Jos aivot olivat yhteisö, hypotalamus olisi sellainen kuin "Utilities" -osasto. Vaikka paljon luottoa ja huomiota menee kohti aivojen osia, jotka kommunikoivat, luo ja toimivat, hypotalamus on vastuussa lämmityksestä, vesivirroista ja muista perusasioista, jotka pitävät koko järjestelmän käynnissä.
Hypotalamuksen perustoiminto voidaan tiivistää sanalla homeostaasi, mikä tarkoittaa, että kehon sisäinen tila pysyy mahdollisimman vakiona.
Hypotalamus pitää meidät liian kuumana, liian kylmänä, ohivirtauksena, alhaisena, liian janoisena ja niin edelleen.
Vaikka hypotalamus on yleensä vastuussa siitä, että meitä pysyy vakaana, on olemassa aikoja, jolloin tilan täytyy muuttua. Kun välittömästi hengenvaarallisessa tilanteessa, et ehkä tarvitse miettiä, kuinka nälkä olet. Limbinen järjestelmä, joka liittyy intuitiivisesti tunteiden kanssa, viestii läheisesti hypotalamuksen kanssa, mikä johtaa fyysisiin muutoksiin, jotka liittyvät erityisiin tunteisiin. Amygdalla on vastavuoroiset yhteydet hypotalamukseen ainakin kahden suuren reitin kautta. Muut korteksin alueet, kuten orbitofrontal cortex , insula, anterior cingulate ja temporaaliset korteksit, myös kommunikoivat hypotalamuksen kanssa.
Hypotalamuksen alueet
Kuten muutkin aivot, hypotalamuksen eri alueet suorittavat erilaisia toimintoja. Nämä alueet voidaan erottaa toisistaan yhteyksissään muuhun aivoihin.
Esimerkiksi hypotalamus jakautuu puoliin valkoisen aineen kuiduilla, joita kutsutaan ovenseksi, joka kulkee hypotalamuksen etupuolelta taaksepäin. Aivojen läheisemmän hypotalamuksen osat (medialäinen puoli) kommunikoivat läheisesti osaan amygdalaa toisen traktion kautta, jota kutsutaan stria terminalisiksi.
Amygdala auttaa ilmaisemaan pelkoa, ja hypotalamuksen medialähtöön liittyy "taistelu-tai lennon" vastaus esimerkiksi rajoittamalla ruokahalua. Ei ole aikaa levätä ja pilkkoa, jos aiot juosta elämääsi!
Aivojen ulkopuolella olevalle hypotalamuksen puolelle (sivusuunnassa) on vastakkainen vaikutus ruokahaluun. Koska tämä alue on tärkeä ruokahalua stimuloiva, tämän alueen vaurioituminen voi johtaa raskaaseen painoon. Tämä alue on tärkeä myös janoissa, sillä etummaisen osan vaurioituminen voi johtaa veden vähenemiseen.
Hypotalamuksen toimivuus jaetaan myös edestä ja takaa. Esimerkiksi hypotalamuksen eturaajat vaikuttavat enemmän osallistuvan kehon jäähdyttämiseen nostamalla veren virtausta iholle ja aiheuttaen hiki tuottamista. Hypotalamuksen takaosa on enemmän mukana kehon pitämisessä.
Lisäksi hypotalamus on vastuussa luonnon heräämisen ja unen säätelystä. Hypotalamuksen etuosassa oleva suprakiasmatiivinen ydin toimii sisäisenä kellona, joka kertoo meille, kun se on nukkumaanmenoa. Tämä osa aivoista liittyy valoherkillä alueilla, jotka sopeuttavat sisäisen kellonsa päivänvaloon.
Kuinka hypotalamus "puhuu" keholle?
Hypotalamus moduloi fyysisiä reaktioita kommunikoimalla kehoon kahden reitin kautta. Ensimmäinen reitti on autonomisen hermoston kautta . Toinen on endokriinisen järjestelmän kautta, eli hormonien erittyminen verenkiertoon.
Autonomiset kuidut tulevat ensisijaisesti hypotalamuksen paraventrikulaarisesta ytimestä, mutta myös dorsomedial-hypotalamusydestä ja sivu- ja posteriorisesta hypotalamuksesta. Aluksi nämä autonomiset kuidut kulkevat valkoisen aineen polussa, jota kutsutaan keskivälin etusijalle. Sitten ne kulkeutuvat dorsolateralisen aivorungon ja periaqueductal harmaan aineen.
Kuidut synapeettisesti parasympaattisten ydinten aivorungossa ja ristikudosjohtimen välivyöhykkeessä sekä sympaattisiksi selkärangan välikappaleen kolonnissa. Monet aivoverenkierron autonomiset ytimet saavat hyytymiä, kuten ytimen solitariumista, noradrenergisistä ytimistä, raphe-ytimestä ja pontomedullaarisesta retikulaarisesta muodostumisesta.
Hypotalamus toimii myös yhdessä aivolisäkkeen kanssa kehon hormonitoiminnan hallintaan. Aivolisäke on kyky erittää hormoneja suoraan verenkiertoon. Tämä on harvinainen esimerkki paikasta, jossa veri-aivoesteri, joka tavallisesti on suunniteltu tarttumaan infektioihin aivojen ylittämisestä, puuttuu aivojen arkkitehtuurista. Jotkut hormonit, kuten oksitosiini ja vasopressiini, suoritetaan suoraan hypotalamuksessa (esimerkiksi paraventrikulaarisissa ja supraoptisissa ytimissä) ja erittyy aivolisäkkeen takapuolelle. Aivolisäkkeen etuosa sisältää soluja, jotka tekevät omia hormoneja. Näitä hormoneja säätelevät muut neurologiset eritteet, jotka kulkeutuvat hermosäikeisiin vaskulaariseen plexukseen, jolloin ne vapautuvat verestä. Kaikki nämä hormonaaliset eritteet sääntelevät negatiiviset takaisinkytkentäsilmukat, mikä tarkoittaa, että aivot pystyvät havaitsemaan, milloin hormonin tasot ovat korkeita ja vähentävät tuotannon seurauksena.
Tämä voi tuntua erittäin monimutkaiselta, ja se onkin. Mutta homeostaasin perimmäinen tehtävä edes vaikeuksien takia on sen arvoista!
Lähteet
Blumenfeld H, neuroanatomia kliinisten tapausten kautta. Sunderland: Sinauer Associates Publishers 2002.
Ropper AH, Samuels MA. Adams ja Victorin neurologian periaatteet, 9. painos: McGraw-Hill Companies, Inc., 2009.