下丘腦
引言
下丘腦是大腦的重要組成部分。它是一個類似腺體的器官,執行許多功能。它與垂體腺一起幫助控制血壓、體溫、飢餓、口渴、睡眠週期和情緒。
下丘腦透過皮膚血管收縮或擴張來控制體溫。血管收縮意味著血管限制了流向皮膚的血流量。這可以防止熱量向大氣逸出。血管擴張意味著血管擴大,允許更多血液到達皮膚。
血液將熱量從身體深處帶到皮膚表面,以便透過傳導和對流釋放到大氣中。例如,當你在寒冷天氣下運動時,你的身體會發生血管收縮,因為它需要所有可用的熱量來保持溫暖。當你停止運動時,你的身體會發生血管擴張,因為它可以將一些儲存的熱量釋放到環境中。
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下丘腦還透過多種神經通路幫助控制口渴和飢餓。它透過不允許你進入禁食狀態來控制飢餓,直到確定你的能量平衡負到足以觸發飢餓模式(這時你開始燃燒儲存的脂肪和蛋白質作為能量)。
同樣,它透過不允許你進入脫水狀態來控制口渴,直到確定你的能量平衡正到足以觸發飽腹模式(這時你開始儲存脂肪和蛋白質作為能量)。
下丘腦的結構
下丘腦是大腦的一個小區域,但它承擔著重要的任務。它負責維持體內平衡——身體所有系統的平衡——並且它還有助於激勵我們四處走動並做事。它就像工作中的老闆,確保一切順利進行,同時還要確保每個人都富有成效並且玩得開心。
很難將大腦的某個特定部分確定為“下丘腦”,因為它非常小且複雜。但如果我們必須選擇一個區域,我們會說它由背內側核 (DMH)、腹內側核 (VMH)、前核 (AN) 和後核 (PO) 等部分組成。所有這四個區域都有助於控制飢餓和口渴,以及你吃多少或喝多少。
它們還在調節體溫、睡眠週期、晝夜節律、性行為、血壓甚至情緒方面發揮作用。這些區域與控制視覺和聽覺等其他大腦部位密切相關。
下丘腦位於大腦深處,透過釋放調節進入血液的激素量來控制垂體腺。如果你的下丘腦受損,垂體腺將無法接收正確的訊號,也無法釋放足夠的激素來控制你的身體。這會導致嚴重的生長或性發育問題,以及生育能力問題。
前部區域
下丘腦前部位於大腦基部的視交叉上方。它透過影響汗腺和腎臟來調節體溫以及水分平衡。前部區域還透過調節垂體腺(產生刺激或抑制其他內分泌腺的激素)來控制性行為和生殖。
中部區域
中部區域從視交叉下方延伸到其上方。它調節飢餓、口渴、疲勞和諸如憤怒和恐懼等情緒。該區域還透過其對新生兒棕色脂肪組織 (BAT) 的影響來控制體溫血壓。BAT 透過在最需要的時候燃燒能量儲存來幫助維持恆定的體溫(例如,在寒冷天氣中)。
後部區域
下丘腦後部透過釋放調節出汗、排尿以及與液體平衡相關的其他身體功能(如口渴和飢餓感)的激素來控制體溫以及水分平衡。
下丘腦的功能
下丘腦的功能包括:
調節體溫
調節飢餓、口渴和食慾
控制影響生長發育的激素的釋放(例如催乳素、生長激素)
控制調節水分平衡、情緒、性行為和生殖的激素的釋放(例如促性腺激素釋放激素)
控制睡眠週期和清醒狀態(透過與大腦其他部分的連線)
下丘腦分泌的激素
下丘腦分泌的激素包括:
生長抑素——它控制垂體腺釋放生長激素。
催產素——它刺激哺乳期間的泌乳、分娩期間的子宮收縮以及分娩時乳頭的收縮。
促腎上腺皮質激素釋放激素 (CRH)——它刺激促腎上腺皮質激素 (ACTH) 從垂體前葉釋放;ACTH 刺激腎上腺皮質活動,導致糖皮質激素(如皮質醇)的產量增加。
生長激素釋放激素 (GHRH)——它刺激垂體前葉釋放生長激素;生長激素促進線性生長和蛋白質合成。
催產素
催產素是一種天然存在的激素,在積極的社會經歷中釋放。這種激素在下丘腦產生,儲存在垂體腺中,其釋放受邊緣系統(負責情緒的大腦部分)調節。
這個名字來源於希臘語中“迅速”和“引導”的意思,恰當地描述了這種化學物質的作用方式。它既是一種內分泌信使,這意味著它控制著許多身體功能,包括呼吸、消化、心率、血壓、免疫功能、性喚起和結合、記憶形成、睡眠調節、體溫調節——等等——它也是一種神經遞質(這意味著它透過中樞神經系統傳遞到其他神經細胞並影響它們的工作方式)。
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就其對人類行為的影響而言,催產素已被發現參與社會認知、信任和依戀。
當你做一些令人愉快或令人興奮的事情時,催產素可能會被釋放。它可能出現在與朋友、同事或配偶的隨意談話中;它可能在從事刺激性和有益的活動(如跳舞或學習新事物)時釋放;我們甚至可能會發現自己在吃了美味的食物後經歷了激增。
這對我們來說都是好訊息——這意味著我們並不侷限於只有在發生性行為或哺乳新生兒時才能體驗到催產素的影響。底線是,你越照顧你的身心,你越有可能體驗到那些令人愉悅的感覺,並將它們視為幸福的標誌。
ADH:抗利尿激素
抗利尿激素 (ADH) 是一種調節腎臟從血液中去除的水量的激素;它透過控制腎臟集合管對水的通透性來做到這一點。它在血流中高水平的鹽和鈣的刺激下從垂體後葉釋放,導致腎臟保留鈉和水,從而降低血壓並增加血容量。ADH 也已被證明可以減少尿液產生,從而降低血容量並降低血壓。
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像酒精這樣的利尿劑會暫時抑制 ADH 的產生,導致尿液增加(因此脫水速度更快)。這就是利尿劑的工作原理——它們透過刺激大腦中稱為 ADH 受體的受體來誘導排尿,然後發出 ADH 產生的訊號。這與另一個稱為 v2 受體的大腦受體協同工作,該受體刺激口渴。當你喝水或利尿劑物質時,這兩個受體都會被觸發——v2 受體告訴你你感到口渴,而 ADH 受體告訴你的腎臟產生更多尿液。
結論
下丘腦是大腦中一個很小但很重要的部分,它控制著許多重要的功能。它負責調節身體的溫度、飢餓、口渴和睡眠週期。它還在控制情緒和壓力水平方面發揮作用。雖然下丘腦的結構很小,但它對於維持身體的穩態以及確保其整體健康和福祉至關重要。
常見問題
1. 下丘腦的功能是什麼?
正如我們提到的,下丘腦負責調節各種身體機能。它透過協調神經系統和內分泌系統的活動來幫助維持身體的穩態或平衡。
2. 下丘腦受損會發生什麼?
下丘腦受損可能導致各種問題,包括體溫、食慾和激素釋放的紊亂。它還可能導致睡眠、情緒和血壓問題。
3. 哪些疾病與下丘腦有關?
一些疾病與下丘腦有關,包括尿崩症和抗利尿激素分泌異常綜合徵(SIADH)。
4. 如何保持下丘腦健康?
沒有確切的方法可以預防下丘腦損傷,但有一些方法可以保持下丘腦健康。健康飲食、定期鍛鍊和充足睡眠都是保持下丘腦正常運作的好方法。