Der Hypothalamus

Der Hypothalamus
Autor: Helmut Wicht

Der Hypothalamus, das Kellergeschoss des Zwischenhirns, ist Kontrollinstanz für so wichtige Funktionen wie Fortpflanzung, Ernährung, Temperaturregulation und Zeitmessung. Er ist ein übergeordnetes Zentrum des autonomen Nervensystems.

Wissenschaftliche Betreuung: Horst-Werner Korf

Veröffentlicht: 23.08.2011

Das Wichtigste in Kürze

Der Hypothalamus ist das Kellergeschoss des Zwischenhirns. Sein vorderer, markarmer Teil ist eine Schnittstelle zwischen dem Nervensystem und dem innersekretorischen System. Zugleich ist er das übergeordnete neuronale Kontrollzentrum des autonomen Nervensystems Sein hinterer, markreicher Teil gehört zum limbischen System.

Hypothalamus

Hypothalamus/-/hypothalamus

Der Hypothalamus gilt als das Zentrum des autonomen Nervensystems, er steuert also viele motivationale Zustände und kontrolliert vegetative Aspekte wie Hunger, Durst oder Sexualverhalten. Als endokrine Drüse (die – im Gegensatz zu einer exokrinen Drüse – ihre Hormone ohne Ausführungsgang direkt ins Blut abgibt) produziert er zahlreiche Hormone, die teilweise die Hypophyse hemmen oder anregen, ihrerseits Hormone ins Blut abzugeben. In dieser Funktion spielt er auch bei der Reaktion auf Schmerz eine wichtige Rolle und ist in die Schmerzmodulation involviert.

Diencephalon

Zwischenhirn/Diencephalon/diencephalon

Zum Diencephalon (Zwischenhirn) gehören unter anderem der Thalamus und der Hypothalamus. Gemeinsam mit dem Großhirn bildet es das Vorderhirn. Im Diencephalon finden sich Zentren für Sensorik, Emotion und zur Steuerung lebenswichtiger Funktionen wie Hunger und Durst.

Autonomes Nervensystem

Autonomes Nervensystem/-/autonomous nervous system

Der Teil des Nervensystems, der die Vitalfunktionen – wie Atmung, Herzschlag, Blutdruck – steuert. Unterteilt wird das autonome Nervensystem in einen sympathischen, anregenden, und einen parasympathischen, entspannenden Bereich.

Die unterste Etage, das Kellergeschoss des Zwischenhirns, wird als Hypothalamus – wörtlich also „Unterraum“, sprich: der Keller – bezeichnet. In einem Keller, das kennt man, sammelt sich im Lauf der Zeit so einiges an, und daher findet sich auch im Hypothalamus ein ganzes Sammelsurium von Strukturen und Funktionen. Vereinfachend kann man sagen, dass der vordere Hypothalamus vegetative Funktionen verrichtet. Der hintere Hypothalamus ist ein Bestandteil des limbischen Systems.

Hypothalamus

Hypothalamus/-/hypothalamus

Der Hypothalamus gilt als das Zentrum des autonomen Nervensystems, er steuert also viele motivationale Zustände und kontrolliert vegetative Aspekte wie Hunger, Durst oder Sexualverhalten. Als endokrine Drüse (die – im Gegensatz zu einer exokrinen Drüse – ihre Hormone ohne Ausführungsgang direkt ins Blut abgibt) produziert er zahlreiche Hormone, die teilweise die Hypophyse hemmen oder anregen, ihrerseits Hormone ins Blut abzugeben. In dieser Funktion spielt er auch bei der Reaktion auf Schmerz eine wichtige Rolle und ist in die Schmerzmodulation involviert.

Aussehen und Bestandteile

Nach oben, zum Scheitel hin, markiert eine flache Furche in der Wand des dritten Ventrikels die Grenze des Hypothalamus gegen den dorsalen Thalamus. Unterhalb dieser Furche, in den Wänden des Zwischenhirns, liegen die hypothalamischen Kerngebiete.

Vorne, also stirnwärts, kann man an der Basis des Hypothalamus die Sehnervenkreuzung, das Chiasma opticum, sehen. Dahinter senkt sich im Boden des Zwischenhirns ein Trichter, das Infundibulum, herab. Am Ende seiner „Tülle“ hängt die Hypophyse. Noch weiter hinten, am Übergang zum Mittelhirn, wölben sich beiderseits der Mittellinie die Corpora mammillaria nach unten hin aus dem Boden des Hypothalamus hervor.

Hypothalamus

Hypothalamus/-/hypothalamus

Der Hypothalamus gilt als das Zentrum des autonomen Nervensystems, er steuert also viele motivationale Zustände und kontrolliert vegetative Aspekte wie Hunger, Durst oder Sexualverhalten. Als endokrine Drüse (die – im Gegensatz zu einer exokrinen Drüse – ihre Hormone ohne Ausführungsgang direkt ins Blut abgibt) produziert er zahlreiche Hormone, die teilweise die Hypophyse hemmen oder anregen, ihrerseits Hormone ins Blut abzugeben. In dieser Funktion spielt er auch bei der Reaktion auf Schmerz eine wichtige Rolle und ist in die Schmerzmodulation involviert.

dorsal

dorsal/-/dorsal

Die Lagebezeichnung dorsal bedeutet „zum Rücken hin“ gelegen. Im Bezug auf das Nervensystem handelt es sich um eine Richtung senkrecht zur neuralen Achse, also nach oben zum Kopf oder nach hinten.
Bei Tieren ohne aufrechten Gang ist die Bezeichnung einfacher, dort bedeutet sie immer zum Rücken hin. Durch den aufrechten Gang des Menschen knickt das Gehirn im Bezug auf das Rückenmark ab, wodurch dorsal zu „oben“ wird.

Thalamus dorsalis

Thalamus dorsalis/Thalamus dorsalis/thalamus

Der Thalamus ist die größte Struktur des Zwischenhirns und ist oberhalb des Hypothalamus gelegen. Der Thalamus gilt als „Tor zum Bewusstsein“, da seine Kerne Durchgangstation für sämtliche Information an den Cortex (Großhirnrinde) sind. Gleichzeitig erhalten sie auch viele kortikale Eingänge. Die Kerne des Thalamus werden zu Gruppen zusammengefasst.

Diencephalon

Zwischenhirn/Diencephalon/diencephalon

Zum Diencephalon (Zwischenhirn) gehören unter anderem der Thalamus und der Hypothalamus. Gemeinsam mit dem Großhirn bildet es das Vorderhirn. Im Diencephalon finden sich Zentren für Sensorik, Emotion und zur Steuerung lebenswichtiger Funktionen wie Hunger und Durst.

Hypophyse

Hypophyse/-/pituitary gland

Die Hypophyse ist eine wichtige Drüse im Körper. Sie hängt wie ein Tropfen unterhalb des Hypothalamus und ist nicht größer als eine Erbse. Die Hypophyse besteht aus zwei Teilen, dem Hypophysenvorderlappen (Adenohypophyse) und dem Hypophysenhinterlappen (Neurohypophyse). Die Hypophyse ist der einzige Bereich des Zentralen Nervensystems, bei dem die Blut-​Hirn-​Schranke nicht wirksam ist.

Corpora mamillaria

Brustkörperchen/corpus mamillare /mammilary bodies

Zwei Strukturen des hinteren Thalamus (größter Teil des Zwischenhirns). Auf Grund ihrer Ähnlichkeit zur weiblichen Brust auch Brustkörperchen genannt. Sie liegen am Vorderende der Fornix (Hirngewölbe) und werden dem limbischen System zugeschrieben.

Funktionelle Inventur des Kellergeschosses

Der hintere Hypothalamus, der im Wesentlichen nur aus den Corpora mammillaria besteht, wird auch als der „markreiche“ Hypothalamus bezeichnet — weil er von dicken, „markhaltigen“ Nervenfasern durchzogen wird. Es sind dies die Axone des Fornix, die zu den Corpora mammillaria ziehen, und deren Axone, die zum anterioren Thalamus aufsteigen. All diese Strukturen gehören zum limbischen System und dienen der Gedächtnisbildung.

Wesentlich heterogener geht es im vorderen, „markarmen“ Hypothalamus zu, der von dünneren Nervenfasern durchzogen wird. Hier liegen zahlreiche – also mehrere Dutzend – voneinander abgrenzbare Kerngebiete, die im Dienste des vegetativen Nervensystems stehen. Zudem ist dieser vordere Hypothalamus eine endokrine Drüse, die viele verschiedene Hormone produziert. Und nicht nur das, er ist auch vollgepackt mit Rezeptoren, an die Hormone anderer endokriner Drüsen binden.

Kurzum: Wir sind hier an einer der „Schnittstellen“ zwischen nervöser und hormoneller Regulation der Körperfunktionen. Einige „berühmte“ Kerngebiete sollten wir etwas genauer betrachten:

Da wäre zum Beispiel der Nucleus suprachiasmaticus Nomen est omen– er liegt direkt über der Sehnervenkreuzung. Zudem erhält er direkte Eingänge von den Ganglienzellen der Netzhaut, ist also stets wohlinformiert, ob es draußen gerade Tag ist oder Nacht. Unter den diversen inneren Uhren des Organismus bildet er die „Master-​Clock“, die Chef-​Uhr. Denn in ihm tickt sozusagen das Netzwerk von Neuronen, das unseren eigenen Biorhythmus erzeugt und an den Tag-​Nacht-​Rhythmus anpasst.

Weitere wichtige Kerne sind der Nucleus paraventricularis und der Nucleus supraopticus Auch diese beiden liegen da, wo es die Namen vermuten lassen – am optischen Trakt bzw. gleich am Ventrikel, ganz in der Nähe des Sehnervs. Sie beherbergen Drüsennervenzellen: endokrine Neurone, die Hormone produzieren. Das Oxytocin und das Antidiuretische Hormon (ADH) nämlich. Und erneut sind die Namen Omen: ADH verringert die Menge des ausgeschiedenen Urins – fehlt es aufgrund einer Schädigung des Nucleus supraopticus, kommt es zum Diabetes insipidus. Hier wird auch unser Durstgefühl ausgelöst. Oxytocin heißt wörtlich: die „rasche Geburt“, denn das Hormon löst unter anderem die Wehen am Ende der Schwangerschaft aus. – Unter anderem, denn es hat nicht nur mit der Geburt, sondern auch mit den davor stattfindenden fortpflanzungsrelevanten Aktivitäten zu tun. So wird es beim Orgasmus ausgeschüttet – auch bei dem des Mannes – und ist körperlicher Nähe und Vertrauen dienlich. Auch dies ebenfalls beim Mann. Die Ausschüttung von Oxytocin beim Stillen des Kindes dagegen ist dem weiblichen Geschlecht vorbehalten.

Zahlreiche Kerne liegen in der Nähe der Öffnung des Trichters, des oben genannten Infundibulums. Da sie beiderseits davon kleine Höcker aufwerfen, nennt man diese Gegend das Tuber cinereum („grauer Höcker“) und die Kerne entsprechend die „Tuber-​Kerne“. Auch sie sind endokrine Drüsen. Sie produzieren Hormone – „Releasing-​“, also auslösende und hemmende, „Inhibiting“-Hormone –, die wiederum den Hypophysenvorderlappen dazu veranlassen, seinerseits Hormone zu produzieren — oder es zu unterlassen. Zum Beispiel produziert der Nucleus infundibularis Dopamin, das als Inhibiting-​Hormon die Freisetzung von Prolactin in der Adenohypophyse hemmt. Prolactin wiederum wirkt auf die Brustdrüse, es bewirkt dort die Milchbildung. Zellen in anderen Tuber-​Kernen produzieren ein Releasing-​Hormon namens „GnRH“, ausgeschrieben das „Gonadotropin-​Releasing Hormone“. In Antwort auf dieses Hormon produziert der Vorderlappen der Hypophyse Gonadotropine, und die wieder regen Ovar und Hoden dazu an, die „eigentlichen“ Geschlechtshormone, nämlich Östrogen und Testosteron zu bilden. Außerdem spielt der Nucleus infundibularis gemeinsam mit dem Nucleus dorsomedialis hypothalami, der ein wenig oberhalb von ihm liegt, eine tragende Rolle für die Steuerung der Nahrungsaufnahme und des Stoffwechsels.

Der markarme Hypothalamus nimmt aber nicht nur – wie oben beschrieben – auf hormonellem Weg Einfluss auf die Körperfunktionen. Aus fast all seinen Kerngebieten steigen dünne Axone als Tractus hypothalamo-​spinalis zum Rückenmark hinab. Sie enden dort in der Gegend, in der die motorischen Nervenzellen des autonomen Nervensystems sitzen, und nehmen so Einfluss auf die inneren Organe.

Corpora mamillaria

Brustkörperchen/corpus mamillare /mammilary bodies

Zwei Strukturen des hinteren Thalamus (größter Teil des Zwischenhirns). Auf Grund ihrer Ähnlichkeit zur weiblichen Brust auch Brustkörperchen genannt. Sie liegen am Vorderende der Fornix (Hirngewölbe) und werden dem limbischen System zugeschrieben.

Hypothalamus

Hypothalamus/-/hypothalamus

Der Hypothalamus gilt als das Zentrum des autonomen Nervensystems, er steuert also viele motivationale Zustände und kontrolliert vegetative Aspekte wie Hunger, Durst oder Sexualverhalten. Als endokrine Drüse (die – im Gegensatz zu einer exokrinen Drüse – ihre Hormone ohne Ausführungsgang direkt ins Blut abgibt) produziert er zahlreiche Hormone, die teilweise die Hypophyse hemmen oder anregen, ihrerseits Hormone ins Blut abzugeben. In dieser Funktion spielt er auch bei der Reaktion auf Schmerz eine wichtige Rolle und ist in die Schmerzmodulation involviert.

Axon

Axon/-/axon

Das Axon ist der Fortsatz der Nervenzelle, der für die Weiterleitung eines Nervenimpulses zur nächsten Zelle zuständig ist. Ein Axon kann sich vielfach verzweigen, und so eine Vielzahl nachgeschalteter Nervenzellen erreichen. Seine Länge kann mehr als einen Meter betragen. Das Axon endet in einer oder mehreren Synapse(n).

Thalamus dorsalis

Thalamus dorsalis/Thalamus dorsalis/thalamus

Der Thalamus ist die größte Struktur des Zwischenhirns und ist oberhalb des Hypothalamus gelegen. Der Thalamus gilt als „Tor zum Bewusstsein“, da seine Kerne Durchgangstation für sämtliche Information an den Cortex (Großhirnrinde) sind. Gleichzeitig erhalten sie auch viele kortikale Eingänge. Die Kerne des Thalamus werden zu Gruppen zusammengefasst.

Autonomes Nervensystem

Autonomes Nervensystem/-/autonomous nervous system

Der Teil des Nervensystems, der die Vitalfunktionen – wie Atmung, Herzschlag, Blutdruck – steuert. Unterteilt wird das autonome Nervensystem in einen sympathischen, anregenden, und einen parasympathischen, entspannenden Bereich.

Nucleus

Nucleus/Nucleus/nucleus

Nucleus, Plural Nuclei, bezeichnet zweierlei: Zum einen den Kern einer Zelle, den Zellkern. Zum zweiten eine Ansammlung von Zellkörpern im Gehirn.

Nucleus suprachiasmaticus

Nucleus suprachiasmaticus/Nucleus subchiasmaticus/suprachiasmatic nucleus

Ein Kern des Hypothalamus, der eine zentrale Rolle bei den circadianen Rhythmen – darunter der Wach-​Schlaf-​Rhythmus – spielt. Er ist die master clock, die wichtigste innere Uhr des Körpers, wobei er die Melatoninproduktion in der Epiphyse kontrolliert. Direkte Eingänge erhält er von den retinalen Ganglienzellen.

Chiasma opticum

Sehnervkreuzung/Chiasma opticum/optic chiasma

Das Chiasma opticum ist eine kreuzförmige Verbindung zwischen den Sehnerven, an der jeweils 50% der Sehnervenfasern die Seite wechseln.

Nucleus paraventricularis

Nucleus paraventricularis/Nucleus paraventricularis/paraventricular nucleus

Ein Kern des Hypothalamus, dessen Neurone verschiedene Hormone produzieren, darunter Oxytocin und Vasopresin, die zur Adenohypophyse transportiert werden. Weiter sendet der Hypothalamus Axone (lange faserartige Fortsätze von Nervenzellen) ins limbische System, den Hirnstamm und andere Kerne des Hypothalamus.

Nucleus supraopticus

Nucleus supraopticus/Nucleus supraopticus/supraoptic nucleus

Ein Kerngebiet des Hypothalamus, gelegen oberhalb der Sehnerven. Hier werden die Peptidhormone Vasorpressin und Oxytocin produziert.

Sehnerv

Sehnerv/Nervus opticus/optic nerve

Die Axone (lange faserartige Fortsätze) der retinalen Ganglienzellen bilden den Sehnerv, der das Auge auf der Rückseite an der Papille verlässt. Er umfasst ca. eine Million Axone und hat einen Durchmesser von ca. sieben Millimetern.

Oxytocin

Oxytozin/-/oxytocin

Ein im Nucleus paraventricularis und im Nucleus supraopticus des Hypothalamus gebildetes Hormon, welches aus dem Hypophysenhinterlappen ins Blut ausgeschüttet wird. Es leitet bei der Geburt die Wehen ein und wird beim Stillen sowie beim Orgasmus ausgeschüttet. Es scheint die Paarbindung zu erhöhen und Vertrauen zu schaffen. Neuere Erkenntnisse weißen darauf hin, dass das oft als Kuschelhormon bezeichnete Oxytocin jedoch weitaus komplexer ist und seine Effekte auch eine Abgrenzung zur andern Gruppen (out-​groups) beinhalten.

Hormon

Hormon/-/hormone

Hormone sind chemische Botenstoffe im Körper. Sie dienen der meist langsamen Übermittlung von Informationen, in der Regel zwischen dem Gehirn und dem Körper, z.B. der Regulation des Blutzuckerspiegels. Viele Hormone werden in Drüsenzellen gebildet und in das Blut abgegeben. Am Zielort, z.B einem Organ, docken sie an Bindestellen an und lösen Prozesse im Inneren der Zelle aus. Hormone haben eine breitere Wirkung als Neurotransmitter, sie können verschiedene Funktionen in vielen Zellen des Körpers beeinflussen.

Tuber cinereum

Tuber cinereum/Tuber cinereum/Tuber cinereum

Das Tuber cinereum ist ein hügelförmiges Gebiet im Hypothalamus, dem das Infundibulum, der Hypophysenstiel entspringt. Im Tuber cinereum liegen die Tuberkerne, darunter der Nucleus tuberomammillaris, der als einzige Region im Gehirn Histamin als Neurotransmitter verwendet.

Nucleus infundibularis

Nucleus infundibularis/Nucleus infundibularis/infundibular nucleus

Der Nucleus infundibularis wird aufgrund seiner gebogenen Form auch Nucleus arcuatus genannt. Er liegt im Hypothalamus und spielt eine wichtige Rolle bei der Regulation der Ernährung und der Entstehung von Hungergefühlen.

Adenohypophyse

Adenohypophyse/-/anterior pituitary

Die Adenohypophse ist eine Drüse und wird auch als „Hypophysenvorderlappen“ bezeichnet. Die Adenohypophyse gibt ihre Hormone direkt in das Blut ab, sie ist also endokrin. Zusammen mit der Neurohypophyse, die ein Hirnabschnitt ist bildet sie die Hypophyse. Die beiden Systeme sind über eine Kontaktfläche eng miteinander verknüpft.

Hypophyse

Hypophyse/-/pituitary gland

Die Hypophyse ist eine wichtige Drüse im Körper. Sie hängt wie ein Tropfen unterhalb des Hypothalamus und ist nicht größer als eine Erbse. Die Hypophyse besteht aus zwei Teilen, dem Hypophysenvorderlappen (Adenohypophyse) und dem Hypophysenhinterlappen (Neurohypophyse). Die Hypophyse ist der einzige Bereich des Zentralen Nervensystems, bei dem die Blut-​Hirn-​Schranke nicht wirksam ist.

Rückenmark

Rückenmark/Medulla spinalis/spinal cord

Das Rückenmark ist der Teil des zentralen Nervensystems, das in der Wirbelsäule liegt. Es verfügt sowohl über die weiße Substanz der Nervenfasern, als auch über die graue Substanz der Zellkerne. Einfache Reflexe wie der Kniesehnenreflex werden bereits hier verarbeitet, da sensorische und motorische Neuronen direkt verschaltet sind. Das Rückenmark wird in Zervikal-​, Thorakal-​, Lumbal und Sakralmark unterteilt.

Neuron

Neuron/-/neuron

Das Neuron ist eine Zelle des Körpers, die auf Signalübertragung spezialisiert ist. Sie wird charakterisiert durch den Empfang und die Weiterleitung elektrischer oder chemischer Signale.

Autonomes Nervensystem

Autonomes Nervensystem/-/autonomous nervous system

Der Teil des Nervensystems, der die Vitalfunktionen – wie Atmung, Herzschlag, Blutdruck – steuert. Unterteilt wird das autonome Nervensystem in einen sympathischen, anregenden, und einen parasympathischen, entspannenden Bereich.

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