Podwzgórze to obszar mózgu zaliczany do międzymózgowia. Ta niewielka struktura znajduje się pomiędzy skrzyżowaniem nerwów wzrokowych a ciałami suteczkowatymi. Składa się z wielu jąder które pełnią wiele istotnych funkcji. Mówi się, że podwzgórze jest ośrodkiem integrującym działalność trzech układów: somatycznego, wegetatywnego oraz hormonalnego. Działanie podwzgórze odpowiada więc za homeostazę całego organizmu.
Do funkcji pełnionych przez podwzgórze zaliczamy :
- Kontrola rytmu dobowego
- Kontrola gospodarki wodno-elektrolitowej
- Kontrola bilansu energetycznego
- Termoregulacja
- Kontrola ilości spożywanych pokarmów przez regulacje uczucia głodu oraz sytości
- Regulacja stężenia glukozy we krwi
- Regulacja czynności układu krążenia
- Kontrola układu hormonalnego
Podwzgórze
Umiejscowienie i połączenia funkcjonalne podwzgórza przyczynia się do ścisłych powiązań z układem emocjonalnym oraz autonomicznym. Podwzgórze wchodzi w skład układu limbicznego, który generuje i reguluje emocje oraz popędy. Funkcje podwzgórza są również ściśle skorelowane z przysadką mózgową, ponieważ podwzgórze może wydzielać hormony regulujące pracę przysadki mózgowej, a przez nią wpływać na regulację homeostazy organizmu.
Korelacja pracy podwzgórza z pracą przysadki przyczyniła się do wyodrębnienia osi, poprzez które podwzgórze razem z przysadką mogą wpływać na funkcje ustroju. Hormony części guzowatej podwzgórza mogą regulować wydzielanie hormonów przedniego płata przysadki. Podwzgórze jest w stanie, w zależności od potrzeb organizmu wydzielać liberyny czyli substancje pobudzające przysadkę lub statyny hamujące pracę przysadki.
Oś podwzgórze-przysadka-nadnercza wpływa na odpowiedź organizmu na stres oraz reakcje walki lub ucieczki. Działanie tej osi opiera się o regulacje wydzielania przez podwzgórze kortykoliberyny uwalniającej z przedniego płata przysadki kortykotropinę, która przetransportowana do kory nadnerczy powoduje uwalnianie glukokortykoidów (m.in. kortyzolu). Objawy uaktywnienia tej osi to: zwiększenie stężenia glukozy we krwi oraz przyspieszenie rozkładu kwasów tłuszczowych do ciał ketonowych.
Oś podwzgórze-przysadka-gonady reguluje funkcje i procesy płciowe człowieka. Podwzgórze może wydzielać gonadoliberyny, które powodują uwalnianie z przysadki gonadotropin. Gonadotropiny oddziałują bezpośrednio na gonady przyczyniając się wydzielania męskich lub żeńskich hormonów płciowych. Regulacja wydzielania hormonów płciowych przyczynia się również do regulacji procesów rozmnażania, rozrodu oraz popędu płciowego
Podwzgórze a hormony
Istnieje również mechanizm współdziałania podwzgórza i przysadki w regulacji wydzielania hormonów poprzez oś podwzgórze-przysadka-tarczyca. Praca tej osi opartna jest na wydzielaniu przez podwzgórze tyreoliberyny, która oddziałując na przysadkę powoduje uwolnienie hormonu tyreotropowego. Hormon tyreotropowy przyczynia się do uwalniania do krwi fT3 oraz fT4, hormonów regulujących wiele funkcji w ustroju.
Dzięki zdefiniowaniu zależności w układzie podwzgórze-przysadka-tarczyca, na podstawia stężenia we krwi hormonu tyreotropowego lub hormonów fT3 oraz fT4 można bardzo dokładnie określić przyczynę nieprawidłowości w wydzielaniu hormonów tarczycy. Warto również wspomnieć o mechanizmie ujemnego sprzężenia zwrotnego. Mechanizm ten polega na zwrotnym hamowaniu wydzielania liberyn przez podwzgórze, przez duże stężenia hormonów wydzielanych przez tarczycę.
Regulacja rytmu dobowego przez podwzgórze również jest możliwa ze względu na jego lokalizację w mózgu. Jądro nadskrzyżowaniowe, leżące tuż nad skrzyżowaniem nerwów wzrokowych otrzymuje projekcję z komórek zwojowych siatkówki. Komórki zwojowe siatkówki wraz z listkiem ciała kolankowatego bocznego tworzą ośrodkowy układ regulujący rytm dobowy. Światło, które pada na siatkówkę oka determinuje wydzielanie melatoniny przez szyszynkę. Długość trwania okresu światła oraz ciemności jest jednym z elementów wpływających na regulacje zegara biologicznego człowieka.
Podwzgórze pełni również bardzo istotną rolę w kontroli bilansu energetycznego oraz kontroli przyjmowania pokarmów. W podwzgórzy zlokalizowane są ośrodki głodu oraz sytności. Docierające do podwzgórza sygnały płynące z otoczenia mogą powodować pobudzenia poszczególnych ośrodków w zależności od sytuacji. Widok i zapach jedzenia w połączeniu z niskim stężeniem glukozy we krwi może spowodować pobudzenie ośrodka głodu w podwzgórzu i wywołanie uczucia głodu.
Jako że podwzgórze jest ściśle skorelowane z układem limbicznym, stres również może oddziaływać na proces przyjmowania pokarmów, wywołując u jednych osób nadmierne przyjmowanie pokarmów w sytuacji stresowej, a u innych zaprzestanie przyjmowania pokarmów w takich sytuacjach. Wysokie stężenie glukozy we krwi oraz pobudzenie komórek trawiennych powoduje pobudzenie ośrodka sytości w podwzgórzu. Warto również wspomnieć że sygnał o zaspokojeniu potrzeb energetycznych organizmu dociera do podwzgórza po około 30 minutach od spożycia posiłku, co może przyczyniać się do spożywania nadmiernej ilości pokarmów.
