HIPOTALAMUSGradja i veze hipotalamusa

Hipotalamus je struktura smjestena na bazi mozga, koja pripada medjumozgu, zauzima oko 1% volumena mozga. Hipotalamus povezuje tegmentum mezencefalona sa septalno-preoptikim podrujem mediobazalnog telencefalona u koji se nastavlja iduci prema rostralno. Hipotalamus se moze podijeliti u periventrikularno-medijalnu zonu i lateralnu zonu. Periventrikularnu zonu cini tanki subependimalni sloj neurona i aksona dok medijalnu zonu gradi neuroendokrino podruje hipotalamusa I u njemu razlikujemo prednji ili supraopticki dio, srednji ili tuberoinfundibularni dio I zadnji ili mamilarni dio. Supraopticki dio sadrzi magnocelularna jedra (supraopticko i paraventrikularno jedro, suprahijazmatsko jedro i prednje jedro hipotalamusa) koje stvaraju i sekretuju oksitocin i vazopresin u krvotok prema neurohipofizi. Tuberoinfundibularni dio sadrzi parvocelularna jedra (infundibularno, ventromedijalno, dorzomedijalno jedro) koji luce hormone koji kontrolisu sekreciju hormona adenohipofiza (Hipotalamiki hipofizeotropni hormoni - tkz hormoni kocenje i oslobadjanja) u portalni krvotok prema adenohipofizi. Mamilarni dio (mamilarni kompleks jedara i zadnje jedro hipotalamusa) nalazi se na granici hipotalamusa prema subtalamusu, Lateralnu zonu hipotalamusa grade vlakna glavnog asocijativnog snopa mozdanog stabla, (MFB - medial forebrain bundle) ili fasciculus telencephalicus medialisa, koji povezuje tegmentum mozdanog stabla, hipotalamus, septalno podrucje i limbicku kore. MFB grade aksoni iz razliitih izvora: iz nc raphe (serotoninergicki), lokus ceruleusa i retikularne formacije mesencefalona (noradrenergicki), aksoni neurona tegmentuma mozdanog stabla (holinergicki) i centralne sive mase mesencefalona, itd.Eksperimenti sa tehnikom samo-stimulacije su pokazali da lateralni hipotalamus ima najvei broj mesta sa kojih se uzrokuje oseaj zadovoljstva, prijatnosti (nagrada) u poreenju sa bilo kojim drugim delom mozga. Veze hipotalamusa dijelimo na vanjske i unutrasnje, na jednosmjerne i dvosmjerne kao i na aferentne i eferentne veze. Veina neuronskih veza hipotalamusa su dvosmjerne, ulaze u sastav MFB, FLD (fasciculus longitudinalis dorsalis), mamilotegmentalnog snopa, postkomisurnog forniksa i strije terminalis, ali postoje i dvije unilateralne veze hipotalamusa; retinohipotalamicka vlakna i hipotalamo-hipofizni sistem aksona. Retinohipotalamicka vlakna iz opticke hijazme ulaze u prednje podruje hipotalamusa i zavre u suprahijazmatskoj jezgri (SCN), a predstavljaju put kojim svjetlo moe imati uticaj na endogene bioloske ritmove.Aferentne veze neuroendokrinog hipotalamusa dolaze iz MFB, limbicke kore i amigdaloidnog kompleksa, tu spadaju i vlakna koja povezuju retinu i SCN. Eferentne veze neuroendokrinog hipotalamusa usmjerene su ka hipofizi. Veze mamilarnog i lateralnog hipotalamusa usmjerene su prema prefrontalnom korom, limbickim sistemom i tegmentumom mozdanog stabla. Reciprone veze (lateralnog) hipotalamusa (uglavnom prizivanje programa) sa temporalnim i frontalnim korteksom su znaajne za integraciju (determinacija ponaanja) percepcije i procenu signala iz spoljanjeg sveta sa sadrajem memorije. Neuroni hipotalamusa organizovani su u brojne neuronske krugove Hipotalamo-hipofizni neuroendokrini kompleks

Neurosekrecija predstavlja funkcije neurosekretornih ili neuroendokrinih neurona koji imaju tipine karakteristike nervne celije (akson, dendriti, sinapse, mogucnost generisanja kondukcije akcionog potencijala) ali i svojstva endokrinih celija (sintetisu peptide i lue ih u krvotok). Isti se ti peptidi mogu luiti u sinaptiku pukotinu, kada dovode do trajnijih promjena ekscitabilnosti neurona tj efikasnosti sinapticke transmisije.

Neurosekretorni neuroni hipotalamusa imaju ulogu pretvaraa nervnih signala u hormonske signale, oni stvaraju razlicite hormone, koji aksoplazmatskim transportom dospjevaju do infundibuluma, a potom se izluuju u kapilare adenohipofize i neurohipofize. Pri tome gotovo svaki neuron stvara vie od jednog peptida.

Tokom sinteze hipotalamikih hormona prvo nastaje pre-prohormon, od kojeg se odcijepi prohormon, koji u sekretornim mjehuriima putuje du aksona i podljeze ogranicenoj proteolizi na manje, bioloki aktivne peptide koji se izluuju u krvotok. Oksitocin i ADH su vezani tokom aksoplazmatskog transporta za protein/nosac, neurofizin, koji se od ovih hormona odcjepi tek tokom sekrecije i sekretuje se sa njima u kapilare neurohipofize.

Manji dio neurosekretornih neurona hipotalamusa oblikuju magnocelularni sistem jedara, koji sintetisu oksitocin i vazopresin. Aksoni koji polaze iz ovih jedara oblikuju tractus supraopticoneurohypophysialis i zavravaju na kapilarama neurohipofize. Veina neurosekretornih neurona hipotalamusa formiraju parvocelularni sistem jedara hipotalamusa koji sekretuju hipotalamike hipofizeotropne hormone. Ovi hormoni ulaze u fenestrirane kapilare portalne cirkulacije u podrucju eminencije medijane, koja sadri malo neurona ali mnogo nervnih zavretaka iz drugih podruja hipotalamusa, u neposrednoj blizini kapilarne petlje od koje polaze hipotalamohipofizarni portalni krvotok. Hipotalamiki hipofizeotropni hormoni funkcioniu kao signalne molekule u drugim delovima mozga, retini i autonomnom nervnom sistemu.

Hipotalamiki hipofizeotropni hormoni dijele se na hormone oslobadjanja ili liberine (engl. releasing hormones RH) i hormone kocenje ili statine (engl. inhibiting hormones, IH). Liberini stimulisu luenje hormona adenohipofize, ovdje spadaju gonadoberin (gonadotropin-releasing hormone, GnRH) koji stimulise sekreciju FSH i LH, kortikoliberin (corticotropin- releasing hormone, CRH) koji stimulise sekreciju ACTH, tiroliberin (thyrotropin-releasing hormone, TRH) koji stimulise sekreciju TSH i prolaktina iz adenohipofize kao i somatoliberin (growth hormone-releasing hormone, GHRH) koji stimulise sekreciju hormona rasta (GH). Statini inhibiraju luenje hormona adenohipofize, ovdje spadaju prolaktostatin (PIH, prolactin-inhibiting hormone) koga predstavlja dopamin, nepeptidni produkt parvocelularnog sistema neurona hipotalamusa i somatostatin (GHIH ili GIH, growth hormone-inhibiting hormone) koji inhibise sekreciju GH i TSH. U regulaciju lucenja hormona adenohipofize osim navedenih hormona, ukljucen je i veci broj neurotransmitera i neuropeptida hipotalamickog i ekstrahipotalamickog porijekla. Statini i liberini hipotalamusa dospjevaju aksoplazmatskim transportom duz tractus tuberoinfundibularis u krv portalnog krvotoka u infundibularnom dijelu adenohipofize, pa je njihovo djelovanje parakrino, dok se u sistemski krvotok izluuju jedino hormoni adenohipofize, koji predstavljaju klasicne endokrine hormone. Veina hormona hipotalamusa ne lui se neprekidno, nego periodiki, tokom iznenadnih pulseva salve akcionih potencijala neurosekretornih neurona, pa koncentracije hipofiznih hormona u krvi periodino osciliraju tokom 24 sata. GnRH, zapocinje sekreciju na pocetku puberteta, i u oba pola ova sekrecija se javlja u periodicnim pulsevima svako 1 do 2 sata. Uloge hipotalamusa

Hipotalamus prima informacije o promjenama koje se desavaju u unutrasnjoj I vanjskoj sredini organizma posredstvom brojnih receptora smjestenih na periferiji ili u hipotalamusu, analizira ih, i na osnovu toga ucestvuje u izboru akcije potrebne za njihovu korekciju, te konacno ucestvuje u provodjenju donesenih odluka posredstvom razlicitih efektornih mehanizama cije funkcionisanje kontrolise.

I drugi dijelovi mozga ucestvuju u odravanju homeostaze unutrasnje sredine, njihovo djelovanje se medjutim odvija uglavnom posredstvom hipotalamusa ili kontrolom ponaanja koja uticu na desavanja u vanjskoj ili unutrasnjoj sredini organizma, kao sto su npr. aktivnosti vezane za zagrijavanje, npr. Oblacenje odjece, ukljucivanje grijalice, zatvaranje prozora, lozenje vatre kada se organizam nadje u prostoriji sa niskom temperaturom itd.Hipotalamus ima za zadacu da integrise razliite osjetne, motorne I autonomne reakcije u cjelovite obrasce ponaanja, a takodje i da usklauje emocionalna stanja s nainom njihovog izraavanja. To je moguce buduci da hipotalamus predstavlja dio neuronskih krugova, koji su znacajni za povezivanje svjesnih vidova emocionalnog ponaanja sa pridruenim podsvjesnim autonomnim reakcijima, kao sto su stid I crvenilo lica, strah I lupanje srca, suvoca usta ili vlazenje dlanova.

Istrazivanja su pokazala da se elektricnim podraivanjem hipotalamusa mogu izazvati brojne autonomne reakcije, kao sto su promjena srane frekvence ili arterijskog pritiska, pokretljivosti crijeva, kontrakcije mokranog mjehura itd. Elektrinim draenjem lateralnog hipotalamusa u make mogu se izazvati somatske reakcije karakteristine za stanje bijesa (npr siktanje, reanje), ak I kod nepostojanja protivnika. Neuronski krugovi hipotalamusa ukljuceni su i u druge reakcije kao sto je regulacija luenja oksitocina tokom dojenja, djelovanje hormona mehanizmom negativne povratne sprege u cilji inhibicije daljeg vlastitog stvaranja, direktnom inhibicijom neurona hipotalamusa ili endokrinih celija adenohipofize, uticaj mozdane aktivnosti na sekreciju hormona hipotalamusa, uticaj cirkulisucih hormona na aktivnost neurona telencefalona (hormoni krvlju dospijevaju u sva podruja mozga, a dio hormona prolazi krvno-modanu barijeru i dospijeva u izvancelijsku tecnost ili cerebrospinalni likvor) itd.Limbicki kontinuum

Limbiki sistem regulie izbor programa ponaanja, iz njega potiu nae nagonsko ponaanje, motivacija i emocije (tkz. unutranji svijet). U hipotalamusu se realizuje program koji odreuje vrstu ponaanja, tj. aktiviraju se hormoni, autonomni i somatski nervni sistem kao orue za aktivaciju ili inhibiciju odgovarajueg perifernog organa ili strukture. Vanjski i unutranji signali konvergiraju prema limbikom sistemu i hipotalamusa koji imajau zadatak da integriu endokrine, autonomne i somatske funkcije u organizovane obrasce ponaanja koji odgovaraju unutranjem emocionalnom stanju jedinke, osiguraju njeno preivljavanje i reprodukciju. Iako anatomski hipotalamus ne pripada limbikom sistemu; funkcionalno on je neodvojiv njegov dio, jer upravlja ekspresijom emocija. Hipotalamus predstavlja znacajnu strukturu razliitih neuronskih krugova limbikog sistema. Septalno-preoptiko podruje, hipotalamus i limbiko polje mezencefalona sacinjavaju limbicki kontinuum, kontinuiran rostrokaudalni niz sive i bijele mozdane mase postavljene uz medijalnu liniju, znacajan u kontroli emocionalnog ponasanja. Limbicki kontinuum posjeduje opsezne veze s amigdalama, hipokampusom, mediobazalnim telencefalonom i mirisnim sistemom.

Hipotalamus moe da pokrene odbrambeno ponaanje (alarmna reakcija, reakcija napada ili povlaenja) koja ukljuuje povean protok krvi kroz miie, porast krvnog pritiska, frekvence respiracije, vazokonstrikciju u gastrointestinalnom traktu, itd. ponaanje povezano sa reprodukcijom jedinke koje ukljuuju centralnu kontrolu polnog odnosa, neuronske mehanizme koji posreduju seksualnu aktivnost, hormonsku regulaciju trudnoe itd. Neurobiologija biolokih ritmova

U bioloskim sistemima odvijaju se brojne ritmicke promjene intenziteta aktivnosti koje se nazivaju bioloski ritmovi. Pod tim pojmom se podrazumjevaju vlastiti (endogeni) cikluse, koji postoje neovisno o bilo kom parametru u okolini (uslovima rasvjete, temperature, buke itd).Sisari posjeduju nekoliko struktura koje sinhronizovanom akcijom ucestvuju u nastanku bioloskih ritmova: oscilator ili bioloski sat (generator ritma), aferentne puteve kojim parametri vanjske okoline i odredjene druge funkcije CNS mogu donekle uticati na funkciju oscilatora i izlazni putevi kojima oscilator omogucava ritmicko odvijanje bioloskog procesa. Kada se neki parametar ciklicno mjenja u periodu od priblizni jedne godine govorimo o endogenom cirkanualnom ritmu. U bioloske ritmove ciji period oscilovanja odgovara priblizno jednom mjesecu a koje nazivamo cirkumlunarni ritmovi spada menstrualni ciklus zene.

Ritmove koji se smjenjuju priblizno svako 24h, se nazivaju cirkadijalni i ovdje spadaju ritmovi budnosti i spavanja, unos hrane i vode, tjelesne temperature, sekrecije hormona, volumen izluene mokrae, osjetljivost na lijekove i niza drugih bioloskih varijabli. U eksperimentalne ivotinje, ciklus budnosti i spavanja bitno se ne mjenja ni nakon desavanja koji uobicajeno snazno mjenjaju opsti nivo aktivnosti: kao sto su oslijepljivanja, dugo gladovanje i e, odstranjivanja endokrinih lijezda ili veih modanih podruja.

Bioloski ritmovi sa odredjenom periodom ponavljanja u sisara upravljaju sezonskim promjenama ponaanja, npr. periodima parenja, zimskim snom (hibernacijom) i najvjerovatnije su sinhronizovani sa promjenama godisnjih doba usljed kruzenja zemlje oko sunca a predstavljaju osnovu nastanka bioloskih sezona bioloske zime i bioloskog ljeta koje priblizno odgovaraju kalendarskim periodima.U bioloske ritmove veoma kratkih perioda spadaju npr: aktivnost mozdanih celija prikazana u vidu EEG, srcani ciklus, pokreti digestivnog sistema itd. Bioloki sat cirkadijalnog ritma posjeduje slobodni ritam, koji iznosi priblizno 24 sata i 30-45 minuta, pa ga treba svakog dana iznova podesiti, nekim vanjskim podrazajem. Organizam za tu svrhu koristi kao sinhronizator endogenog ritma i egzogenih ciklusa, vanjsko ciklino deavanje, kao sto su smjene dana i noci u razliitim godinjim dobima, trajanje prirodnog svjetla, promjene temperature okoline. Za kopnene ivotinje, dominantni sinhronizator je svjetlost, a za veinu morskih ivotinja je izmjena plime i oseke. Znacaj bioloskih ritmova nije poznat. Kako homeostatska regulacija ima sposobnost predvidjanje i moe se pokrenuti prije nego se pojavi fizioloki deficit, vjerovatno satni mehanizam ukljuuje i iskljuuje fizioloke bihevioralne odgovore pre nego se pojavi potreba ili deficit tkiva, kada je na osnovu iskustva poznat ritam odvijanja odredjenih bioloskih pojava.Endogeni bioloski oscilator suprahijazmatska jedra

Suprahijazmatska jedra (SCN = nucleus suprachiasmaticus) generise i koordinise mnoge cirkadijalne ritmove, a takodje je ukljuena i u sezonsku kontrolu brojnih funkcija. Ljudska SCN predstavlja skup parvocelularnih neurona u preoptikom podruju hipotalamusa, dorzalno od hijazme vidnog ivca. Dorzalni dio SCN sadri brojne neurone koji stvaraju vazopresin, dok njen centralni sadri brojne neurone koji stvaraju vazoaktivni intestinalni polipeptid (VIP).Aksoni neurona iz SCN se projektuju unutar SCN (interneuroni), ostale neurone hipotalamusa I nekoliko podrucja izvan hipotalamusa, ukljucujuci epifizu. Najveca projekcija iz SCN odlazi ka subparaventrikularnoj regiji hipotalamusa, koja ima bogate veze sa limbickim sistemom.

Neuroni dorsomedijalne SCN pokazuju endogenu priblizno 24 satnu periodu oscilacije koja ostaje nepromjenjena i u uslovima konstantnog mraka. Neuroni SCN generisu ritmiki elektricne signale i kada se uklone iz mozga i gaje u elijskoj kulturi , takodje transplantat SCN obnavlja cirkadijalne ritmove u ivotinja sa lezijom SCN, i nastavljaju da generisu cirkadijalnu ritmicku sekreciju vazopresina.

U sisara postoji direktna jednosmjerna retinohipotalamika projekcija, koja se odvaja od hijazme i sinaptiki zavrava na neuronima centralnog dijela SCN. Informacije o kolicini svjetlosti dolaze u SCN posredstvom specijalne populacije ganglijskih celija retine, kojih ima oko 2% od ukupnih ganglijskih celija retina. Zadaca retinohipotalamicke projekcije sastoji se u generisanju signala koji aktivira nervne I endokrine signale specificne za period svjetlosti I tame cime regulisu ponasanje i razlicite fizioloske procese podlozne ritmickim promjenama. U glodara i majmuna je opisan dodatni put, kojim svjetlost moe utjecati na SCN, tkz ekstragenikulatne projekcije koje zavravaju u majmuna u pregenikulatnoj jedri, koja je postavljena neposredno uz dorzalni dio lateralnog koljenastog tijela. Neuroni pregenikulatne jedre stvaraju takodje NPY, ali i GABA, a njihovi se aksoni direktno projektuju u centralno podrucje SCN, bogato VIP-neuronima u kome zavravaju i retinohipotalamiki aksoni. Neuroni ventrolateralnog SCN pokazuju osobinu da se njihova genska ekspresija mjenja kada se izloze informaciji o prisustvu svjetlosti u okolini koja dolazi iz retine, (tkz svjetlom indukovana ekspresija gena). Razaranje suprahijazmatske jedre u preoptikom podruju predstavlja pouzdan nain da se potpuno poremeti cirkadijalne ritmove. Stakori kod kojih je lediran SCN ne generisu cirkadijalne ritmove, trajanje njihovog spavanje nije promjenjeno, ali se javlja bez reda tokom dana, takodje je bez reda rasporedjeno I trajanje spavanja. U oba pola se u dubokoj starosti (80-100 godina) smanjuje volumen SCN i ukupni broj neurona u njoj, sto je posebno izraeno u Alzheimerovoj bolesti. Pacijenti sa tumorom hipotalamusa koje ukljucuje SCN pokazuju poremecaj ritmova dan-noc. Neuroni SCN generisu akcione potencijale cija frekvenca je najmanja tokom noci. Brojni SCN neuroni su osjetljivi na svjetlost posredstvom retine, I povecavaju frekvencu akcionih potencijala tokom perioda izlaganja retine svjetlosti. Fokalna aplikacija melatonina moze redukovati generisanje akcionih potencijala ovih neurona. Neuroni SCN pokazuju cirkadijalne varijacije u elektricnoj aktivnosti, metabolickoj aktivnosti i sekrecije vazopresina. In vivo ovaj ritam nije ogranicen samo na SCN vec se moze registrovati I u drugim regijama CNS, sto ukazuje na mogucnost postojanja drugih cirkadijalnih oscilatora, buduci da se odredjeni diurnalni ritmovi mogu generisati kod zivotinja kod kojih je unisten SCN. U raznih vrsta kicmenjaka, endogeni cirkadijalni oscilator je lokalizovan u najmanje tri strukture: SCN, epifiza I retina, medjutim kod sisara je glavni oscilator vjerovatno lokalizavan u SCN. Neuroni SCN sadrze siroku paletu neurotransmitera. SCN prima bogate histaminergicke projekcije iz tuberomamilarnih neurona, na neuronima SCN identifikovani su ekscitatorni H1 i inhibitorni H1 receptori. Svjetlost povecava oslobadjanje glutamata u SCN. NO izgleda da takodje ucestvuje u transmisiji signala iz retine u SCN. Aplikacija Supstance P in vitro povecava preuzimanje 2 deoksiglukoze, ekscitira neurone SCN, i indukuje ekspresiju odredjenih gena ukljucenih u funkcionisanje bioloskog sata (Fos gena), te mjenja sablon generisanja cirkadijalnog ritma elektricne aktivnosti ovih neurona, dok primjena njegovih antagonista blokira ekspresiju pomenutih gena kada se retina osvjetli, in vivo. SCN prima bogate serotoninergicke projekcije iz rafe jedara mozdanog stabla koja zavrsavaju dominantno u retinorecipijentnim podrucjima SCN. Mnogi SCN neuroni sadrze GABA, inhibitorni neurotransmsiter. U SCN neuronima su ispoljeni peptidi kao sto su: N-acetilaspartilglutamat (NAAG), gastrin releasing peptide (GRP), peptide histidine isoleucine, somatostatin, substance P, neurotensin i nervni faktor rasta, vecina ovih peptida koegistira sa neurotransmiterima manjih molekula.Izgleda da VIP-imunoreaktivni neuroni imaju kriticnu ulogu u obradi svjetlosnih ulaznih informacija. Populacija VIP-neurona u ljudskoj SCN pokazuje dobno zavistan polni dimorfizam, koji je dobno zavisan. Fizioloski ili bihejvioralni parametri koji prate dnevnu ritmiku usljed aktivacije celija SCN predstavljaju izlaze cirkadijalnog sistema, I oni mogu biti hormonski I nervni. SCN stvara ritmicku sekreciju ADH koja se moze dokazati u CSL sisara, sekrecija ADH je smanjena I bez ritmike kada je SCN ledirana. Zadnji hipotalamus pripada tkz diencefalikoj zoni spavanja, i stimulacija ovog podruja niskom frekvencom uzrokuje spavanje, a visokom frekvencom budnost. Preoptiko podruje pripada tkz zoni spavanja bazalnog prednjeg mozga i stimulacija ovog podruja uzrokuje spavanje bez obzira na frekvencu stimulacije.

Epifiza

Epifiza luci hormon melatonin, koji ima znacajnu ulogu u regulaciji cirkadijalnih ritmova. Normalno je produkcija melatonina u epifizi inhibisano kada se retina izlozi dejstvu svjetlosti, a povecava se u mraku, pa se melatonin naziva hormon mraka. Sekrecija melatonina najveca je sredinom noci, a posteopeno se smanjuje u drugoj polovini noci. Kod mnogih zivotinja produkcija melatonina podljeze sezonskim promjenama - zima/ljeto. Melatonin moze zakociti libido smanjenjem sekrecije LH I FSH iz adenohipofize, sto je znacajno kod zivotinja koje imaju sezonu razmnozavanja.Ritam sekrecije melatonina se sinhronizuje sa osvjetljavanjem retine posredstvom aktivnosti multisinaptickog simpatickog puta, koji ukljucuje retinu, SCN, paraventrikularno jedro (PVN) hipotalamusa I epifizu. Ostecenje bilo kog segmenta puta od SCN do epifize, prekida cirkadijalni ritam sinteze I sekrecije melatonina.

Pod nervnom kontrolom od strane SCN je I cirkadijalna sinteza I sekrecija hormona epifize, melatonina. SCN neuroni imaju veoma mnogo melatoninskih receptora pa predstavljaju ujedno I cilj njegovog djelovanja. Djelovanje melatonina na SCN neurone inhibise njihovu aktivnost, takodje dovodi do faznog pomaka u ritmu aktivnosti neurona SCN in vivo. Primjena melatonina uzrokuje fazni pomak ritma lokomotorne aktivnosti tokom dana I moze modulisati efekte osvjetljenja retine tokom noci.

Uloga hipotalamusa u termoregulaciji

Metabolike reakcije u tijelu neprekidno proizvode toplotu. Za svaku hemijsku reakciju postoji optimalna temperatura pri kojoj se ona najbre odvija, kad se temperatura smanji ili poveca ispod/iznad neke vrijednosti, hemijske reakcije se znatno uspore ili prekinu, sto posebno vrijedi za reakcije u koje su ukljueni proteini. U ljudskom tijelu, optimalno je kad je prosjena tjelesna temperatura otprilike 37oC, ali homeostatska taka podeenosti tjelesne temperature podlijee cirkadijanom ritmu, pa je prosjena tjelesna temperatura rano ujutro najniza i iznosi 36, 7oC, a iznosi 37, 5oC kasno popodne kada ima najvisu vrijednost. Telesna temperatura je homeostatska varijabla koja ima meseni ritam, primjer je porast bazalne temperature u vreme ovulacije, koji su pod uticajem hipotalamusa. Veina ivotinja moe u odreenoj mjeri uticati na temperaturu vlastitog tijela, aktivacijom fiziolokih mehanizama termoregulacije ili promjenom ponaanja, pri tome je neophodno da organizam moe registrovati temperaturu okoline i/ili temperaturu vlastitog tijela sto se naziva termorecepcija. ivotinje koje tjelesnu toplotu dobivaju primarno od vanjskih izvora toplote se nazivaju egzotermne (= poikilotermne ili hladnokrvne) ivotinje, a to su ribe, vodozemci i veina gmizavaca i njihova se tjelesna temperatura trajno mijenja u skladu sa temperaturom okoline, buduci da nemaju fizioloke mehanizme termoregulacije (npr drhtanje ili znojenje), nego na vlastitu temperaturu mogu primarno uticati promjenom ponaanja (izlazak na sunce, sakrivanje u hladovinu). ivotinje koje tjelesnu toplotu dobivaju primarno na osnovu unutrasnjih metabolikih procesa nazivaju se endotermne (= homeotermne ili toplokrvne) ivotinje, a to su ptice i sisari. Kad je u okolini hladno, endotermni organizam moe stvoriti vie toplote pojaavanjem intenziteta metabolizma, poveanim unosom hrane i promjenom ponaanja, usmjerenom na spreavanje nepotrebnog gubitka toplote (oblacenje suhe i tople odjee, paljenje pei). Hipotalamus integrie grupu refleksnih odgovora koji odravaju telesnu temperaturu unutar vrlo uskih granica uprkos irokih fluktuacija temperature u spoljanjoj sredini, u odgovoru na informacije iz senzornih receptora (prvenstveno receptora za hladno) u koi, dubokim tkivima, kimenoj modini, mozgu i samom hipotalamusu. Hipotalamus funkcionie kao termostat ija je badarna taka podeena na 37C. Mozak prima informacije o temperaturi okoline i temperaturi tijela, pa moe precizno kontrolisati mehanizme zagrijavanja i hladjenja tijela. Kad se temperatura mozga povea, aktiviraju se rashladni mehanizmi a kad se temperatura mozga smanji, aktiviraju se mehanizmi zagrijavanja i tednje toplote. Termoregulacija predstavlja primjer integrativne funkcije hipotalamusa u kontroli zajednicke aktivnosti autonomnog, endokrinog i lokomotornog sistema kao i motivacijskog stanja, i pokazuje kako hipotalamus djeluje direktno na unutrasnju okolinu ili na temelju informacija dobivenih iz unutrasnje okoline alje eferentne signale u druga modana podruja zaduena za adaptivnu promjenu ponaanja. Kljuna modana struktura za termoregulaciju je preoptiko podruje, ciji neuroni su termosenzitivni, Jedna grupa ovih neurona sniavanje, a druga grupa mjeri poveavanje temperature u okolnoj krvi. Prednji hipotalamus integrie refleksne odgovore koje aktivira informacija o povienoj temperaturi spoljanje sredine (vazodilatacija krvnih sudova koe i znojenje). Zadnji hipotalamus integrie refleksne odgovore koje aktivira informacija o snienoj temperaturi spoljanje sredine (drhtanje, porast bazalnog metabolizma). Znacajno je napomenuti da neuroni preoptikog podruja primaju aferentne informacije iz termoreceptora u koi. Nakon eksperimentalnog zagrijavanja preoptikog podruja, ivotinja dahe i znoji se, ak i u hladnoj okolini. Nakon eksperimentalnog pothlaivanja preoptikog podruja, ivotinja pone drhtati, ak i u toploj sobi. ivotinja najsnanije drhti kad hladnoa djeluje i na preoptiko podruje i na periferne termoreceptore, a najvie se znoji i dahe kad toplina djeluje na preoptiko podruje i na periferne termoreceptore. Elektrino podraivanje preoptikog i prednjeg hipotalamikog podruja u neanestezirane ivotinje uzrokuje dilataciju konih krvnih ila i inhibiciju drhtanja. Elektrino podraivanje zadnjeg dijela hipotalamusa aktivira mehanizme za proizvodnju i uvanje topline kao sto je npr. Drhtanje. Istrazivanja su pokazala da se grupa neurona zaduzena za aktuvaciju drhtanja nalazi u zadnjem hipotalamusu. Ako u eksperimentu razorimo preoptiko podruje, ivotinja trajno izgubi sposobnost da aktivise mehanizme za rashladjivanje. Povrede zadnjeg dijela hipotalamusa ne izazivaju upadljive efekte dok je ivotinja na ugodnoj sobnoj temperaturi (oko 22oC), ali kada je izloimo hladnoi, zivotinja postaje hipotermina, jer ne uspijeva aktivisati mehanizme za stvaranje i uvanje topline. Pri groznici se poveca tjelesna temperatura, na taj nacin da se bazdarna tacna, tj tacka na kojoj se uspostavlja granica izmedju mehanizama hladjenja i zagrijavanja organizma, hipotalamickog termostata podesi da funkcionise na visoj temperaturi. Groznicu izazivaju materije, pirogeni - endogeni i egzogeni, koji djeluju na neurone preoptikog podruja. Endogene pirogene, cine materije kao sto su interleukin-1, interleukin-6 i tumor necrosis faktor, koje predstavljaju i snazne proinflamatorne citokine koje proizvode makrofagi. Endogeni pirogeni prodiru u mozak posredstvom cirkumventrikularnih organa i djeluju na preoptike neurone direktno ili indirektno stimulisuci sintezu prostaglandina E1. Prostaglandin E1 potom utice na bazdarnu tacku neurona preoptickog podrucja. Iz tog razloga se inhibitori sinteze prostaglandina koriste kao antipireticki lijekovi. Septalne jedre predstavljaju mozdano antipiretiko podruje, koje se aktivira tokom groznice i nastoji ograniiti porast tjelesne temperature. Injekcija vazopresina u septalne jedre ima slian efekat kao i primjena antipiretickih lijekova, dok se injekcijom antagonista vazopresina u septalno podruje ponite njihovi efekti. Postoje podaci da je serotonin sinaptiki medijator u centrima koje aktivira hladno (zadnji hipotalamus), a noradrenalin ima slinu ulogu u centrima koje aktivira toplo. Koncept nagrade i kazne je neodvojiv od motivacije. Nervni sistem odgovoran za nagradu i kaznu je deo retikularnog aktivirajueg sistema koji ima nekoliko komponenti. Jedna komponenta, mezolimbiki dopaminski sistem je odgovorna za motivaciju. Dopamin je glavni neurotransmiter u putevima modanih sistema za nagradu i motivaciju. Pored njega, enkefalini su ukljueni u motivaciju. Kako su kateholamini i enkefalini ukljueni u proces uenja, ne iznenauje injenica da su nagrada i kazna najmoniji podstrekai uenja.

PAGE 6