HYPOTHALAMUS hypothalamus Disposisjon Overordnet funksjon Hypofysen og endokrin regulering Regulering av kroppstemperatur Regulering av matinntak 1
Hypothalamus og hypofysen (Kap 30; Brodal 5 utgave) Momentliste: -Hypothalamus sin rolle i regulering av homeostase, og kjenne begrepet settverdi og og hvordan forskjeller mellom settverdi og aktuellverdi regulerer aktiviteten i hypothalamus. -Hvordan hypothalmus spiller på ulike effektorsystemer (endokrin, somatomotorisk, autonom, atferd) ved homeostatisk regulering. -Sammenhengen mellom hypothalamisk aktivitet og aktiviteten i reticulærsubstansen og aktiveringsnivået. - Hypothalamiske reguleringsmekanismer for kroppstemperatur og fødeinntak. Læringsmål Forstå hvordan hypothalamus oppnår homeostase. Forstår effektorsystemer for hypothalamus Settverdi (termostat funksjon) 2
En sentral oppgave for hypothalamus er å samordne autonome, endokrine og somatisk motoriske reaksjoner til målrettet atferd. Målet er å opprettholde kroppens homeostase. Homeostase er opprettholdelse av kroppens funksjoner innenfor et fysiologisk område (f.eks. kroppstemperatur). HYPOTHALAMUS FUNKSJONER Temperatur Fødeinntak Væskebalanse Reproduksjon og seksuell atferd Emosjonell atferd Stress reaksjoner Søvn-våkenhet og døgnrytme 3
Kompensatoriske endringer skjer gjennom påvirkning av ulike effektorsystemer. Effektorsystemer for hypothalamus Endokrin regulering Autonom regulering Skjelettmuskelatur Atferd Immunsystemet (via hypofysen) (via symp. og parasymp.) (via retikulospinale banen) (via korteks/limbisk system) Liten veier 4-5 g 4
thalamus hypothalamus hypofysen Corpus mammilare Hyothalamus lateralsnitt n. paraventricularis n. supraopticus n. ventromedialis n. posterior Corpus mammilare chiasma opticum n. arcuatus Hypothalamus mediansnitt 3. ventrikkel n. lateralis n. dorsomedialis Paraventricular nucleus n. paraventricularis n. periventricularis n. Ventromedialis n. arcuatus 5
Afferente forbindelser til hypothalamus Gyrus cinguli fornix Stria terminalis fra amygdala PAG Locus coeruleus amygdala Olfaktorisk korteks hippocampus Rafe kjerner n. solitarius Efferente forbindelser fra hypothalamus Septum kjerner Thalamus (mediodorsalis) PAG Vaguskjerne Retikulærsubstansen Retikulærsubstansen Medulla spinalis 6
Gyrus cinguli fornix Thalamus n. anterior Corpus mammilare retikulærsubstans Viktig ved hippocampus -Hukommelse - Overføring av informasjon fra tinninglappen til gyrus cinguli Forbindelser med hypofysens baklapp n. paraventricularis Nevrosekretorisk nervecelle n. supraopticus forlappen Nevropeptid frisetting baklappen Fenestrerte kapillær 7
n. Paraventricularis (Oxytocin) n. supraopticus (ADH) forlappen baklappen Posterior hypofyse (baklappen) Antidiuretisk hormone (ADH, vasopressin) Nyre reduserer væsketap Oksytocin- melketømmingsrefleks og fødsel 8
Oksytocin Sekresjon Amming. Melketømmingsrefleksen v/stimulering av brystvorten. Oksytocin stimulere glatt muskulatur i melkekjertler. Fødsel: fosterbevegeleser stimulerer cervix fører til kontraksjoner av glatt muskulatur i livmoren (rier). Stress hemmer oksytocin frisetting Melketømmings refleksen 9
Fødsel Østrogen øker antall oxytocinreseptorer i livmorveggen. Barnets trykk mot cervix stimulerer oxytocin frisetting fra n. paraventricularis som setter i gang rier Oksytocin også stimulerer tilknyttning til barnet (pair-bonding) 10
Forbindelser med hypofysens forlapp Nevrosekretorisk nervecelle N. arcuatus Nevropeptid frisetting Infundibulum Eminentia mediana Fenestrerte kapillær forlappen Hormoner Anterior hypofyse (forlapp) Growth hormone Thyroid-stimulating hormone Major target organ(s Liver, adipose tissue Thyroid gland Major Physiologic Effects Promotes growth (indirectly), control of protein, lipid and carbohydrate metabolism Stimulates secretion of thyroid hormones Adrencorticotropic hormone Prolactin Adrenal gland (cortex) Mammary gland Stimulates secretion of glucocorticoids Milk production Luteinizing hormone Follicle-stimulating hormone Ovary and testis Ovary and testis Control of reproductive function Control of reproductive Function 11
Feedback kontroll Hypothalamus Ant. hypofyse TRH TSH Negativt FEEDBACK Blodbanen Tyroxin TRH= Thyrotropin releasing hormone (factor) TSH= Thyroid stimulating hormone Temperaturregulering Forløp ved feber: endringer i settpunkt Ny Settpunkt Kropps Temp. 40 39 Frysninger Hetetokter 38 37 Feberen begynner Tid Normal Settpunkt 12
Temperaturregulering Effektorsystem Autonom Somatomotorisk Endokrin Atferd Temp < Set point Kuldesenter i bakre hypothalamus Koordinerer nedsatt varmetap & økt varmeproduskjon -kutanvasokonstriksjon (sympatisk nervesystem) Skelving Frysninger Økt TRH produksjon Kulde-ubegag -ta på klær, søke varme osv Hetetokter Temp > Set point Varmesenter i fremre hypothalamus Koordinerer økt varmetap -Kutanvasodilatasjon (parasymp.) -svetting Hemmet skjelving Nedsatt TRH produksjon Varme-ubegag -fjerne klær, søke skygge osv 13
Temperaturregulering Kutane kuldereseptorer: Nerveender i huden leder signaler som stimulerer bakre del av hypothalamus Koordinere prosessor som senker varmetap eller Øker varmeproduksjon Termoreseptorer i hypothalamus: Temperatursensitive nevroner som leser blodets temperatur. Nevronene finnes i fremre del av hypothalamus Koordinere prosessor som øker varmetap eller motvirker oppvarming Varmt Kaldt 14
Varmt Kaldt 15
Frysetokter ved feber: Pyrogener fra baktererier, gir økt cytokin produksjon (f.eks. TNF & interleukiner) fra leukocytter. Cytokiner øker prostagladin produksjon i hypothalamus. Prostaglandiner hever settpunkt (gir feber) ved å stimulerer kuldesensitive nevroner og hemmer varmesensitive. Set-verdi er nå høyere enn 37 C. Dette fører til: Fornemmelse av kulde (ta på klær/dyner), skelving, vasokonstriksjon, frisetting av TRH-TSH-tyroksin, letargi, økt søvn behov, mangel på matlyst (anoreksi). Feber nedsettende medisiner som paracetemol hemmer prostaglandin syntese. Forløp ved feber: endringer i settpunkt Ny Settpunkt Kropps Temp. 40 39 Frysninger Hetetokter 38 37 Feberen begynner Normal Settpunkt Tid 16
Matinntak Hypothalamus fungere ikke som en selvstending senter, men som en organisator av målrettet atferd som har med matinntak å gjøre. Metthetssenter (n. ventromedialis) Gjennsidig hemming Spisesenter (n. lateralis hypothalami Skader Hyperfagi (fedme) Skader afagi (anorexia nevrosa) Langtidsregulering av matinntak 17
LEPTIN et hormon for langtidsregulering av matinntak Adipocytter produsere hormonet leptin. Leptin frisettes når fettnivået øker. Leptin kalles «metthets» hormonet. Leptin virker på n. arcuatus i hypothalamus. Når leptin nivå i blodbanen er høy, stimuleres en gruppe nevroner i n. arcuatus som produserer polypeptiden pro-opiomelanocortin (POMC). POMC frisettes fra nerveterminaler i n. lateralis hypothalami og n. paraventricularis. Konsekvensen av dette er metthet slik at spiseatferd opphører. Når leptin nivået er lav økes aktivitet i n. arcuatus nevroner som produserer nevropeptid Y (NPY). Dette fører til økt spiseatferd og redusert metabolisme. Fedme sees i mus som mangler leptingenet (ob/ob mus). I noen tilfeller kan fedme hos mennesker skyldes en gendefekt i leptingenet. Langtidsregulering kroppsvekt n. Arcuatus har en lipostat funksjon. Den regulerer spiseatferd avhengig av leptin nivå i blodbanen. Leptin frisettes fra fettceller. Frisetter NPY (nevropeptid Y) øker matinntak n. lateralis n. paraventricularis og ventromedialis SPISE FASTE n.arcuatus Frisetter POMC (Pro-opiomelanocortin) Reduserer matinntak Lav Leptin Høy Leptin aktiverer hemmer 18
Korttids metthet signal 1. Glukosefølsome nevroner i hypothalamus 2. Mage/tarmhormoner som ghrelin og cholecystokinin (CCK) -Ghrelin produseres når magen er tom. Ghrelin aktiverer NPY nevroner og hemmer POMC nevroner. -CCK påvirker area postrema som virker på n. sol. og n. arc. 3. Strekk i magesekken (n. vagus til n. solitarius til n. arcuatus) Sykdomsatferd Ingen hjernebarriære hypothalamus CRH vagus hypofyse binyrebark ACTH Cortisol vagus cytokiner immunceller sympaticus 19