Sinonim: Thalamus ventralis.
- Hypo- (ὑπό): “Altında” veya “altında” anlamına gelir.
- Talamos (θάλαμος): “Oda” veya “iç oda” anlamına gelir.
Hipotalamus terimi, beyindeki talamusun altındaki konumunu yansıtan “odanın altında” anlamına gelir.
Hipotalamus, “alt odacık” anlamına gelir (Yunancada “alt” anlamına gelen hypo- ve “odacık” anlamına gelen thalamos kelimelerinden türemiştir), beyindeki küçük ama kritik bir yapıdır. Diensefalon‘da yer alır, talamusun altında yer alır ve üçüncü ventrikülün tabanını ve duvarlarının bir kısmını oluşturur. Hipotalamus, boyutuna rağmen homeostazisi korumada, endokrin ve sinir sistemlerini koordine etmede ve hayati bedensel işlevleri düzenlemede merkezi bir rol oynar.
Hipotalamusun Anatomisi
Yer:
- Hipotalamus, orta beyin‘de talamusun altında yer alır.
- Beyindeki sıvı dolu bir boşluk olan üçüncü ventrikülün** **tabanını ve yan duvarlarını oluşturur. – *Yan sınırlar*: Çevresindeki beyin yapılarından ayıran *iç kapsül* ile çevrilidir.
- Arka tarafta, mezensefalonun (orta beyin) **tegmentumuyla birleşir.
Ayrık Yapılar:
Hipotalamusun dış yüzeyi şunları içerir:
- Memeli gövdeler (corpus mamillare): Hafızada yer alan ve talamusa sinyal ileten iki yuvarlak yapı.
- Tuber cinereum: Hipofiz sapına bağlanan yükseltilmiş bir alan.
- İnfundibulum: Hipotalamusu hipofiz bezine bağlayan sap.
- Orta çıkıntı (eminentia mediana): Düzenleyici hormonların ön hipofize portal kan sistemine salındığı hipotalamusun bir parçası.
Nükleer Alanlar:
Hipotalamus, her biri farklı işlevlere sahip çeşitli çekirdeklerden oluşur:
- Ön Bölge:
- Supraoptik çekirdek: Su dengesini düzenleyen antidiüretik hormon (ADH/vazopressin) üretir.
- Paraventriküler çekirdek: Oksitosin ve kortikotropin salgılatıcı hormon (CRH) üretir.
- Suprakiasmatik çekirdek (SCN): Retinadan girdi alarak sirkadiyen ritimleri düzenler.
- Preoptik alan: Şunları içerir:
- Medial preoptik çekirdek: Üreme davranışını ve termoregülasyonu düzenler.
- Lateral preoptik çekirdek: Uyku-uyanıklık düzenlemesinde rol oynar.
- Orta (Tüberal) Bölge:
- Arkuat çekirdek: İştahı ve ön hipofiz fonksiyonunu düzenleyen hormonları salgılar (örn. GHRH, dopamin). – Ventromedial çekirdek: Tokluk merkezi olarak görev yapar ve yiyecek alımını kontrol eder.
- Dorsomedial çekirdek: Saldırganlık ve beslenme gibi davranışları düzenler.
- Arka Bölge:
- Memeli gövdeler: Hafıza işlemede rol oynar.
- Arka hipotalamik alan: Uyarılma ve otonomik işlevleri düzenler.
Hipotalamusun Fizyolojisi
Hipotalamus, kritik vücut işlevlerini düzenlemek için çeşitli sistemlerden (sinir, endokrin ve bağışıklık) gelen sinyalleri entegre eder. Bunlar şunları içerir:
1. Hormon Üretimi
- Kontrol (Düzenleyici) Hormonlar:
Bu hormonlar ön hipofiz bezini etkiler:- Salgılatıcı hormonlar: Hormon salgılanmasını uyarır:
- Gonadotropin salgılatıcı hormon (GnRH): FSH ve LH salınımını destekler.
- Büyüme hormonu salgılatıcı hormon (GHRH): Büyüme hormonu salgılanmasını uyarır.
- Tirotropin salgılatıcı hormon (TRH): TSH ve prolaktin salgılanmasını uyarır.
- Kortikotropin salgılatıcı hormon (CRH): ACTH salınımını uyarır.
- Engelleyici hormonlar: Hormon salgılanmasını baskılar:
- Somatostatin: Büyüme hormonu ve TSH salgılanmasını engeller.
- Dopamin: Prolaktin salgılanmasını engeller.
- Etkileyici Hormonlar:
- Oksitosin: Doğum sırasında rahim kasılmalarını ve emzirme sırasında süt atılımını düzenler.
- ADH (antidiüretik hormon/vazopressin): Suyu korumak için böbrekler üzerinde etki ederek su dengesini düzenler.
2. Homeostazın Düzenlenmesi
Hipotalamus, aşağıdakileri izleyerek ve düzenleyerek iç dengeyi korur:
- Osmoregülasyon: Hipotalamus, kan ozmolaritesini izleyen osmoreseptörler içerir. Osmolarite yüksek olduğunda, susuzluğu ve ADH salınımını tetikleyerek böbrekler tarafından su tutulmasını destekler.
- Termoregülasyon: Preoptik alan vücut sıcaklığını kontrol eder. Termoreseptörlerden gelen geri bildirime dayanarak ısı dağılımı (örn. terleme) veya ısı tutma (örn. titreme) mekanizmalarını harekete geçirir.
- Yiyecek ve Enerji Dengesi:
- Ventromedial çekirdek tokluk merkezi olarak görev yaparken, lateral hipotalamus açlığı uyarır.
- Arkuat çekirdek leptin (tokluk sinyali) ve ghrelin (açlık sinyali) gibi hormonlardan gelen sinyalleri entegre eder.
- Sirkadiyen Ritimler:
- Suprakiasmatik çekirdek (SCN) ana saattir ve uyku-uyanıklık döngülerini ve diğer günlük biyolojik ritimleri düzenler.
- Stres Tepkisi: Hipotalamus, CRH’yi serbest bırakarak hipotalamus-hipofiz-adrenal (HPA) eksenini aktive eder ve böbrek üstü bezlerinden kortizol salgılanmasına yol açar.
3. Sinir Bağlantıları
- Afferent Bağlantılar:
- Hipotalamus, limbik sistem, hipokampüs, talamus, retina ve omurilikten girdi alır ve duyusal ve duygusal bilgileri işlemesine olanak tanır.
- Efferent Bağlantılar:
- Çıktılar şunlara yönlendirilir:
- Talamus: Serebral kortekse sinyaller iletir.
- Retiküler oluşum: Otonomik işlevleri düzenler.
- Nörohipofiz (arka hipofiz): Oksitosin ve ADH’yi doğrudan serbest bırakır.
Geri Bildirim Mekanizmaları
Hormon salgılanması, negatif geri bildirim döngüleri tarafından sıkı bir şekilde düzenlenir:
- Örneğin, yüksek kortizol seviyeleri CRH ve ACTH salgılanmasını engelleyerek hormonal dengeyi korur. – Benzer şekilde, yüksek tiroid hormonları TRH ve TSH salınımını baskılar.
Klinik Önemi
Endokrin Bozuklukları:
- Hipotalamusun işlev bozukluğu hormonal dengesizliklere yol açabilir, örneğin:
- Diabetes insipidus: ADH eksikliğinden kaynaklanır, aşırı idrara çıkmaya ve susuzluğa yol açar.
- Hipopituitarizm: Ön hipofiz hormonlarını düzenlemede başarısızlık.
Davranış Bozuklukları:
- Hipotalamustaki lezyonlar iştahta, uykuda veya saldırganlıkta değişikliklere neden olabilir.
Otonom İşlev Bozuklukları:
- Hipotalamusta hasar, sıcaklık düzenlemesini ve kardiyovasküler homeostazı bozabilir.
Sirkadiyen Ritim Bozuklukları:
- SCN’nin bozulması uyku bozukluklarına veya mevsimsel duygusal bozukluğa (SAD) yol açabilir.
Keşif
1. Erken Anatomik Tanımlar (Galen, MS 2. Yüzyıl)
- Antik Yunan hekimi Galen, beyin çalışmalarında hipotalamik bölgeyi tanımlamıştır. Hipotalamusa isim vermese de, genel alanı, bedensel düzenlemede yer alan hayati sıvıları veya “pneuma”yı barındırdığına inandığı “ventriküler sistem” olarak adlandırdığı şeyin bir parçası olarak tanımladı.
- Galen’in çalışması, teorileri modern standartlara göre eksik olsa bile, beynin bedensel işlevlerdeki rolünün anlaşılması için temel oluşturdu.
2. Hipotalamusun Adlandırılması (1893)
- Hipotalamus terimi, 1893 yılında İsviçreli bir anatomist olan Wilhelm His Sr. tarafından türetildi.
- Yapıyı, talamusun altında bulunan diensefalonun belirgin bir bölgesi olarak tanımladı ve benzersiz anatomik konumunu vurguladı.
3. Hipotalamus ve Endokrin Kontrolü (1920’ler-1930’lar)
- Harvey Cushing (1921): Hipotalamus ile hipofiz bezi arasındaki bağlantıyı gösterdi. Araştırmaları, hipotalamusun hormonal işlevleri düzenlemede kritik bir rol oynadığını gösterdi ve modern nöroendokrinolojinin başlangıcını işaret etti.
- Ernst ve Berta Scharrer (1930’lar): Hipotalamusun, arka hipofiz bezi tarafından depolanan ve salgılanan oksitosin ve vazopressin gibi hormonları ürettiğini belirleyerek nöroendokrinoloji alanında öncülük etti.
4. Hipotalamik Hormonların Keşfi (1950’ler)
- Geoffrey Harris (1955): Hipotalamusun, hormonları salgılayarak ve inhibe ederek ön hipofiz bezini kontrol ettiğini gösterdi. Bu keşif, hipotalamusu endokrin sisteminin “ana düzenleyicisi” olarak belirledi.
- Sonraki çalışmalarda keşfedilen hormonlar:
- Tirotropin salgılatıcı hormon (TRH): Tiroid uyarıcı hormon (TSH) salınımını uyarır.
- Kortikotropin salgılatıcı hormon (CRH): Adrenokortikotropik hormon (ACTH) salınımını uyarır.
- Gonadotropin salgılatıcı hormon (GnRH): LH ve FSH gibi üreme hormonlarını düzenler.
5. Homeostaz ve Termoregülasyondaki Rolü (1960’lar-1970’ler)
- Carlton Coon ve Richard Wurtman tarafından 1960’larda ve 1970’lerde yapılan çalışmalar, hipotalamusun vücut sıcaklığını ve susuzluğu düzenlemedeki rolünü gösterdi:
- Preoptik alan, kan sıcaklığındaki değişikliklere yanıt veren vücudun “termostatı” olarak tanımlandı.
- Hipotalamustaki ozmoreseptörlerin, susuzluğu ve antidiüretik hormon (ADH) salgısını düzenleyerek sıvı dengesini kontrol ettiği bulundu.
6. Sirkadiyen Ritmler ve Suprakiasmatik Çekirdek (1972)
- Robert Moore ve Irwin Zucker (1972): Suprakiyasmatik çekirdeği (SCN) beynin ana sirkadiyen saati olarak tanımladı. – Çalışmaları, hipotalamusun ışık maruziyetinden gelen sinyalleri uyku, hormon salınımı ve metabolizmadaki günlük ritimleri düzenlemek için nasıl entegre ettiğini göstermiştir.
7. Hipotalamus ve Açlık Düzenlemesi (1990’lar)
- Jeffrey Friedman ve Douglas Coleman (1994): Yağ hücreleri tarafından üretilen leptin hormonunu ve hipotalamusa tokluk sinyali göndermedeki rolünü keşfetmiştir.
- Arkuat çekirdek ve ventromedial çekirdek açlık ve enerji dengesini düzenleyen temel merkezler olarak tanımlanmıştır ve leptin ve ghrelin kritik modülatörler olarak hareket etmektedir.
8. Nörogörüntüleme ve Genetikteki Modern Gelişmeler (2000’ler-Günümüz)
- Fonksiyonel MRI ve PET taramalarındaki gelişmeler, araştırmacıların hipotalamik aktiviteyi gerçek zamanlı olarak görselleştirmelerine olanak tanımış ve duygu, stres tepkisi ve bağımlılık gibi karmaşık süreçlerdeki rolünün daha iyi anlaşılmasını sağlamıştır.
- Genetik çalışmalar, hipotalamik genlerdeki mutasyonları (örneğin, leptin reseptörlerini veya TRH yollarını kodlayanlar) obezite, kısırlık ve hipotalamik disfonksiyon gibi durumlarla ilişkilendirmiştir.
İleri Okuma
- His, W. (1893). Die Anatomie menschlicher Embryonen. Leipzig: Hirzel. (Coined the term “hypothalamus” and described its anatomical position.)
- Cushing, H. (1921). Studies on the hypophysis cerebri. American Journal of Pathology, 1(4), 373-394. (Linked the hypothalamus to pituitary function.)
- Scharrer, E., & Scharrer, B. (1940). Neurosecretion. Journal of Comparative Neurology, 72(2), 319-349. (Pioneered the concept of hypothalamic hormone production.)
- Harris, G. W. (1955). Neural control of the pituitary gland. Physiological Reviews, 35(2), 382-392. (Demonstrated the hypothalamus controls anterior pituitary secretion.)
- Wurtman, R. J., & Axelrod, J. (1965). Control of enzymatic synthesis of adrenaline in the adrenal medulla by adrenal cortical steroids. Journal of Biological Chemistry, 240(8), 3174-3180. (Described stress and adrenal hormone regulation by the hypothalamus.)
- Moore, R. Y., & Eichler, V. B. (1972). Loss of a circadian adrenal corticosterone rhythm following suprachiasmatic lesions in the rat. Brain Research, 42(1), 201-206. (Identified the suprachiasmatic nucleus as the circadian clock.)
- Friedman, J. M., & Halaas, J. L. (1998). Leptin and the regulation of body weight in mammals. Nature, 395(6704), 763-770. (Explored the hypothalamus’s role in hunger regulation and leptin signaling.)
- Ganong, W. F. (2005). Review of Medical Physiology. McGraw-Hill Education. (Contains detailed chapters on hypothalamic functions and hormone regulation.)
- Berthoud, H. R., & Morrison, C. (2008). The brain, appetite, and obesity. Annual Review of Psychology, 59, 55-92. (Discusses hypothalamic regulation of hunger and energy balance.)
- Sadler, T. W. (2011). Langman’s Medical Embryology. Lippincott Williams & Wilkins. (Explains embryological development of the hypothalamus.)
- Saper, C. B., & Lowell, B. B. (2014). The hypothalamus. Current Biology, 24(23), R1111-R1116. (Modern overview of hypothalamic anatomy and physiology.)
- Paxinos, G., & Watson, C. (2014). The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. Academic Press. (Comprehensive atlas with insights into hypothalamic nuclei organization.)
- Rosenwasser, A. M., & Turek, F. W. (2015). Neurobiology of circadian rhythms. Sleep Medicine Clinics, 10(4), 403-412. (Detailed review of hypothalamic control of circadian rhythms.)
