МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина»
РГУ имени С.А. Есенина
Реферат
Учебный предмет: Физиология человека и животных
«Гипоталамус»
Выполнил(а):
Иванова Каролина Александровна,
ЕГФ 3 курс группа 5102 (Б)
Проверил:
доц. Сазонов В.Ф.
Рязань 2014
Содержание
Введение
1. Функциональная анатомия гипоталамуса
1.1 Расположение гипоталамуса
1.2 Строение гипоталамуса
1.3 Афферентные и эфферентные связи гипоталамуса
2. Общие функции гипоталамуса
3. Гипоталамус и сердечно-сосудистая система
3.1 Приспособительные реакции сердечно-сосудистой системы во время работы
4. Гипоталамус и поведение
5. Принципы организации гипоталамуса
6. Функциональные расстройства у людей с повреждениями гипоталамуса
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Гипоталамус - это отдел промежуточного мозга, управляющий жизнедеятельностью организма, поддерживающий гомеостаз и связывающий нервную систему с эндокринной [5].
Мы знаем что, человечество задумывалось веками о продлении жизни и даже бессмертии, но мало кто знает, что ключ к решению проблемы находится в нас самих, а именно в гипоталамусе.
В настоящее время стали больше внимания уделять изучению гипоталамуса, так как блокировка гипоталамуса замедляет процесс старения. К этому выводу пришли ученые медицинского колледжа Альберта Эйнштейна в Нью-Йорке (США). Ученые пытались понять дряхлеют ли ткани в нашем теле самостоятельно, или существует некий «центр старения», управляющий этим процессом. Ученым стало понятно, что гипоталамус контролирует, по крайне мере, часть этих процессов. Выяснили они это в ходе опытов на мышах, и смогли значительно замедлить старение и продлить им жизнь [6].
В ходе своих исследований ученых интересовал один из типичных симптомов старости -- повышенная чувствительность к воспалениям. Биологи следили за появлением очагов воспаления, замеряя уровень ключевого сигнального белка -- так называемого фактора NF-kB, «включающего» клеточную реакцию на воспаление. Они заметили, что наибольшая концентрация этого белка наблюдалась в гипоталамусе -- части мозга, управляющей работой гормональной системы. Исследователи проследили за тем, как менялось поведение нейронов гипоталамуса и окружающих их клеток при добавлении молекул этих белков. Оказалось, что NF-kB блокировал синтез гормона гонадолиберина, стимулирующего развитие половых клеток в яичниках и семенниках у взрослых особей. Этот факт заставил их предположить, что снижение активности гонадолиберина и было сигналом, вызывавшим старение всех тканей тела. Ученые проверили эту гипотезу, нейтрализовав часть молекул NF-kB в мозге пожилых грызунов. По их словам, подобная терапия остановила деградацию нервных клеток и продлила жизнь их подопечным на 20% по сравнению с обычными мышами [2]. Дальнейшее изучение гипоталамуса поможет найти аналогичный метод продления жизни и для людей. Открытие специфически связанного со старением сигнального пути открывает новые возможности в борьбе с возрастными заболеваниями.
1. Функциональная анатомия гипоталамуса
1.1 Расположение гипоталамуса
Гипоталамус представляет собой небольшой отдел головного мозга весом около 5 грамм. Гипоталамус не обладает четкими границами, и поэтому его можно рассматривать как часть сети нейронов, протягивающейся от среднего мозга через гипоталамус к глубинным отделам переднего мозга, тесно связанным с филогенетически старой обонятельной системой. Гипоталамус является вентральным отделом промежуточного мозга, он лежит ниже (вентральнее) таламуса, образуя нижнюю половинку стенки третьего желудочка. Нижней границей гипоталамуса служит средний мозг, а верхней конечная пластинка, передняя спайка и зрительный перекрест. Латеральнее гипоталамуса расположен зрительный тракт, внутренняя капсула и субталамические структуры [1].
1.2 Строение гипоталамуса
Гипоталамус образован группой небольших ядер, расположенных у основания мозга, вблизи гипофиза. Клеточные ядра, образующие гипоталамус представляют собой высшие подкорковые центры вегетативной нервной системы и все жизненно важных функций организма. В эволюционном плане гипоталамус является очень древним образованием. Он хорошо развит уже у наиболее примитивных представителей позвоночных. Организация гипоталамуса сохраняет сходные черты на разных ступенях эволюции, что обусловлено известным постоянством его функций.
Скопление нейронных образований, образующих гипоталамус, может быть подразделено на преоптическую, переднюю, среднюю, наружную и заднюю группы ядер. В преоптическую область входят пёривентрикулярное, медиальное и латеральное преоптические ядра. В группу ядер переднего гипоталамуса относят супраоптическое, супрахиаэматическое и паравентрикулярное ядра. Средний гипоталамус составляет вентромедиальное и дорсомедиальное ядра. К наружной группе ядер относятся латеральное гипоталамическое ядро и ядро серого бугра. Наконец, в заднем гипоталамусе различают заднее гипоталамическое, перифорникальное, премамиллярное, медиальное мамиллярное, супрамамиллярное и латеральное мамиллярное ядра [7].
1.3 Афферентные и эфферентные связи гипоталамуса
Организация гипоталамуса характеризуется обширными и очень сложными афферентными и эфферентными связями.
Афферентные сигналы в гипоталамус поступают из коры больших полушарий, из таламических структур, ядер базальных ганглиев. Одним из основных эфферентных путей является медильный мозговой пучок, или паравентрикулярная система, и мамилло- тегментальный тракт. Волокна этих путей идут в каудальном направлении по стенкам водопровода мозга или сильвиева водопровода, дают Многочисленные ответвления к структурам среднего мозга. Аксоны клеток гипоталамических ядер образуют также большое количество коротких эфферентных путей, идущих в таламнческую и субталамическую области и в другие подкорковые образования.
Ядра переднего гипоталамуса -- супраоптическое и паравентрикулярное, кроме того, связаны с гипофизом особой системой волокон, которые служат не только для проведения электрических сигналов, но и для транспорта продуктов нейросекреции, которые вырабатываются нейронами, этих ядер [7].
2. Функции гипоталамуса
Результаты, полученные с помощью избирательного раздражения или разрушения определенных ядер, показали, что латеральная и дорсальная группы ядер повышают тонус симпатической нервной системы. Раздражения области средних ядер (в частности, серого бугра) вызывают снижение тонуса симпатической нервной системы. Существуют экспериментальные данные о наличии в гипоталамусе центра сна и центра пробуждения.
Гипоталамус играет важную роль в терморегуляции. Раздражение задних ядер приводит к гипертермии в результате повышения теплопродукции при интенсификации обменных процессов, а также вследствие дрожи скелетной мускулатуры.
В области среднйх и боковых ядер имеются группы нейронов, рассматриваемых как центры насыщения и голода. Стимулом для изменения их деятельности являются отклочения в химическом составе притекающей крови.
При голодании в крови, происходит снижение содержания аминокислот, жирных кислот глюкозы и других веществ. Это приводит к активации определенных гипотала- лических нейронов и развитию сложных поведенческих реакций организма, направленных на утоление чувства голода.
Приспособительные поведенческие реакции развиваются при недостатке в организме воды, что приводит к появлению чувства жажды вследствие активации типоталамических зон, расположенных дорсолатерально от супраоптического ядра. В результате резко усиливается потребление воды (полидипсия). Наоборот, разрушение указанных ипоталамических центров приводит к отказу от воды (адипсия).
В гипоталамусе расположены центры, связанные с регуляцией полового поведения. Опыты с вживлением электродов в эти центры (задний гипоталамус) показали, что при предоставлении животному возможности самораздражения (путем нажатия педали, юючающей ток, проходящий через вживленные электроды) оно может проводить самораздражение с высокой частотой в течение длительного времени. Поэтому эти центры были названы центрами удовольствия. Установлено, что они являются компонентом нейронной системы, принимающей участие в регуляции эмоциональной сферы полового поведения.
Гипоталамус принимает участие в процессе чередования сна и бодрствования.
Супраоптическое ядро и супраоптико-гипофизарный тракт связаны с задней долей гипофиза, выделяющей в кровь ряд гормонов. Установлено, что по крайней мере часть этих гормонов (многие из которых являются полипептидами) может выделяться окончаниями нейронов других отделов нервной системы в качестве нейромедиаторов или ней ромодуляторов. Задняя доля гипофиза, являющаяся по происхождению производные нервной системы (нейрогипофиз), специализировалась на депонировании и выделение указанных веществ в кровяное русло. Эти вещества продуцируются клетками супраоптического ядра и передаются в кровь по их аксонам в результате генерации потенциала действия в нейрогипофиз подобно тому как потенциалы действия, приходящие в аксональные окончания обычных нервных клеток, вызывают процесс высвобождения ме диатора.
Основными гормонами, выделяемыми задней долей гипофиза, являются антидиуретический гормон, регулирующий водный метаболизм, а также гормоны, регулирующие деятельность матки, функцию молочных желез.
По-иному осуществляется связь гипоталамуса с передней долей гипофиза (аденоги- пофиз), вырабатывающего такие гормоны белковой природы, как адренокортикотроп ный, фолликулостимулирующий и лютеинизирующий, тиреотропный, гормон роста, средней долей гипофиза (меланофорный гормон). Регуляция гипоталамусом этой час™ гипофиза осуществляется через кровь -- нейрогуморальным путем. Важнейшие функции гипоталамуса приведены в табл. 1 и 2 [7].
Таблица 1- Регуляция выделения гормонов и терморегуляция [7]
Таблица 2 - Регуляция мотивационного поведения и защитные реакции [7]
3. Гипоталамус и сердечно-сосудистая система
гипоталамус сердечный сосудистый анатомия
При электрическом раздражении почти любого отдела гипоталамуса могут возникнуть реакции со стороны сердечно-сосудистой системы. Эти реакции, опосредованные в первую очередь симпатической системой, а также ветвями блуждающего нерва, идущими к сердцу, свидетельствуют о важном значении гипоталамуса для регуляции гемодинамики со стороны внешних нервных центров.
Раздражение какого - либо отдела гипоталамуса может сопровождаться противоположными изменениями кровотока в разных органах (например, увеличением кровотока в скелетных мышцах и одновременным снижением в сосудах кожи). С другой стороны, противоположные реакции сосудов какого-либо органа могут возникать при раздражении разных зон гипоталамуса. Биологическое значение подобных гемодинамических сдвигов можно понять лишь в том случае, если рассматривать их в связи с другими физеологическими реакциями, сопровождающими раздражение этих же поталомических зон. Иными словами, гемодинамические эффекты раздражения гипоталамуса входят в состав общих поведенческих или гомеостатических реакций, за которые отвечает этот центр.
В качестве примера можно привести пищевые и защитные поведенческие реакции, возникающие при электрическом раздражении ограниченных участков гипоталамуса. Во время защитного поведения артериального давления и кровоток в скелетных мышцах повышаются, а кровоток в сосудах кишечника снижается. При пищевом поведении возрастает артериальное давление и кровоток в кишечнике, а кровоток в скелетных мышцах уменьшается. Аналогичные изменения гемодинамических параметров наблюдаются и во время других реакций, возникающих в ответ на раздражение гипоталамуса, например при терморегуляторных реакциях или половом поведении.
За механизмы регуляции гемодинамики в целом (то есть артериального давления в большом кругу кровообращения, сердечного выброса и распределения крови), действующие по принципу следящих систем, отвечают нижние отделы ствола мозга. Эти отделы получают информацию от артериальных баро- и химорецепторов и механорецепторов предсердий и желудочков сердца и посылают сигналы к различным структурам сердечно-сосудистой системы по симпатическим и парасимпатическим эфферентным волокнам. Такая бульбарная саморегуляция гемодинамики в свою очередь управляется высшими отделами ствола мозга, и в особенности гипоталамуса. Эта регуляция осуществляется благодаря нервным связям между гипоталамусом и преганглионарными вегетативными нейронами. Высшая нервная регуляция сердечно-сосудистой системы со стороны гипоталамуса участвует во всех сложных вегетативных реакциях, для управления которыми простой саморегуляции недостаточно, к таким регуляциям можно отнести: терморегуляцию, регуляцию приема пищи, защитное поведение, физическую деятельность и так далее [4].
3.1 Приспособительные реакции сердечно-сосудистой системы во время работы
Механизмы приспособления гемодинамики при физической работе представляют теоретический и практический интерес. При физической нагрузке повышается сердечный выброс (главным образом в результате увеличения частоты сокращений сердца) и одновременно возрастает кровоток в скелетных мышцах. В то же время кровоток через кожу и органы брюшной полости снижается. Эти приспособительные циркуляторные реакции возникают практически одновременно с началом работы.
Они осуществляются центральной нервной системой через гипоталамус.
У собаки при электрическом раздражении латеральной области гипоталамуса на уровне мамиллярных тел возникают точно такие же вегетативные реакции, как и при беге на тредбане. У животных в состоянии наркоза электрическое раздражение гипоталамуса может сопровождаться локомоторными актами и учащением дыхания. Путем небольших изменений положения раздражающего электрода можно добиться независящих друг от друга вегетативных и соматических реакций. Все эти эффекты устраняются при двусторонних поражениях соответствующих зон; у собак с такими поражениями исчезают приспособительные реакции сердечно-сосудистой системы к работе, и при беге на тредбане, такие животные быстро устают.