探索脑4 下丘脑

第二章发现之旅

第三节下丘脑的功能一、下丘脑概述下丘脑的结构和功能联系：外侧区、内侧区、室周区外侧区和内侧区与脑干和端脑有广泛的联系，主要参与摄食、饮水等动机性行为、水平衡调节、自稳态和体温调节。室周区：室交叉上核（昼夜节律）；调控自主神经系统的神经元；具有神经分泌功能的神经元。二、下丘脑的功能（一）调节内分泌功能肾脏和脑之间的联系应激反应：生理、心理和情感的刺激，或机体遭遇伤害↓下丘脑室周区产生CRH进入下丘脑—腺垂体系统↓促进腺垂体释放ACTH进入血循环↓肾上腺皮质释放皮质醇皮质醇能直接作用于下丘脑（二）调控自主神经系统

(autonomicnervoussystem,ANS)ANS指广泛分布于内脏器官的，相互连接的神经元网络。“自主”来源于希腊语autonomia，意思是“独立”。

下丘脑是ANS节前神经元的主要调节者。下丘脑接受机体状况各种信息并进行整合，预见机体某些需要，进而协调神经和内分泌的活动。交感：迎战和逃避副交感：加强消化、减慢心率

ANS功能自动完成并能高度协调交感神经与副交感神经支配的组织：腺体、平滑肌和心肌支配分泌腺（汗腺、消化腺、泪腺等）

支配心脏和血管平滑肌

支配支气管平滑肌

调节肝脏、胃肠道和胰腺消化功能和代谢

调节肾脏、膀胱功能

调节生殖器和生殖器官的性反应

与机体免疫系统相互作用交感神经与副交感神经的作用一般是相互拮抗的。交感神经在危急时活动最强，产生的行为表现，被医学概括为4个F：fight格斗，flight逃避，fright惊恐，sex性与性欲。副交感神经促进各种非4F过程，如消化、生长、免疫反应和能量储存。交感神经强烈动员机体，以损害机体长时程健康为代价实现短时程应急副交感神经平和地活动，保证机体长时程的良好状态因此交感和副交感不可能同时强烈兴奋，因为其目标是矛盾的。那么中枢怎样在兴奋一个系统的同时抑制另一个系统的活动呢？（三）视交叉上核（SCN）一种脑时钟（生物节律控制）双侧切除SCN将消除活动、睡眠觉醒、进食饮水的昼夜节律；

给仓鼠移植新的SCN可以在2-4周内恢复节律；

没有SCN，脑内在节律将永不恢复。睡眠和觉醒的生理性昼夜节律生物钟不是天文性而是生物性的但在环境钟里，动物活动变得与昼夜节律合拍并保持24h循环哺乳动物被完全剥夺环境钟，就会调整活动休息节律，通常长于或短于24h，称为自由运行节律。SCN通过视网膜—下丘脑通路来完成控制生物钟的功能突变仓鼠的生物钟黄金仓鼠是遵循生理昼夜节律非常严格的动物，即使长时间处于黑暗环境，他们仍可持续数周按24.1h的周期按时入睡和觉醒、进食饮水和在玩具车上跑动。通过杂交繁殖发现，短节律周期仓鼠含有突变基因tau拷贝，携带两个tau基因拷贝的动物自由运行周期只有20h。毁损一只没有遗传问题仓鼠的SCN，再移植一个具有突变tau基因拷贝的SCN，节律周期会变为22h；若移植的SCN含有两个突变tau基因拷贝，节律将变为20h。相应的，正常仓鼠喜欢在晚间活动，但多数tau突变动物不能与24h节律合拍，他们的活动周期在明暗循环中不断发生偏移。

由于仓鼠遗传学资料稀少，学者将小鼠作为研究对象。通过对小鼠基因突变的诱导，对生理性昼夜节律突变种进行遗传学筛选。Clock基因

最终发现并命名了昼夜节律性自主运转输出周期缺陷基因（Clok）突变。这种突变种的昼夜节律从24h延长到28h，且在没有昼夜交替的持续黑暗或光亮的情况下节律性完全丧失。（四）情绪与下丘脑习得性恐惧的神经环路猫下丘脑受刺激产生假怒反应刺激下丘脑内侧部产生恐吓进攻刺激下丘脑外侧部诱发无声撕咬攻击能量平衡与体脂（五）瘦素、摄食行为与下丘脑下丘脑室周区监测到脂肪细胞释放的激素（瘦素）水平下降时，便激发下丘脑外侧区的摄食行为的发生。ob/ob基因转录翻译的瘦素(脂肪产生的一种激素)作用于下丘脑，调节体重美国A.W.Hetherington和S.W.Ranson1940年发表开创性研究成果双侧毁损下丘脑腹内侧核区引起过度进食导致肥胖饱中枢双侧毁损下丘脑外侧区导致厌食饥锇中枢对摄食控制有重要作用的下丘脑核团室旁核下丘脑下丘脑外侧区弓状核能量平衡对脑的重要性细胞摄取葡萄糖必须在胰岛素帮助下完成皮下注射胰岛素治疗糖尿病时胰岛素过量，将导致血糖水平骤降，脑细胞葡萄糖供应不足，导致出汗、震颤、焦虑、眩晕、复试，甚至谵妄、惊厥和意识丧失，临床称为胰岛素休克。（六）饮水行为与下丘脑两种不同的生理信号刺激饮水行为：血容量降低，产生容量性口渴血中溶解物浓度升高，产生高渗性口渴血容量降低触发口渴的通路：