Ipotalamo: funzioni e sintomi provocati della lesione

L’ipotalamo fa parte della porzione inferiore del diencefalo ed è molto importante sia per la funzione che svolge, sia per i sintomi che potrebbero presentarsi ad una sua lesione.

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Indice delle informazioni che troverai nell’articolo

• Dove si trova l’ipotalamo;
• Funzioni dell’ipotalamo;
  • Regolazione della fame e sazietà;
  • Produzione dell’ossitocina e vasopressina;
  • Ritmi circadiani;
• Ormoni ipotalamici;
• Lesione dell’ipotalamo;
• Sindromi endocrino-metaboliche.

Dove si trova l’ipotalamo

Vediamo dove si trova l’ipotalamo. Esso è situato intorno e sopra il pavimento del terzo ventricolo, compreso tra il chiasma ottico anteriormente e i peduncoli cerebrali posteriormente, il talamo superiormente e l’ipofisi inferiormente alla quale risulta legato attraverso il peduncolo ipofisario all’interno del quale decorrono connessioni vascolari che lo mettono in relazione con l’adenoipofisi (regione anteriore dell’ipofisi) attraverso un sistema che viene definito sistema portale ipotalamo-ipofisario, e connessioni nervose che lo relazionano con la porzione posteriore dell’ipofisi, ovvero la neuroipofisi (1,2).

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Anche se nell’uomo rappresenta circa lo 0,3% del volume totale del cervello, esso è costituito da 4 cm3 di tessuto nervoso.

L’ipotalamo risulta suddiviso in vari nuclei, ovvero degli aggregati di corpi di cellule nervose, e collegato tramite fibre nervose con diverse regioni dell’encefalo. Infatti, l’azione dei nuclei ipotalamici influenza l’attività dei centri sottostanti situati nell’ipofisi e nel tronco cerebrale (1).

Funzioni dell’ipotalamo

L’ipotalamo presenta molteplici funzioni, esercita importanti effetti sul sistema endocrino (i cui organi producono e secernono ormoni), sul sistema nervoso autonomo (che controlla le azioni involontarie) e sul sistema limbico (una parte del sistema nervoso ancora conosciuta che agisce sul comportamento) (3).

Quindi l’ipotalamo rappresenta quella regione encefalica che assolve quelle importantissime funzioni impiegate nel mantenimento dell’omeostasi, nelle modifiche del comportamento sessuale e dell’umore.

L’ipotalamo riceve moltissime informazioni da parte della periferia:

• Riceve segnali nervosi dalle zone erogene(i genitali e i capezzoli), dai visceri (organi interni);
• Dal sistema limbico riceve afferenze somatosensoriali principalmente di carattere nocicettivo;
• Riceve afferenze visive dirette che svolgono una importante funzione nella regolazione dei ritmi circadiani;
• Afferenze olfattive che hanno la funzione di stimolare ed esercitare un’importante influenza riguardo l’alimentazione (4).
• Riceve informazioni dalla concentrazione degli ormoni presenti nel torrente ematico;
• Riceve informazioni riguardo i cambiamenti dell’osmolarità del sangue (2).

Tutte queste afferenze permettono all’ipotalamo di integrare i segnali fisici ed emotivi provenienti dalla periferia e avviare le opportune risposte. Alcune fibre nervose ipotalamiche si collegano a gruppi neurali del midollo spinale e sono correlate a funzioni omeostatiche come:

• La regolazione della temperatura;
• La regolazione della fame e della sete;
• La regolazione del battito cardiaco;
• Il grado di vasocostrizione.

Regolazione della fame e della sazietà

Vorrei soffermarmi maggiormente sull’aspetto della regolazione della fame e della sazietà perché, come già specificato, l’ipotalamo svolge una funzione importantissima, si potrebbe dire di primo piano. Molti studi ritengono che la sensazione di sazietà e la sensazione della fame, siano gestiti da due zone ipotalamiche distinte, rispettivamente presentate dalla zona ventromediale e dalla zona laterale. Questo è il risultato riportato dagli esperimenti sui ratti che hanno dimostrato chiaramente la sua funzione sulla regolazione alimentare. A tal proposito, è stato visto che, se l’ipotalamo subisce un danno nella regione mediana, il ratto mangia troppo e diventa obeso, in questo caso prevarrà la porzione laterale che aumenta il senso della fame. Viceversa, se venisse danneggiata la parte laterale, il ratto rifiuterà il cibo e morirà di fame (5).

Entrando ancora nello specifico, l’assunzione di cibo e il sintomo di sazietà, vengono promosse dalla presenza di due tipi di cellule neuronali che si trovano presenti nell’ipotalamo. I neuroni che promuovono l’assunzione di cibo sono coloro che stimolano la produzione di un peptide correlato alla proteina Agouti (AgRP) e i neuroni che promuovono la sensazione di sazietà che producono pro-opiomelanocortina (POMC). Parliamo di tali sostanze perché si è visto che il digiuno prolungato aumenta le spine dendritiche dei neuroni che sono legate direttamente alla ricezione dei segnali che derivano dalla proteina Agouti (AgRP), stimolando così il senso della fame per promuovere l’assunzione di cibo. Si è visto anche che una dieta ipercalorica, stimola la produzione dei neuroni che promuovono l’alimentazione che favoriranno l’obesità (più un obeso mangia e più ha fame).

Estremizzando il discorso inverso, l’alimentazione scarsa o il digiuno forzato, provocherà una cannibalismo dei neuroni impiegati nell’alimentazione che altereranno l’equilibrio alimentare del soggetto che, se dovesse protrarsi nel tempo, potrà portare all’anoressia (6).

Tuttavia, il discorso è molto più ampio dato che nell’uomo l’ipotalamo svolge un ruolo meno importante che nei roditori (i soggetti degli studi sopra citati), perché l’assunzione di cibo è, nell’uomo, un’attività che risente anche di altri tipi di influenze. Infatti, è stato ampiamente dimostrato che gli usi e abitudini esercitano un’influenza maggiore sulla quantità di cibo ingerito che non la sensazione di fame (2).

Produzione di ossitocina e vasopressina

La produzione dell’ossitocina e della vasopressina sono avviene grazie all’ipotalamo. Esse vengono trasferite nella neuroipofisi non tramite il sistema portale ipotalamico (che collega l’ipotalamo con l’adenoipofisi), bensì tramite assoni nervosi. Tali sostanze sono prodotte dai nuclei sovraottico e paraventricolare dell’ipotalamo. Si ricorda che l’ossitocina è coinvolta nella secrezione del latte materno mentre la vasopressina l’omeostasi (equilibrio) idrico-salino dell’organismo (7). In riposta a stimoli nervosi vengono liberati ed immessi nel torrente circolatorio. Ma la vasopressina e l’ossitocina non svolgono soltanto un’azione ormonale, esse fungono anche da neurotrasmettitori. Infatti essi sono chiamati in causa nella trasmissione degli impulsi nervosi tra l’ipotalamo e midollo spinale e sistema limbico (2).

Per quanto riguarda la funzione ormonale, l’ossitocina è coinvolta nella secrezione del latte materno e, nella stimolazione del parto. La sua produzione è stimolata anche dall’atto di succhiare del neonato sul capezzolo andando a stimolare una via nervosa che collega il capezzolo all’ipotalamo e che determina la sua liberazione che andrà a stimolare la secrezione di latte materno. La sua secrezione può essere provocata anche da pianto del neonato. Quest’ultimo dimostra le differenti connessioni dell’ipotalamo con il resto dell’encefalo (7).

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La vasopressina è coinvolta nell’equilibrio idrico-salino dell’organismo. Agisce sui tubuli contorti distali e sul dotto collettore del nefrone che rappresenta la parte terminale di quest’ultimo. La sua azione consiste nell’aumento del riassorbimento di acqua dall’ultrafiltrato glomerulare al corpo (2,7).

By OpenStax College – Anatomy & Physiology, Connexions Web site. http://cnx.org/content/col11496/1.6/, Jun 19, 2013., CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30148570

Regolazione dei ritmi circadiani

Una parte dell’ipotalamo, il nucleo sopraottico o soprachiasmatico, è coinvolta nella regolazione dei cicli circadiani del corpo. Tale nucleo viene definito il pacemacker circadiano centrale. Le informazioni luminose arrivano nell’ipotalamo (sede del sistema nervoso centrale) che organizzerà le risposte. Un esempio d’azione è la fluttuazione del livello di alcuni ormoni nel sangue che si verificano nel corso di un periodo di 24 ore e, in genere, sono legate a periodi di luce e di oscurità.

l nucleo soprachiasmatico (SCN) è il pacemaker circadiano centrale. La SCN si trova nell’ipotalamo ed è regolata dai segnali luminosi dell’occhio. La SCN influenza quindi un’ampia varietà di esiti fisiologici e comportamentali.

Questo meccanismo di produzione di ormoni in periodi differenti della giornata è importantissimo poiché assicura una determianta concentrazione ormonale nel sangue nel momento di maggiore bisogno del corpo. Prendiamo per esempio il cortisolo, la sua concentrazione mattutina aumenta. Ciò è fondamentale per provocare l’innalzamento della glicema per sopperire alla mancata assunzione di zuccheri durante la notte.

Ormoni ipotalamici

L’ipotalamo è responsabile del controllo degli ormoni liberati dall’adenoipofisi e dalla neuroipofisi, ovvero lobo anteriore e posteriore dell’ipofisi. Le sostanze secrete da questa regione sono propriamente neurormoni che prendono il nome di fattori:

1. Il fattore di liberazione della corticotropina(CRF). Stimola la secrezione di corticotropina od ormone adrenocorticotropo (ACTH);
2. Il fattore di liberazione della tireotropina(TRF). Induce la sintesi di tireotropina od ormone tireostimolante (TSH);
3. Liberazione dell’ormone della crescita(GHRH) e la somatostatina, rispettivamente, stimolano e inibiscono la produzione dell’ormone della crescita (GH);
4. Il fattore di liberazione della gonadotropina(GnRH), controlla la secrezione dell’ormone follicolostimolante (FSH) e dell’ormone luteinizzante (LH);
5. Il fattore di inibizione e di liberazione di prolattinache regolano la secrezione della prolattina stessa.

Lesione ipotalamo

L’ipotalamo può essere soggetto a lesione e, come già specificato riguardo le sue numerose funzioni, tali lesioni possono portare non poche problematiche. Le cause delle lesioni possono essere riconducibili alla presenza di tumori, cisti, infezioni, traumi (8), degenerazione a causa della vecchiaia e ictus (2). In base alla zona colpita, è possibile avere sintomatologie molto diverse. Per esempio una lesione può portare ad una diminuzione della produzione di LH-RH ovvero i releasing hormone per le gonadotropine portando al manifestarsi della:

• Distrofia adiposo-genitalecaratterizzata da una mancata maturazione gonadica e dalla presenza di adipe in determinate porzioni del corpo (cosce, nuca, mammella);
• Sindrome di Lawrence-Biedl-Mooncaratterizzata di immaturità sessuale, diabete insipido, ritardo fisico e mentale (8).

Altra problematica portata da una lesione ipotalamica, nello specifico una lesione del tratto ipotalamico-ipofisario, è il diabete insipido. Il danno crea una riduzione della produzione di vasopressina che limita il riassorbimento di liquidi portando alla produzione di elevati volumi di urina. Approfondisci l’argomento del diabete insipido.

Altre manifestazione di danni ipotalamici possono essere:

• Anomalie sessuali come la pubertà precoce;
• Disturbi psichici;
• Obesità;
• Anoressia;
• Problemi di termoregolazione;
• Disturbi del sonno e alterazione dei normali ritmi circadiani (sonno-veglia).

Sindromi endocrino metaboliche

Le sindromi ipotalamiche endocrino-metaboliche, sono caratterizzate da compromissione psichica o neurovegetativa, oltre a sintomi neurologici a focolaio. Esse causano:

• Alterazione dei meccanismi di secrezione dell’aldosterone;
• Perdita del normale ritmo circadiano di secrezione dei corticoidi surrenalici;
• Epilessia ipotalamica con periodica ipersecrezione di 17-idrossicorticoidi;
• Alterazione del periodo di comparsa della pubertà:
  1. Pubertà precoce;
  2. Pubertà ritardata;
• Distrofia adiposo-genitale (malattia Froehlich);
• Sindrome di Lawrence-Biedl-Moon;
• Sindrome di Kallman-De Morsier o displasia olfatto-genitale;
• Sindrome di Prader-Willi;
• Alterazione del senso della fame (anoressia nervosa e/o obesità);
• Amenorrea ipotalamica;
• Sindrome di Morgagni-Stewart-Morel (iperostosi frontale interna).

Bibliografia:

1. Castano, Anatomia dell’uomo. Edi. Ermes; 2 edizione 1 gennaio 2006;
2. Appunti personali;
3. Gray – Drake, Anatomia del Gray, Elsevier Masson 2009;
4. Nieuwenhuys, J. D. Voogd, C. Van Huijzen, Il sistema nervoso centrale. Springer Verlag; 2010 edizione 1 dicembre 2009;
5. Daniele Gigli, Valeria Zannoni, Cristina Rocca, Disturbi dell’alimentazione: il punto di vista biologico. Volume Edizioni s.r.l. 1 edizione 2011;
6. Vittorio A. Sironi, Gabriella Morini, Le declinazioni del cibo: Nutrizione, salute, cultura. Editori Laterza 2016;
7. Antonino Barbarino, M. Antonietta Satta, Elementi di endocrinologia. Vita e Pensiero, 2 edizione 2013;
8. Franco Zappulla, Pediatria: Generale e Specialistica. Esculapio 12 edizione 2015.