кожные сосуды расширяются, усиливается потоотделение и понижается метаболический обмен веществ в организме. За счёт этого возрастает теплоотдача.
При низкой температуре для уменьшения теплоотдачи периферические кожные сосуды, наоборот, суживаются, учащается ритм сердца, возникает дрожь мышц – асинхронные мышечные сокращения, увеличивающие теплопродукцию, повышается обмен веществ, что усиливает метаболические процессы теплообразования.
Иными словами, гипоталамус действует как весьма эффективный термостат. Естественно, при изменении температуры окружающей среды мы отчётливо осознаем это, потому что нам становится либо холодно, либо жарко, и мы начинаем бороться с этим, например, меняя одежду, включая обогреватель, газовый котёл или кондиционер. Приблизительно так же работает и гипоталамус, но он делает это более тонко с помощью встроенных в организм механизмов.
Разрушение центров гипоталамуса или нарушение нервных связей ведёт к утрате способности регулировать температуру тела. Некоторые травмы и опухоли мозга могут нарушить нормальное функционирование гипоталамуса, спровоцировав обильное потоотделение.
Гипоталамус – регулятор терморегуляции тела.
Роль гипоталамуса в приспособлении организма к постоянству
своего внутреннего состояния (гомеостазу).
Терморегуляция – это совокупность физиологических процессов, направленных на поддержание относительного постоянства температуры ядра (внутренняя часть) организма в условиях изменения температуры внешней среды с помощью регуляции теплопродукции и теплоотдачи. Терморегуляция направлена на предупреждение нарушений теплового баланса организма или на его восстановление, если подобные нарушения уже произошли, и осуществляется нервно-гуморальным путём.
Система терморегуляции организма человека состоит из ряда элементов с взаимосвязанными функциями. Информация о температуре поступает от терморецепторов и при помощи нервной системы попадает в мозг. Температура разных участков ядра человека (внутренние органы) различна. Например, в печени: 37.8-38.0°С, в мозге: 36.9-37.8°С. В целом же температура ядра тела человека составляет 37.0°С. Это достигается с помощью процессов эндогенной терморегуляции, результатом которой является устойчивое равновесие между количеством продуцируемого в организме в единицу времени тепла (теплопродукцией) и количеством тепла, рассеиваемого организмом за то же время в окружающую среду (теплоотдачей).
Основную роль в механизме терморегуляции играет именно гипоталамус. В нём расположены основные центры терморегуляции, которые координируют многочисленные и сложные процессы, обеспечивающие сохранение температуры тела на постоянном уровне.
В переднем гипоталамусе расположены нейроны, управляющие процессами теплоотдачи (они обеспечивают физическую терморегуляцию – сужение сосудов, потоотделение). При разрушении нейронов переднего гипоталамуса организм плохо переносит высокие температуры, но физиологическая активность в условиях холода сохраняется.
Нейроны заднего гипоталамуса управляют процессами теплообразования (они обеспечивают химическую терморегуляцию – усиление теплообразования, мышечную дрожь). При их повреждении нарушается способность к усилению энергообмена, поэтому организм плохо переносит холод.
Термочувствительные нервные клетки преоптической области гипоталамуса непосредственно «измеряют» температуру артериальной крови, протекающей через мозг, и обладают высокой чувствительностью к температурным изменениям (способны различать разницу температуры крови в 0,011°С). Отношение холодо- и теплочувствительных нейронов в гипоталамусе составляет 1:6, поэтому центральные терморецепторы преимущественно активируются при повышении температуры «ядра» тела человека.
На основе анализа информации о значении температуры крови и периферических тканей, в преоптической области гипоталамуса непрерывно определяется среднее значение температуры тела. Эти данные передаются через вставочные нейроны в группу нейронов переднего отдела гипоталамуса, задающих в организме определённый уровень температуры тела – «установочную точку» терморегуляции. На основе анализа и сравнений значений средней температуры тела и заданной величины температуры, подлежащей регулированию, механизмы «установочной точки» через эффекторные нейроны заднего гипоталамуса воздействуют на процессы теплоотдачи или теплопродукции, чтобы привести в соответствие фактическую и заданную температуру.
Информацию о внешней температуре поставляют терморецепторы кожи. Внутреннюю температуру тела отслеживают центральные терморецептивные нейроны переднего гипоталамуса, реагирующие на температуру крови. Это сервомеханизм (система, управляющая другой системой с помощью отрицательной обратной связи), для которого заданным значением (контрольной точкой) служит нормальная температура тела. В ответ на сигналы ошибки (рассогласования) возникают реакции, направленные на возвращение температуры тела к контрольной точке.
Таким образом, за счёт автономной функции центра терморегуляции – гипоталамуса, в организме человека устанавливается постоянное равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей, позволяющее поддерживать температуру тела в оптимальных для жизнедеятельности организма пределах.
Гипоталамус и эндокринная система.
Как гипоталамус управляет терморегуляцией с помощью гормонального механизма.
Вместе с гипофизом гипоталамус образует гипоталамо-гипофизарную систему, в которой гипоталамус управляет выделением гормонов гипофиза и является центральным связующим звеном между нервной и эндокринной системой.
Гипоталамус управляет процессами теплопродукции и теплоотдачи, посылая нервные импульсы к железам внутренней секреции, главным образом щитовидной, и надпочечникам.
Участие щитовидной железы в терморегуляции обусловлено тем, что влияние пониженной температуры приводит к усиленному выделению её гормонов (тироксин, трийодтиронин), ускоряющих обмен веществ и, следовательно, теплообразование.
Роль надпочечников связана с выделением ими в кровь катехоламинов (адреналин, норадреналин, дофамин), которые, усиливая или уменьшая окислительные процессы в тканях (например, мышечной), увеличивают или уменьшают теплопродукцию и сужают или увеличивают кожные сосуды, меняя уровень теплоотдачи.
Гормональный дисбаланс и повышенное потоотделение.
Как в этом случае работает гипоталамус?
Гормональный дисбаланс – это одна из причин повышенного потоотделения. Подростковые гормональные бури, беременность, климактерический период, заболевания гормональной сферы – всё это приводит к гипергидрозу. Гормональный дисбаланс есть не что иное, как нарушение работы эндокринной системы, сбои которой не менее опасны, чем, к примеру, нарушение работы сердечно-сосудистой или пищеварительной системы, потому что могут привести к таким серьёзным последствиям как развитие сахарного диабета, ухудшение зрения и др.
Эндокринная система – очень сложная и важная часть человеческого организма, в её состав входит гипоталамус, который влияет на функционирование гипофиза (это главная железа в эндокринной системе), а тот, в свою очередь, на все остальные железы внутренней секреции, продуцирующие гормоны (яичники, надпочечники, щитовидная и поджелудочная железа др.). Гормональный дисбаланс проявляется нарушением выработки гормонов, их пониженной, или, напротив, повышенной секрецией.
Гормональный дисбаланс у женщин. Эстроген и прогестерон являются женскими гормонами. Они управляют процессами в организме женщины. Гормональный дисбаланс возникает, когда соотношение этих двух гормонов отклоняется от своего нормального уровня. Чаще всего повышается уровень эстрогена. Гормональные бури в женском организме наблюдаются в период полового созревания, после аборта, в период беременности, при грудном вскармливании, при наступлении менопаузы.
Причина потливости у женщин во время беременности очевидна – это всё те же гормоны. Пониженный уровень эстрогена влияет на нарушение работы гипоталамуса, который отвечает за регуляцию температурного режима нашего организма. Если на улице жарко, то благодаря потоотделению он охлаждает наше тело. Изменение уровня эстрогена воспринимается гипоталамусом ошибочно – организм начнет вырабатывать больше тепла, а освобождается от него путём потовыделения, что и становится причиной гипергидроза у беременных.
Причина приливов жара у женщин при климаксе. Основной причиной возникновения приливов при климаксе является естественное изменение гормонального фона женщины, главным образом, сниженная продукция эстрогенов, которые оказывают прямое воздействие на центр терморегуляции, расположенный в гипоталамусе. При дефиците эстрогенов гипоталамус получает ложные сигналы о том, что организм перегревается, вследствие чего подключаются механизмы сброса лишнего тепла – учащенное сердцебиение, расширение периферических сосудов (воспринимающееся как прилив жара) и выделение пота. Данный механизм высвобождения тепла помогает защитить организм от перегрева в жару, например, летом, но в данном случае он вызван именно снижением уровня эстрогенов в крови. Самое неприятное это то, что приливы жара могут возникнуть в самые неожиданные моменты – во время работы, встречи с друзьями и коллегами или в середине ночи.