Hypothalamus

Der Hypothalamus liegt im Zwischenhirn und wird vom Chiasma opticum eingebunden. Nach medial wird er vom 3. Ventrikel und nach kranial vom Thalamus begrenzt. Das Infundibulum verbindet des Hypothalamus mit der Hypophyse.

Funktion

Der Hypothalamus ist das Steuerzentrum des Vegetativen Nervensystems. Daraus ergeben sich u.a. folgende Aufgaben:

Aufrecherhalten der Homöostase (Temperatur, Blutdruck, Osmolarität)
Regulation der Nahrungs- und Wasseraufnahme
Circadiane Rhythmik und Schlaf
Steuerung des Sexual- und Fortpflanzungsverhalten

Um seinen Aufgaben nachzukommen hat der Hypothalamus zum einen zahlreiche neuronale Verbindungen zu anderen Hirnzentren, zum anderen steuert er über Releasing Hormone die Hormonabgabe der Hypophyse. Weiterhin produzieren der Ncl. paraventricularis und der Ncl. supraopticus die Hormone ADH (Vasopressin) und Oxytocin und geben diese über die Neurohypophyse ins Blut ab.

Temperatur-Homöostase

An der Steuerung der Körpertemperatur ist der Ncl. preopticus beteiligt. Er liegt am rostralen Ende der Hypothalamus in direkter Nachbarschaft der Septumregion und des Organum vasculosum laminae terminalis. Efferen projeziert der Ncl. preopticus GABAerg in das Periaquäduktale Grau (PAG) und den Ncl. Raphe magnus, von wo aus die Thermogenese gesteuert wird. Ebenfalls beeinflusst der Ncl. preopticus die Freisetzung von Tyreoliberin (TRH) aus dem Ncl. paraventricularis. TRH wiederum stimuliert die TSH-Ausschüttung was zu einer Steigerung der Stoffwechselaktivität über die Schilddrüsenhormone führt.

Homöostase der Osmolarität

Der Ncl. paraventrikularis vor allem aber der Ncl. supraopticus produzieren das Nonapeptid Vasopression (Synonym: Antidiuretisches Hormon, ADH oder Vasopressin). Über den Axonalen Transport gelangt dies in den Hypophysenhinterlappen (Synonym: Neurohypophyse) und wird dort in den Hypophysen-Portalkreislauf abgegeben. ADH führt zur verminderten Wasserausscheidung über die Niere und wirkt somit einer Hyperosmolarität entgegen und steigert den Blutdruck.

Regulation der Nahrungsaufnahme

An der Regulation der Nahrungsaufnahme sind mehrere Kerne beteiligt. Sie ist sehr komplex, und es existiern verschiedene Theorien. Die zwei wichtigsten seien hier genannt:

Beteiligt sind der Ncl. arcuatus und der Ncl.paraventrikularis. Sind die Fettspeicher des Körpers gefüllt, schütten die Fettzellen das Hormon Leptin aus. Dieses hemmt im Ncl. arcuatus die Freisetzung von Neuropeptid Y (NPY). NPY wirkt hemmend auf den Ncl. paraventricularis und fördert das Hungergefühl. Leptin inhibiert also die hemmende Wirkung des NPY. Gleichzeitig stimuliert Leptin die Ausschüttung von alpha-MSH, einem Peptid-Hormon, das den Ncl. paraventrikularis über den MC-4 Rezeptor stimuliert und Sattheit signalisiert. Funktionsausfall des MC-4 Rezeptors durch Mutationen führt schon im Kindesalter zu starkem Übergewicht und zum eary onsett Diabetes mellitus Ty II
Nach einer zweiten Theorie wird das Hungergefühl von zwei Teilen des Hypothalamus reguliert: Der laterale Hypothalamus regt bei einer Stimulation den Hunger an, der ventromediale Hypothalamus hingegen hemmt das Hungergefühl bei Stimulation. Diese Erkenntnis führte zur dualen Hypothalamustheorie des Hungers, nach der angenommen wird, dass die beiden Zentren den Beginn und die Beendigung der Nahrungsaufnahme steuern.

Schlaf und Circadiane Rhythmik

Auch an der Regulation des Schlafs und der circadianen Rhythmik ist der Hypothalamus beteiligt: Der Ncl. tuberomammillaris produziert den Transmitterstoff Histamin und ein Peptid namens Orexin. Orexin wirkt über bestimmte Rezeptoren auf den lateralen Hypothalamus und führt zu gesteigerter Aufmerksamkeit. Mutationen dieses Rezeptors werden für das Krankheitsbild der Narkolepsie verantwortlich gemacht. Ausserdem wird Orexin als wake-up-drug z.B. für Kampfjet-Piloten gebraucht (meiner Meinung nach mißbraucht). Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass Schlaflosigkeit zu vermehrter Nahrungsaufnahme und gleichzeitiger Geweichtsabnahme führt, und Orexin (wie der Name schon sagt) appetitsteigernd wirkt. Auch der Ncl. preopticus venterolateralis (VLPO) des Hypothalamus ist beteiligt an der Schlafeinleitung. Läsionen in diesem Kern führen zur Insomnia. Der Ncl. suprachiasmaticus (SCN) enthält direkte Afferenzen aus der Retina. Hier vermuten Forscher den Sitz der Inneren Uhr, Neurone, die für die Circadiane Rhythmik verantwortlich sind. Der SCN kontrolliert sehr stark die Aktivität des Sympathikus. Über dieses vegetative System stimuliert der SCN die Freisetzung von Melatonin aus der Glandula pineale ([[Zirbeldrüse]). Melatonin wird in den Abendstunden vermehrt ausgeschüttet und trägt zur Schlafeileitung bei. Die höchste Konzentration findet sich im Blut um 3 Uhr morgens. Die anatomische Verbindung vom SCN zur Glandula pineale führt über den Ncl. paraventrikularis zum Mittelhorn des Thorakalmarks. Von dort aus erreichen sympathische Nervenfasern über eine Verschaltung im Ggl cervicale superior begleitend mit den arteriellen Gefäßen die Glandula pineale (Zirbeldrüse). Diese schüttet circadian mit einem Peak um 3 Uhr morgens Melatonin aus.

Beeinflussung des Sexualverhaltens

An der Beeinflussung des Sexualverhaltens ist das corpus mamillare beteiligt. Es ist Teil des Papez-Kreis und wird dem [Limbisches System|Limbischen System]] zugerechnet.

Hormonregulation

Die Releasing-Hormone des Hypothalamus werden an der Eminentia mediana in ein oberes Portalkreislaufsystem abgegeben. Von hieraus gelangen sie direkt, ohne Umweg über den Großen Kreislauf, in das Kapillarsystem der Adenohypophyse und steuern dort die Freisetzung zahlreicher Hormone.

Literatur

Lehrbuch der Physiologie, R. Klinke und S. Silbernagl, 4. Auflage Thieme