Ipotalamo: Cos'è? Anatomia, Caratteristiche, Funzioni e Patologie di A.Griguolo

Generalità

L'ipotalamo è l'importante struttura dell'encefalo che prende posto appena sotto il talamo e che dirige l'attività dell'ipofisi, una ghiandola endocrina maggiore fondamentale alla vita e al benessere dell'essere umano.

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Delle dimensioni di un pisello, l'ipotalamo è un concentrato di nuclei nervosi, suddivisibile in tre regioni (anteriore, mediana e posteriore), le quali sono a loro volta divisibili in aree.
Connesso alla formazione reticolare del tronco encefalico e all'amigdala, l'ipotalamo prende parte al mantenimento dell'omeostasi corporea, attraverso per esempio la regolazione della temperatura corporea o del senso di sazietà, e al rilascio di ormoni destinati a coinvolgere l'ipofisi.
L'ipotalamo costituisce l'elemento anatomico di connessione tra il sistema nervoso e il sistema endocrino.

Cos'è l'Ipotalamo?

L'ipotalamo è una piccola ma importante struttura dell'encefalo, interposta tra il talamo, superiormente, e l'ipofisi, inferiormente.
L'ipotalamo è un concentrato di nuclei nervosi, i quali gli conferiscono una varietà di funzioni, compresi un ruolo nel cosiddetto sistema limbico e un ruolo da ghiandola endocrina maggiore.
L'ipotalamo, quindi, appartiene tanto al sistema nervoso centrale, quanto al sistema endocrino; per l'esattezza, i neurologi lo descrivono come l'organo di connessione tra il sistema nervoso e il sistema endocrino.

Lo sapevi che…

L'encefalo di tutti i Vertebrati contiene l'ipotalamo o una struttura equivalente.

Origine del nome

Il termine "ipotalamo" significa letteralmente "sotto il talamo" e vuole essere un chiaro richiamo alla posizione occupata, nell'encefalo, dall'organo a cui fa riferimento ("ipo-" è il prefisso usato per esprimere il concetto di "sotto" o, più in generale, di un "inferiorità"). 

Anatomia

Componente del diencefalo, l'ipotalamo presenta le dimensioni e la forma di un pisello, e costituisce meno dell'1% del peso totale dell'encefalo; l'ipotalamo, quindi, è un organo piccolo e poco pesante.

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Collegato all'ipofisi tramite il cosiddetto infundibulo dell'ipotalamo (o infundibulo dell'ipofisi), l'ipotalamo è suddivisibile in 3 regioni: la regione anteriore, la regione mediana e la regione posteriore; ciascuna di queste regioni è ulteriormente suddivisibile nelle cosiddette aree dell'ipotalamo (o aree ipotalamiche), le quali si caratterizzano per includere all'interno dei loro confini specifici nuclei nervosi.
Come qualsiasi altra parte dell'encefalo, anche l'ipotalamo non è una struttura isolata, bensì connessa ad altre componenti nervose, con le quali collabora per un determinato fine.

Cos'è un nucleo nervoso?

Un nucleo nervoso è un aggregato di corpi di neuroni aventi un identico ruolo (N.B: il neurone è la cellula nervosa e il corpo di un neurone è la sede del nucleo cellulare); un nucleo nervoso, quindi, è un insieme di cellule nervose altamente specifiche, addette tutte a una stessa funzione.
È importante segnalare che il concetto di nucleo nervoso è totalmente diverso dal concetto di nucleo cellulare: quest'ultimo è la sede del DNA di una cellula ed è presente in tutte le cellule dell'organismo umano, tranne globuli rossi, piastrine e squame cornee della pelle).

Dove risiede precisamente l'Ipotalamo?

Situato alla base del cranio, laddove si estende la porzione ventrale del diencefalo, l'ipotalamo prende posto sotto e poco più avanti del talamo, e sopra l'ipofisi posteriore, alla quale è connessa tramite il già citato infundibulo dell'ipofisi.

Insieme a cervello propriamente detto, cervelletto e tronco encefalico, il diencefalo è una delle 4 suddivisioni principali dell'encefalo umano.

Regioni dell'Ipotalamo

REGIONE ANTERIORE

Conosciuta anche come regione sopraottica, il regione anteriore dell'ipotalamo comprende 3 aree:

  • L'area preottica, la quale racchiude il nucleo preottico mediano, il nucleo preottico mediale, il nucleo preottico periventricolare e il nucleo preottico ventro-laterale;
  • L'area mediale, la quale include il nucleo sopraottico, il nucleo paraventricolare, il nucleo ipotalamico anteriore e il nucleo soprachiasmatico;
  • L'area laterale, nella quale si estende il nucleo laterale.

Come si vedrà più approfonditamente nel capitolo dedicato alle funzioni, per gran parte della sua estensione, la regione anteriore dell'ipotalamo è coinvolta nella produzione di ormoni (quindi ha funzione di ghiandola endocrina), ormoni che interagiscono con l'ipofisi o ne dirigono l'attività.

REGIONE MEDIANA

Conosciuta anche con il nome di regione tuberale, la regione mediana dell'ipotalamo comprende 2 aree:

  • L'area mediale, in cui sono racchiusi il nucleo dorso-mediale, il nucleo ventro-mediale e il nucleo arcuato, e
  • L'area laterale, che include il nucleo laterale e il nucleo tuberale laterale.

REGIONE POSTERIORE

Anche nota come regione mammillare, la regione posteriore dell'ipotalamo comprende anch'essa 2 aree:

  • L'area mediale, in cui trovano sede il nucleo mammillare e il nucleo posteriore, e
  • L'area laterale, che ospita il nucleo laterale e il nucleo tubero-mammillare.

Connessioni dell'Ipotalamo

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Come preannunciato, l'ipotalamo è in collegamento con altre strutture dell'encefalo; in particolare, stabilisce connessioni con:

  • La cosiddetta formazione reticolare del tronco encefalico. Anche nota come sostanza reticolare, la formazione reticolare è una particolare componente del tronco encefalico, che riunisce in sé neuroni deputati a regolare alcune attività del midollo spinale, della corteccia cerebrale e dello stesso tronco encefalico;

e

  • L'amigdala. L'amigdala è una regione pari dell'encefalo, sede di svariati nuclei nervosi, che appartiene alla porzione più interna del lobo temporale; simile a una mandorla per forma e dimensioni, l'amigdala gioca un ruolo chiave nella formazione e nella memorizzazione dei ricordi associati a eventi emotivi; è responsabile del cosiddetto condizionamento della paura; partecipa all'elaborazione di emozioni come la paura, la rabbia, la felicità ecc.; favorisce il ricordo di ciò che ha procurato dolore; infine, è implicata nell'eccitazione e nei processi decisionali.

Ipotalamo e Sistema Limbico

Assieme all'amigdala, alla formazione reticolare del tronco encefalico e ad altre porzione dell'encefalo, l'ipotalamo prende parte alla costituzione del sistema limbico.
Il sistema limbico è un insieme di strutture encefaliche, che hanno un ruolo chiave nelle reazioni emotive, nei processi di memoria a breve termine, nel comportamento e nell'olfatto.

L'Ipotalamo nell'Uomo e nella Donna

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L'uomo possiede un ipotalamo leggermente diverso dall'ipotalamo presente nella donna.
Le differenze tra l'ipotalamo maschile e quello femminile consistono in cambiamenti a livello di connessioni nervose e sensibilità biochimica, e riguardano soprattutto l'area preottica della regione anteriore. 
Le differenze tra l'ipotalamo maschile e quello femminile sono all'origine di varie conseguenze, quali per esempio:

  • La tendenza dell'uomo a risultare maggiormente attratto dall'odore e dall'aspetto delle donne. La conferma di questa conseguenza proviene dalle lesioni dell'ipotalamo nell'uomo, le quali comportano una diminuzione dell'attrazione del paziente nei confronti del sesso femminile;

e

  • Le diverse modalità di secrezione dell'ormone della crescita nei due sessi. Questa conseguenza spiega per quale motivo uomo e donna sono diversi sotto il profilo della corporatura. 

Irrorazione sanguigna dell'Ipotalamo

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L'afflusso di sangue ossigenato all'ipotalamo spetta alla rete di vasi arteriosi nota come circolo di Willis (o  poligono di Willis); infatti, la regione anteriore dell'ipotalamo riceve sangue ricco di ossigeno dalle arterie cerebrali anteriori e dall'arteria comunicante anteriore, la regione mediana dell'ipotalamo sfrutta l'apporto di sangue ossigenato garantitole dalle arterie comunicanti posteriori e, infine, la regione posteriore accoglie il sangue ossigenato che le proviene dall'arteria basilare, dalle arterie cerebrali posteriori e dalle arterie comunicanti posteriori.

Funzione

L'ipotalamo ha l'importante compito di provvedere al mantenimento dell'omeostasi corporea; per omeostasi corporea s'intende la tendenza naturale del corpo umano al raggiungimento di una condizione di stabilità/equilibrio, sia per quanto concerne la sfera biochimica e fisica sia per quanto riguarda la sfera comportamentale.
L'ipotalamo, inoltre, è coinvolto nella secrezione di neurormoni indispensabili al funzionamento dell'ipofisi, cioè la ghiandola endocrina maggiore che produce ormoni fondamentali alla vita e al benessere dell'essere umano, quali per esempio l'ormone della crescita, la gonadotropina, la vasopressina o la tireotropina. Questa seconda importante funzione conferisce all'ipotalamo la carica di organo di connessione tra il sistema nervoso centrale e il sistema endocrino.
Infine, è doveroso segnalare che l'ipotalamo contribuisce a tanti altri processi e meccanismi della fisiologia umana, come per esempio la stimolazione del tratto gastrointestinale, la memoria, la dilatazione pupillare e l'apprendimento.

Ipotalamo e Omeostasi Corporea

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L'ipotalamo provvede al mantenimento dell'omeostasi corporea grazie alla capacità di:

In particolare:

  • La regolazione del temperatura del corpo (o termoregolazione) spetta alle aree preottica e mediale della regione anteriore dell'ipotalamo, e all'area mediale della regione posteriore dell'ipotalamo;
  • La regolazione della sete spetta all'area mediale della regione anteriore dell'ipotalamo;
  • La regolazione dell'appetito e del senso di sazietà è prerogativa dell'area mediale della regione mediana dell'ipotalamo e dell'area laterale della regione posteriore dell'ipotalamo;
  • La regolazione della pressione sanguigna e della frequenza cardiaca è compito delle aree mediali delle regioni mediana e posteriore dell'ipotalamo;
  • La regolazione del ritmo circadiano sonno-veglia spetta all'area mediale della regione anteriore dell'ipotalamo e all'area laterale della regione posteriore dell'ipotalamo;

Ipotalamo e Attività Endocrina

Attraverso la regione anteriore, in particolare tramite il nucleo sopraottico e il nucleo paraventricolare dell'area mediale, l'ipotalamo produce:

  • L'ormone di rilascio della tireotropina (o TRH). È l'ormone deputato a stimolare l'ipofisi, affinché quest'ultima produca e rilasci in circolo l'ormone stimolante la tiroide (o TSH), il quale, come dice il nome, è l'ormone che attiva la ghiandola tiroide.
    Dalla cascata ormonale TRH-TSH dipende, indirettamente, il corretto funzionamento di cuore, tratto gastrointestinale e muscoli;
  • L'ormone di rilascio delle gonadotropine (GnRH). È l'ormone preposto a innescare la produzione, da parte dell'ipofisi, dell'ormone follicolo-stimolante (FSH) e dell'ormone luteinizzante (LH), ossia gli ormoni stimolanti l'attività delle gonadi (testicoli nell'uomo e ovaie nella donna).
    Nel loro insieme, gli ormoni FSH e LH sono detti gonadotropine;
  • L'ormone di rilascio della corticotropina (o CRH). È l'ormone coinvolto nella risposta allo stress sia fisico che emotivo. Una volta prodotto, interagisce con l'ipofisi e la stimola a secernere l'ormone adrenocorticotropo (o ACTH); quest'ultimo ha il compito di attivare la corteccia surrenalica, affinché produca cortisolo, ossia il cosiddetto ormone dello stress;
  • L'ormone ossitocina. Prodotta dall'ipotalamo ma rilasciata dall'ipofisi posteriore, l'ossitocina gioca un ruolo chiave nel controllo di comportamenti ed emozioni, come per esempio l'eccitazione sessuale, il senso di fiducia, il senso di maternità (nella donna), il riconoscimento sociale o l'ansia;
  • L'ormone vasopressina (o ADH o antidiuretico). Anch'essa prodotta dall'ipotalamo ma rilasciato dall'ipofisi posteriore, la vasopressina è l'ormone deputato a regolare i livelli di acqua nel corpo umano; il rilascio di vasopressina, infatti, stimola i reni ad assorbire acqua;
  • L'ormone somatostatina. È l'ormone ipotalamico destinato a bloccare la produzione, da parte dell'ipofisi, di ormoni, quali per esempio l'ormone della crescita o l'ormone stimolante la tiroide.
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Inoltre, attraverso la regione mediana, nello specifico tramite il nucleo arcuato dell'area mediale, l'ipotalamo secerne:

  • L'ormone di rilascio dell'ormone della crescita (GHRHR). È la molecola biologica deputata ad attivare l'ipofisi, affinché quest'ultima produca e rilasci in circolo l'ormone della crescita, cioè l'ormone da cui dipende la crescita e lo sviluppo del corpo umano;
  • La dopamina destinata a inibire la produzione dell'ormone prolattina, da parte dell'ipofisi.
    La prolattina è l'ormone ipofisario incaricato di promuovere, nelle donne, lo sviluppo del seno, in età puberale, e la produzione di latte, nei mesi successivi al parto.

Lo sapevi che…

La dopamina è un neurotrasmettitore, che, però, quando è coinvolto nel sopraccitato processo di inibizione, veste anche i panni di ormone.

Tabella di riassunto dell'Attività Ormonale dell'Ipotalamo

Ormoni dell'ipotalamo Sede di produzione nell'ipotalamo
Ormone di rilascio della tireotropina

Regione anteriore:

  • Nucleo paraventricolare dell'area mediale e
Ormone di rilascio delle gonadotropine
Ormone di rilascio della corticotropina
Somatostatina
Vasopressina

Regione anteriore:

  • Nucleo paraventricolare dell'area mediale e
  • Nucleo sopraottico dell'area mediale
Ossitocina
Ormone di rilascio dell'ormone della crescita

Regione mediana:

  • Nucleo arcuato dell'area mediale

Patologie

Dato il suo coinvolgimento in numerosi processi biologici, l'ipotalamo è un'area cerebrale che, se non funziona adeguatamente, può pregiudicare drasticamente la qualità della vita dell'essere umano.
Quando l'ipotalamo funziona in maniera inadeguata, i medici parlano di disfunzione ipotalamica (o disfunzione dell'ipotalamo).

Cause di Disfunzione dell'Ipotalamo

Tra le cause di disfunzione ipotalamica, figurano:

  • I traumi cerebrali che comportano un danno all'ipotalamo;
  • Le alterazioni genetiche a carico del gene che produce l'ormone di rilascio dell'ormone della crescita e che innescano la condizione nota come deficit dell'ormone della crescita;
  • Le malattie e i difetti genetici che si caratterizzano per un'anomalia a carico dell'encefalo o dell'ipotalamo. Una di queste condizione è la sindrome di Prader-Willi;
  • I tumori a carico dell'ipotalamo;
  • I disturbi alimentari, come per esempio l'anoressia nervosa o la bulimia;
  • Alcune malattie autoimmuni;
  • Gli interventi chirurgici all'encefalo non ben riusciti (le operazione chirurgiche al cervello sono procedure molto complesse).

Possibili Sintomi di una Disfunzione dell'Ipotalamo

Una disfunzione dell'ipotalamo può avere varie conseguenze, tra cui: livelli di pressione anormalmente alti o bassi, sbalzi improvvisi e senza ragione plausibile della temperatura corporea, guadagno o perdita di peso senza apparente motivo, momenti di grande appetito o di scarso appetito, insonnia, infertilità, bassa statura, pubertà ritardata, minzione frequente e disidratazione.

Lo sapevi che…

La disfunzione dell'ipotalamo gioca un ruolo chiave in condizioni come il diabete insipido e l'ipopituitarismo.
Il diabete insipido è una sindrome caratterizzata dalla cospicua produzione di urina e da una sete insaziabile, alla cui origine può esserci la mancata o insufficiente secrezione dell'ormone vasopressina da parte di ipotalamo e ipofisi posteriore, oppure la mancata attività dell'ormone ADH a livello renale.
L'ipopituitarismo, invece, è la condizione contraddistinta da una diminuzione dell'attività ormonale dell'ipofisi, cioè la ghiandola endocrina maggiore che è sotto il controllo dell'ipotalamo.

Antonio Griguolo

L'autore

Antonio Griguolo

Laureato in Scienze Biomolecolari e Cellulari, ha conseguito un Master specialistico in Giornalismo e Comunicazione istituzionale della scienza