下丘脑的功能 是较高级的调节内脏活动的中枢,它能将内脏活动和其他生理活动联系起来,调节体温、营养摄取、水平衡、内分泌、情绪反应、生物节律等功能⑴ 体温调节:视前区一下丘脑前部既能感受温度变化,也能整合传入的温度信息,使体温保持相对稳定⑵ 水平衡调节① 下丘脑外侧区:控制摄水量;② 下丘脑前部:渗透压感受器;③ 视上核、室分核:分泌 ADH,调节尿的排出量下丘脑控制摄水的区域和控制ADH分泌部位在功能上相联系.协同调节水平衡⑶ 对腺垂体激素分泌的调节:① 下丘脑神经分泌小细胞:合成下丘脑调节肽,调节腺垂体激素的分泌;② 监察细胞:感受血中激素浓度的变化,反馈调节下丘脑调节肽的分泌⑷ 生物节律控制:① 生物节律:机体内的各种活动按一定的时间顺序发生变化,该变化节律称为生物节律② 生物节律的控制中心:下丘脑视交叉上核 现行高中生物教材必修本第一册及选修本全一册,涉及到下丘脑的地方很多,但对于下丘脑的结构并未作具体介绍,而且有关下丘脑的功能都是零零散散提到的因此许多学生对此部分知识非常模糊,总是问:下丘脑在人体的哪儿?与大脑是什么关系?到底哪些生理过程与下丘脑有关?为了便于学生掌握,我在平时的教学中非常注意及时补充结构的相关知识,系统归纳教材中涉及到的功能,帮助学生形成一个完整的知识体系。
一、下丘脑的结构 人类的脑包括大脑、小脑、间脑、脑桥、延髓下丘脑即丘脑的下部,是间脑的一部分它位于脑的腹面、大脑之后、丘脑的下方、垂体的上方,如下图下丘脑内部有许多神经细胞集合在一起,组成多个神经核来完成下丘脑的各项功能 二、下丘脑的功能 下丘脑主要有以下四种功能 1、调节功能 这一功能是我们现行教材中介绍得最多的,它涉及到必修和选修的内容,要仔细整理归纳 ⑴下丘脑能调节内分泌系统的活动:高中生物必修本第一册P85有一句话很好地总结了下丘脑的这一功能——下丘脑是内分泌系统的总枢纽然而下丘脑位于脑部,而各类腺体分布在身体各处,它又如何调节这些腺体呢?下丘脑一方面通过下丘脑—垂体—内分泌腺轴控制和协调内分泌腺的活动例如,当人体感觉寒冷、紧张时,下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素作用于垂体,促使垂体分泌促甲状腺激素,此激素促使甲状腺分泌甲状腺激素,加强机体代谢依赖这种调节方式的腺体还有性腺、肾上腺皮质另一方面,下丘脑通过控制交感神经和副交感神经的兴奋性来直接调节某些腺体的活动例如,饭后血糖含量上升时,下丘脑通过交感神经和副交感神经的作用,使胰岛B细胞分泌胰岛素,使血糖含量降低当血糖含量降低到一定含量时,下丘脑又通过交感神经和副交感神经作用于肾上腺和胰岛A细胞,它们分别分泌肾上腺素和胰高血糖素,使血糖含量上升,从而维持血糖的平衡。
⑵下丘脑也能调节体温的正常:下丘脑是体温调节中枢的所在地在寒冷时,皮肤冷觉感受器兴奋,冲动传至下丘脑,使下丘脑产生以下活动:一是分泌促甲状腺激素释放激素使甲状腺激素分泌增多,使机体代谢增强,抗寒能力增强;二是经传出神经支配骨骼肌战栗,立毛肌收缩,皮肤血管收缩,肾上腺分泌增加,减少热量散失体内温度如有升高,下丘脑就因高温的刺激而使身体发生出汗、立毛肌舒张以及皮肤血管舒张等反应,加强散热一旦体温恢复正常,这些反应就随之消失,体温停止下降 ⑶下丘脑还能调节水盐平衡:下丘脑的神经分泌细胞能分泌抗利尿激素,此激素有提高肾小管和集合管壁通透性的作用当饮水不足或失水过多或食物过咸时,细胞外液渗透压升高,传到下丘脑渗透压感受器,引起抗利尿激素分泌增多,肾小管和集合管通透性高,重吸收的水多,尿量就少饮水过多时,抗利尿激素少,肾小管和集合管的通透性低,重吸收的水少,尿量就多,以维持体内水平衡对于无机盐的平衡,下丘脑则是通过调节肾上腺皮质分泌醛固酮来实现的,因醛固酮有促进肾小管和集合管保Na排K的作用 2、感受功能 下丘脑中有许多种感受器,是许多感觉的整合中心例如下丘脑渗透压感受器,能感受到细胞外液渗透压的升高和降低。
3、传导功能 下丘脑能将其内部感受器产生的兴奋传导到大脑皮层如将渗透压感受器产生的兴奋传导到大脑皮层,从而产生渴觉,大脑皮层综合整理后再下达指令——加强饮水,以补充体内水分的不足 4、分泌功能: 下丘脑的神经分泌细胞,既能传导神经冲动,又有分泌激素的功能其分泌的激素主要有各类释放激素和抗利尿激素释放激素包括很多种,其命名也有一定的规律,即“促”+所调节的腺体的名称+“激素”+“释放激素”,它们直接作用于垂体,继而调节内分泌腺的活动而抗利尿激素则是先运至垂体的后叶贮存,当身体需要是,再释放入血,通过血液循环作用于肾脏,促进肾小管和集合管对原尿中水的重吸收,从而大大增强尿的浓缩能力缺乏抗利尿激素会引起尿崩症,使机体大量脱水 总之,下丘脑监测着身体的各种情况,对人体多种功能实行控制它不但“知道”人能感受到的情况,如;寒冷、紧张等,而且“知道”人感受不到的事情,如血液的渗透压、血液中激素的含量等,及时将信息反馈到大脑,而大脑发出的指令也要经下丘脑转达,从而协调神经系统和内分泌系统的活动,在维持内环境稳态中发挥了重要作用 下丘脑与脑下垂体组成的一个完整的神经内分泌功能系统此系统可分两部分: ①下丘脑-腺垂体系统。
是神经、体液性联系,即指下丘脑促垂体区的肽能神经元通过所分泌的肽类神经激素(释放激素和释放抑制激素),经垂体门脉系统转运到腺垂体,调节相应的腺垂体激素的分泌;②下丘脑-神经垂体系统有直接神经联系,下丘脑视上核和室旁核的神经内分泌细胞所分泌的肽类神经激素可以通过轴浆流动方式,经轴突直接到达神经垂体,并贮存于此 1 丘脑是间脑的一部分,左右对称,形成第三脑室下部的侧壁和底部上界以水平走行的下丘脑沟与丘脑为界,外侧以大脑基底神经节、底丘脑和视束为界,下方经垂体柄与垂体相连下丘脑具有许多细胞核团和纤维束,与中枢神经系统的其他部位具有密切的相互联系垂体又名脑下垂体,分泌的激素除直接调节某些靶器官的功能活动外,还有几种促激素作用于相应的靶腺(如甲状腺、性腺、肾上腺皮质等),调节靶腺的分泌功能,并经靶腺激素间接调节某些器官的生理功能切断下丘脑与神经垂体的联系以后,神经垂体中的激素(催产素及抗利尿激素)会逐渐消失,而中枢端以上却贮留大量分泌颗粒这说明,过去认为的两种神经垂体激素实际上是由下丘脑合成的,经神经轴突转运到神经垂体下丘脑视上核和室旁核在合成两种神经激素的同时,还产生一种大分子蛋白质,是神经垂体激素的载体蛋白,称为神经垂体素,神经垂体素与两种神经垂体激素同时经轴突转运至神经垂体,释放入血。
下丘脑促垂体区的某些神经元,还具有内分泌功能这些神经内分泌细胞可以产生九种肽类神经激素(释放激素及释放抑制激素),经神经轴突转运到中隆区,并由此进入垂体门脉循环,再运到腺垂体,调节相应的腺垂体激素的分泌因为脑下垂体在功能上与下丘脑紧密相连,所以一般将下丘脑与垂体看作为一个完整的功能系统 2 垂体的功能结构 垂体位于大脑之下,有短柄(垂体柄)与脑底相连它深藏于蝶鞍背面的小骨腔(垂体窝)内,成年人的垂体像一颗大豌豆,重约0.6克垂体可分腺垂体和神经垂体两部分,它们在发生上、组织学上和功能上都不同(图2) 下丘脑-垂体系统 腺垂体的血液供应主要来自垂体门脉系统门静脉的两端都形成毛细血管网自颈内动脉发出的分枝进入正中隆起和垂体柄近端细分为毛细血管网,随后毛细血管又汇合形成数条平行的静脉,叫垂体门静脉,门静脉沿垂体柄前面和腹侧面下行到垂体前部后,在腺细胞之间形成丰富的血窦,腺细胞与血液之间仅以窦壁内皮细胞层和窦周围间隙相隔这个血管系统是下丘脑调节腺垂体的主要神经体液途径神经垂体的血液供应来自垂体下动脉两部分垂体的静脉血液通过数条静脉注入附近的静脉窦 垂体的神经支配来自颈上交感神经节的节后纤维和面神经的岩神经分支(副交感神经纤维);以上两种纤维可能都是血管运动神经;此外,还有下丘脑纤维,主要来自下丘脑的视上核和室旁核以及结节区和乳头体等处,统称下丘脑-垂体束。
根据解剖生理特点,将下丘脑-垂体束又分为视上-垂体束和结节-垂体束,它们是两个独立的神经分泌系统前者的纤维主要来自视上核和室旁核,止于神经部后者的纤维主要来自结节部,止于正中隆起和漏斗柄上述所有不同。