探索腦4 下丘腦

第二章發(fā)現(xiàn)之旅

第三節(jié)下丘腦的功能一、下丘腦概述下丘腦的結(jié)構(gòu)和功能聯(lián)系：外側(cè)區(qū)、內(nèi)側(cè)區(qū)、室周區(qū)外側(cè)區(qū)和內(nèi)側(cè)區(qū)與腦干和端腦有廣泛的聯(lián)系，主要參與攝食、飲水等動機性行為、水平衡調(diào)節(jié)、自穩(wěn)態(tài)和體溫調(diào)節(jié)。室周區(qū)：室交叉上核（晝夜節(jié)律）；調(diào)控自主神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元；具有神經(jīng)分泌功能的神經(jīng)元。二、下丘腦的功能（一）調(diào)節(jié)內(nèi)分泌功能腎臟和腦之間的聯(lián)系應(yīng)激反應(yīng)：生理、心理和情感的刺激，或機體遭遇傷害↓下丘腦室周區(qū)產(chǎn)生CRH進入下丘腦—腺垂體系統(tǒng)↓促進腺垂體釋放ACTH進入血循環(huán)↓腎上腺皮質(zhì)釋放皮質(zhì)醇皮質(zhì)醇能直接作用于下丘腦（二）調(diào)控自主神經(jīng)系統(tǒng)

(autonomicnervoussystem,ANS)ANS指廣泛分布于內(nèi)臟器官的，相互連接的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)?！白灾鳌眮碓从谙ＥD語autonomia，意思是“獨立”。

下丘腦是ANS節(jié)前神經(jīng)元的主要調(diào)節(jié)者。下丘腦接受機體狀況各種信息并進行整合，預(yù)見機體某些需要，進而協(xié)調(diào)神經(jīng)和內(nèi)分泌的活動。交感：迎戰(zhàn)和逃避副交感：加強消化、減慢心率

ANS功能自動完成并能高度協(xié)調(diào)交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)支配的組織：腺體、平滑肌和心肌支配分泌腺（汗腺、消化腺、淚腺等）

支配心臟和血管平滑肌

支配支氣管平滑肌

調(diào)節(jié)肝臟、胃腸道和胰腺消化功能和代謝

調(diào)節(jié)腎臟、膀胱功能

調(diào)節(jié)生殖器和生殖器官的性反應(yīng)

與機體免疫系統(tǒng)相互作用交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)的作用一般是相互拮抗的。交感神經(jīng)在危急時活動最強，產(chǎn)生的行為表現(xiàn)，被醫(yī)學(xué)概括為4個F：fight格斗，flight逃避，fright驚恐，sex性與性欲。副交感神經(jīng)促進各種非4F過程，如消化、生長、免疫反應(yīng)和能量儲存。交感神經(jīng)強烈動員機體，以損害機體長時程健康為代價實現(xiàn)短時程應(yīng)急副交感神經(jīng)平和地活動，保證機體長時程的良好狀態(tài)因此交感和副交感不可能同時強烈興奮，因為其目標(biāo)是矛盾的。那么中樞怎樣在興奮一個系統(tǒng)的同時抑制另一個系統(tǒng)的活動呢？（三）視交叉上核（SCN）一種腦時鐘（生物節(jié)律控制）雙側(cè)切除SCN將消除活動、睡眠覺醒、進食飲水的晝夜節(jié)律；

給倉鼠移植新的SCN可以在2-4周內(nèi)恢復(fù)節(jié)律；

沒有SCN，腦內(nèi)在節(jié)律將永不恢復(fù)。睡眠和覺醒的生理性晝夜節(jié)律生物鐘不是天文性而是生物性的但在環(huán)境鐘里，動物活動變得與晝夜節(jié)律合拍并保持24h循環(huán)哺乳動物被完全剝奪環(huán)境鐘，就會調(diào)整活動休息節(jié)律，通常長于或短于24h，稱為自由運行節(jié)律。SCN通過視網(wǎng)膜—下丘腦通路來完成控制生物鐘的功能突變倉鼠的生物鐘黃金倉鼠是遵循生理晝夜節(jié)律非常嚴格的動物，即使長時間處于黑暗環(huán)境，他們?nèi)钥沙掷m(xù)數(shù)周按24.1h的周期按時入睡和覺醒、進食飲水和在玩具車上跑動。通過雜交繁殖發(fā)現(xiàn)，短節(jié)律周期倉鼠含有突變基因tau拷貝，攜帶兩個tau基因拷貝的動物自由運行周期只有20h。毀損一只沒有遺傳問題倉鼠的SCN，再移植一個具有突變tau基因拷貝的SCN，節(jié)律周期會變?yōu)?2h；若移植的SCN含有兩個突變tau基因拷貝，節(jié)律將變?yōu)?0h。相應(yīng)的，正常倉鼠喜歡在晚間活動，但多數(shù)tau突變動物不能與24h節(jié)律合拍，他們的活動周期在明暗循環(huán)中不斷發(fā)生偏移。

由于倉鼠遺傳學(xué)資料稀少，學(xué)者將小鼠作為研究對象。通過對小鼠基因突變的誘導(dǎo)，對生理性晝夜節(jié)律突變種進行遺傳學(xué)篩選。Clock基因

最終發(fā)現(xiàn)并命名了晝夜節(jié)律性自主運轉(zhuǎn)輸出周期缺陷基因（Clok）突變。這種突變種的晝夜節(jié)律從24h延長到28h，且在沒有晝夜交替的持續(xù)黑暗或光亮的情況下節(jié)律性完全喪失。（四）情緒與下丘腦習(xí)得性恐懼的神經(jīng)環(huán)路貓下丘腦受刺激產(chǎn)生假怒反應(yīng)刺激下丘腦內(nèi)側(cè)部產(chǎn)生恐嚇進攻刺激下丘腦外側(cè)部誘發(fā)無聲撕咬攻擊能量平衡與體脂（五）瘦素、攝食行為與下丘腦下丘腦室周區(qū)監(jiān)測到脂肪細胞釋放的激素（瘦素）水平下降時，便激發(fā)下丘腦外側(cè)區(qū)的攝食行為的發(fā)生。ob/ob基因轉(zhuǎn)錄翻譯的瘦素(脂肪產(chǎn)生的一種激素)作用于下丘腦，調(diào)節(jié)體重美國A.W.Hetherington和S.W.Ranson1940年發(fā)表開創(chuàng)性研究成果雙側(cè)毀損下丘腦腹內(nèi)側(cè)核區(qū)引起過度進食導(dǎo)致肥胖飽中樞雙側(cè)毀損下丘腦外側(cè)區(qū)導(dǎo)致厭食饑鋨中樞對攝食控制有重要作用的下丘腦核團室旁核下丘腦下丘腦外側(cè)區(qū)弓狀核能量平衡對腦的重要性細胞攝取葡萄糖必須在胰島素幫助下完成皮下注射胰島素治療糖尿病時胰島素過量，將導(dǎo)致血糖水平驟降，腦細胞葡萄糖供應(yīng)不足，導(dǎo)致出汗、震顫、焦慮、眩暈、復(fù)試，甚至譫妄、驚厥和意識喪失，臨床稱為胰島素休克。（六）飲水行為與下丘腦兩種不同的生理信號刺激飲水行為：血容量降低，產(chǎn)生容量性口渴血中溶解物濃度升高，產(chǎn)生高滲性口渴血容量降低觸發(fā)口渴的通路：