摘 要: 下丘腦是調(diào)節(jié)內(nèi)臟活動(dòng)和內(nèi)分泌活動(dòng)的較高級(jí)神經(jīng)中樞,還有一些神經(jīng)分泌細(xì)胞,既能傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)又有分泌激素的功能。因此功能較多,較復(fù)雜,主要有四個(gè)方面:作為神經(jīng)中樞,感受和傳導(dǎo)功能,作為效應(yīng)器,影響情緒反應(yīng)和控制生物的節(jié)律。
關(guān)鍵詞: 高中生物 下丘腦 功能
在高中生物教材中多處涉及到下丘腦的相關(guān)知識(shí),但是比較抽象和分散,學(xué)生難以系統(tǒng)地掌握下丘腦的功能。為便于學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)理解,我在高三復(fù)習(xí)課中對(duì)下丘腦的功能進(jìn)行了歸納和總結(jié)。
人腦可分為大腦、小腦、腦干和間腦,下丘腦是間腦的一部分,位于腦的腹面,大腦之后,是調(diào)節(jié)內(nèi)臟活動(dòng)和內(nèi)分泌活動(dòng)的較高級(jí)神經(jīng)中樞所在。另外,下丘腦的部分細(xì)胞稱為神經(jīng)分泌細(xì)胞,既能傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)又有分泌激素的功能。下丘腦的功能較多、較復(fù)雜,主要有以下四個(gè)方面。
一、作為神經(jīng)中樞
1?郾下丘腦是內(nèi)分泌系統(tǒng)的總樞紐,能調(diào)節(jié)內(nèi)分泌系統(tǒng)的活動(dòng)。下丘腦的這一功能是通過(guò)下丘腦—垂體—內(nèi)分泌腺軸控制和協(xié)調(diào)內(nèi)分泌腺的活動(dòng)。下丘腦能分泌多種促激素釋放激素作用于垂體,通過(guò)控制垂體的功能來(lái)控制其他內(nèi)分泌腺的活動(dòng)。主要表現(xiàn)在:分泌促甲狀腺激素釋放激素促使垂體分泌促甲狀腺激素,促使甲狀腺分泌甲狀腺激素,維持甲狀腺的正常生長(zhǎng)發(fā)育,促進(jìn)甲狀腺合成與分泌甲狀腺激素;分泌促性腺激素釋放激素促使垂體分泌促性腺激素,維持性腺的正常生長(zhǎng)發(fā)育,促進(jìn)性腺合成與分泌性激素;分泌促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素,刺激垂體分泌促腎上腺皮質(zhì)激素,誘導(dǎo)腎上腺皮質(zhì)的生長(zhǎng),刺激腎上腺皮質(zhì)的分泌,腎上腺皮質(zhì)激素。
2?郾下丘腦前部有體溫調(diào)節(jié)中樞。下丘腦的一些神經(jīng)元一方面接受外周溫感信息的傳入的神經(jīng)沖動(dòng)。另一方面也可直接感受流經(jīng)腦部血液溫度的變動(dòng),從而改變其活動(dòng)水平,并通過(guò)一定的神經(jīng)聯(lián)系影響下丘腦其他與體溫調(diào)節(jié)有關(guān)的神經(jīng)結(jié)構(gòu)的活動(dòng),使其發(fā)生相應(yīng)的增強(qiáng)或減弱,改變產(chǎn)熱和散熱水平,保持體溫的相對(duì)恒定。
當(dāng)人處于寒冷環(huán)境時(shí),由于寒冷的刺激,皮膚里的冷覺(jué)感受器產(chǎn)生興奮,并將興奮傳至下丘腦的體溫調(diào)節(jié)中樞,通過(guò)中樞的分析綜合,再使有關(guān)神經(jīng)興奮,引起皮膚血管收縮,血流量減少,通過(guò)皮膚直接散發(fā)的熱量減少;同時(shí),骨骼肌戰(zhàn)栗、立毛肌收縮,腎上腺素、甲狀腺激素分泌增多,導(dǎo)致體內(nèi)代謝活動(dòng)加強(qiáng),產(chǎn)熱量增多,通過(guò)以上活動(dòng)可使機(jī)體的體溫不會(huì)因環(huán)境溫度的降低而降低,從而維持體溫的相對(duì)恒定。當(dāng)人處于炎熱環(huán)境時(shí),皮膚內(nèi)的溫覺(jué)感受器產(chǎn)生興奮,并將興奮傳至下丘腦的體溫調(diào)節(jié)中樞,通過(guò)中樞的分析綜合,再使有關(guān)神經(jīng)興奮,引起皮膚血管舒張,血流量增加,通過(guò)增加皮膚直接散發(fā)的熱量,從而維持體溫的相對(duì)恒定。體溫調(diào)節(jié)過(guò)程如上圖所示。
3?郾下丘腦有血糖調(diào)節(jié)中樞。人體血糖的調(diào)節(jié)以體液調(diào)節(jié)為主,同時(shí)又接受神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。當(dāng)血糖含量升高時(shí),下丘腦的相關(guān)區(qū)域興奮,通過(guò)副交感神經(jīng)直接刺激胰島B細(xì)胞釋放胰島素,并同時(shí)抑制胰島A細(xì)胞分泌胰高血糖素,從而使血糖含量降低。當(dāng)血糖含量降低時(shí),下丘腦另一相關(guān)區(qū)域興奮,一方面通過(guò)交感神經(jīng)作用于胰島A細(xì)胞分泌胰高血糖素,并抑制胰島B細(xì)胞分泌胰島素,使血糖含量升高。另一方面,通過(guò)交感神經(jīng)作用于腎上腺分泌腎上腺素,促進(jìn)肝糖原的分解,使血糖含量升高。機(jī)體通過(guò)神經(jīng)—體液調(diào)節(jié)維持了血糖含量的相對(duì)穩(wěn)定。
二、感受和傳導(dǎo)功能
下丘腦中有許多種感受器,是許多感覺(jué)的整合中心,如下丘腦滲透壓感受器。當(dāng)人飲水不足、體內(nèi)失水過(guò)多或吃的食物過(guò)咸時(shí),都會(huì)引起細(xì)胞外液滲透壓升高,使下丘腦中的滲透壓感受器受刺激而產(chǎn)生興奮,并傳導(dǎo)到大腦皮層的渴覺(jué)中樞,從而產(chǎn)生渴覺(jué)。大腦皮層綜合整理后再下達(dá)指令——加強(qiáng)飲水,以補(bǔ)充體內(nèi)水分的不足,維持細(xì)胞外液滲透壓相對(duì)穩(wěn)定。
當(dāng)人飲水過(guò)多或失鹽過(guò)多而使細(xì)胞外液滲透壓下降時(shí),會(huì)減少對(duì)下丘腦滲透壓感受器的刺激,通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)體同樣可以維持細(xì)胞外液滲透壓相對(duì)穩(wěn)定。
三、作為效應(yīng)器
下丘腦可以作為水鹽平衡調(diào)節(jié)中的效應(yīng)器。當(dāng)細(xì)胞外液滲透壓升高,引起下丘腦滲透壓感受器興奮,合成和分泌的抗利尿激素經(jīng)垂體釋放,作用于腎小管和集合管,加強(qiáng)對(duì)水分的重吸收,減少尿量從而調(diào)節(jié)水鹽平衡。
四、影響情緒反應(yīng)和控制生物節(jié)律
下丘腦內(nèi)存在一些防御反應(yīng)區(qū),在動(dòng)物麻醉?xiàng)l件下,電刺激該區(qū)可獲得骨骼肌的舒血管效應(yīng)(通過(guò)交感膽堿能舒血管纖維),同時(shí)伴有血壓上升、皮膚及小腸血管收縮、心率加速和其他交感神經(jīng)性反應(yīng)。在動(dòng)物清醒條件下,電刺激該區(qū)還可出現(xiàn)防御性行為。在人類,下丘腦的疾病也往往伴隨著不正常的情緒反應(yīng)。
下丘腦視交叉上核的神經(jīng)元具有日周期節(jié)律活動(dòng),這個(gè)核團(tuán)是體內(nèi)日周期節(jié)律活動(dòng)的控制中心。破壞動(dòng)物的視交叉上核,原有的一些日周期節(jié)律性活動(dòng),如飲水、排尿等的日周期即喪失。視交叉上核可能通過(guò)視網(wǎng)膜—視交叉上核束,來(lái)感受外界環(huán)境光暗信號(hào)的變化,使機(jī)體的生物節(jié)律與環(huán)境的光暗變化同步起來(lái);如果這條神經(jīng)通路被切斷,視交叉上核的節(jié)律活動(dòng)就不再能與外界環(huán)境的光暗變化發(fā)生同步。
綜上所述,高中生物教材中下丘腦的功能可以用下圖來(lái)概括。
注:“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請(qǐng)以PDF格式閱讀”