Hipotálamo

Desenvolvimento

O hipotálamo é uma coleção de vários núcleos no centro do cérebro que se desenvolvem no início da vida embriológica.

Tubo neural

O 1º passo é o desenvolvimento do tubo neural.

• Desenvolve-se a partir da ectoderma
• O embrião trilaminar invagina para formar a prega neural → tubo neural (fecha pelas 6 semanas)
• O tubo neural torna-se o SNC.

Vesículas neurais primárias e secundárias

O tubo neural desenvolve 3 “protuberâncias” conhecidas como vesículas primárias:

• Prosencéfalo (cérebro anterior) → divide-se em 2 vesículas secundárias:
  • Telencéfalo → cérebro
  • Diencéfalo, que passa a formar:
    • Tálamo
    • Hipotálamo
    • Epitálamo (inclui a glândula pineal)
    • Subtálamo
• Mesencéfalo (cérebro medial, sem vesículas secundárias) → Cérebro médio
• Rombencéfalo (cérebro posterior) → divide-se em 2 vesículas secundárias:
  • Metencéfalo:
    • Ponte
    • Cerebelo
  • Mielencéfalo → bolbo

Anatomia Geral

Localização

• Localizado no centro do cérebro
• Logo superiormente ao tronco cerebral
• Forma parte das paredes e assoalho do 3º ventrículo
• Simétrico; tem metades direita e esquerda

Limites

Zonas parassagitais

Cada ½ do hipotálamo contém 3 zonas ou áreas primárias (de lateral para medial):

• Área hipotalâmica lateral: sistema de fibras difusas
• Área hipotalâmica medial: contém os núcleos definidos
• Zona cinzenta periventricular: imediatamente adjacente ao 3º ventrículo

Níveis rostrocaudais

O hipotálamo também pode ser dividido em 4 níveis primários, movendo-se de anterior (rostral) para posterior (caudal). Estes níveis descrevem as localizações de diferentes núcleos funcionais dentro do hipotálamo (todos eles estão na área hipotalâmica medial). Os níveis incluem:

1. Pré-óptico: encontrado entre o quiasma ótico e a comissura anterior:
   • Área pré-ótica lateral
   • Área pré-ótica medial
2. Supra-ótico: o nível mais anterior atrás da área pré-ótica:
   • Núcleo paraventricular
   • Núcleo anterior
   • Núcleo supra-ótico
   • Núcleo supraquiasmático
3. Tuberal: entre os níveis supra-ótico e o mamilar:
   • Hipotálamo lateral
   • Núcleo dorsomedial
   • Núcleo ventromedial
   • Núcleo arqueado
4. Mamilar: nível posterior (caudal):
   • Núcleo posterior
   • Corpos mamilares

Neurovasculatura

O hipotálamo é um importante centro de coordenação dentro do corpo. Recebe informações e pode exercer os seus efeitos via nervos, sangue e LCR.

Conexões nervosas aferentes do hipotálamo

O hipotálamo recebe aferentes de:

• Nervos somáticos
• Nervos viscerais
• Nervos visuais/óticos
• Nervos olfativos
• Córtex cerebral
• Hipocampo (através do fórnix)
• Amígdala (através da estria terminal)
• Tálamo
• Outros núcleos dentro do hipotálamo

Conexões nervosas eferentes do hipotálamo

O hipotálamo envia sinais eferentes para:

• Fibras descendentes no tronco cerebral e na medula espinhal → afetam o sistema nervoso autónomo periférico:
  • Nervo vago
  • Neurónios pré-ganglionares simpáticos
• Trato mamilotalâmico: corpo mamilar → tálamo
• Trato mamilotegmentar: corpo mamilar → tegmento do mesencéfalo (tronco cerebral)
• Sistema límbico

Conexões com a glândula pituitária

O hipotálamo é o principal regulador da hipófise. O hipotálamo é, portanto, fundamental na conversão e integração de sinais nervosos com sinais endócrinos. O hipotálamo está conectado à hipófise de 2 formas: via fibras nervosas e via circulação sanguínea.

Conexões de fibras nervosas: o trato hipotálamo-hipofisário

• Neurónios nos núcleos paraventricular e supraótico têm projeções diretas que terminam na hipófise posterior.
• As secreções incluem:
  • Núcleos paraventriculares: produzem principalmente oxitocina (estimula as contrações uterinas no trabalho de parto e a libertação de leite durante a lactação)
  • Núcleos supraóticos: produzem principalmente hormona antidiurética (ADH, pela sigla em inglês; um vasoconstritor que estimula a ↑ absorção de água nos túbulos renais)

Conexões com a corrente sanguínea: o sistema portal hipotálamo-hipofisário

• Formado a partir de ramos das artérias carótidas internas
• As artérias percorrem a eminência mediana (o “pedúnculo” hipofisário) → capilares
• Os capilares circundam as células no lobo anterior da hipófise.
• As células neurossecretoras na zona medial do hipotálamo têm projeções para a eminência mediana e secretam hormonas no sistema porta:
  • Hormonas libertadas:
    • Hormona libertadora de corticotrofina (CRH, pela sigla em inglês)
    • Hormona libertadora de tirotropina (TRH, pela sigla em inglês)
    • Hormona libertadora de gonadotrofinas (GnRH, pela sigla em inglês)
    • Hormona libertadora do hormona do crescimento (GHRH, pela sigla em inglês)
  • Hormonas inibidoras de libertação:
    • Somatostatina
    • Dopamina

Vasculatura

Vascularização arterial:

O hipotálamo é suprido pelo círculo de Willis:

• Artéria cerebral anterior → ramos anteromediais
• Artéria comunicante posterior → ramos posteromediais
• Artéria cerebral posterior → ramos talamoperfurantes

Drenagem venosa:

• Círculo dos seios intercavernosos
• Sistema porta hipotálamo-hipofisário

Funções

Descrição Geral

O hipotálamo é um centro de integração sensitiva e motora e é um regulador primário do sistema endócrino e do sistema nervoso autónomo. O hipotálamo desempenha um papel importante:

• Regulação e secreção hormonal
• Efeitos autonómicos (e.g., FC, pressão arterial, secreções e motilidade GI, etc.)
• Termorregulação
• Ingestão de alimentos e água
• Sono e ritmo circadiano
• Memória
• Comportamento emocional

Nível pré-ótico

A área pré-ótica contém:

• Área pré-ótica lateral: uma continuação dos núcleos hipotalâmicos laterais
• Área pré-ótica medial:
  • Associada à excitação sexual e dismorfismo sexual
  • Produz/secreta GnRH → libertado no sistema porta hipotálamo-hipofisário
  • Envolvida na termorregulação
  • As lesões nesta região estão associadas a:
    • Perda do controlo do comportamento sexual
    • Amenorreia
    • Impotência

Nível supra-ótico

O nível supra-óptico contém vários núcleos importantes, incluindo (de superior para inferior):

• Núcleo paraventricular:
  • Divisão medial: sintetiza e secreta uma série de hormonas que regulam a glândula pituitária
    • CRH
    • TRH
    • GHRH
    • Somatostatina (inibe a libertação da hormona do crescimento e da hormona estimulante da tiroide (TSH, pela sigla em inglês))
    • Dopamina (inibe a secreção de prolactina)
  • Divisão intermediária: sintetiza hormonas que são libertadas pela hipófise posterior
    • Oxitocina (secreção primária)
    • ADH produzida em pequenas quantidades
  • Divisão lateral: tem algumas projeções diretas no nervo vago
• Núcleo anterior:
  • Uma continuação caudal da área pré-ótica medial
  • Envolvido na termorregulação (arrefecimento) e sono
  • Lesões nesta região podem levar à hipertermia.
• Núcleo supra-ótico:
  • Tem projeções diretas para a hipófise posterior
  • Produz:
    • ADH (principalmente)
    • Oxitocina (quantidades menores)
• Núcleo supraquiasmático:
  • Localizado logo acima do quiasma ótico
  • Obtém informação diretamente da retina
  • Um “relógio biológico mestre”

Nível tuberal

O nível tuberal contém:

• Núcleos hipotalâmicos laterais:
  • Envolvidos:
    • Regulação do apetite e da saciedade
    • Função digestiva
    • Sono
    • Perceção da dor
    • Tensão arterial
  • Lesões aqui podem levar a:
    • Narcolepsia
    • Distúrbios gastrointestinais da motilidade ou funcionais
    • Distúrbios alimentares (devido a ↓↓ desejo de comer)
• Núcleo dorsomedial:
  • Envolvido:
    • Ritmos circadianos fisiológicos (e.g., comer e beber, consumo de energia)
    • Comportamento de ingestão alimentar
    • Resposta cardiovascular ao stress
  • As lesões aqui podem levar a: ingestão alimentar excessiva (hiperfagia), obesidade
• Núcleo Ventromedial:
  • Envolvido:
    • Regulação do apetite, saciedade e energia
    • Resposta ao medo via aferentes da amígdala
  • As lesões aqui podem levar a: hiperfagia, obesidade
• Núcleo arqueado:
  • Um regulador primário da glândula pituitária anterior através do sistema portal hipotálamo-hipofisário
  • Secreta:
    • GnRH
    • Dopamina → regula a secreção de prolactina
    • Neuropeptídeo Y → regula o apetite e o peso corporal
  • As lesões aqui podem levar a: galactorreia, hiperfagia

Nível mamilar

O nível mamilar inclui:

• Núcleo posterior:
  • Envolvido na termorregulação (aquecimento do corpo)
  • A lesão aqui pode levar a: hipotermia
• Corpos mamilares:
  • Envolvidos na regulação das emoções e da memória de recordações
  • Uma lesão aqui pode levar a:
    • Défices de memória
    • Patogénese da encefalopatia de Wernicke

Relevância Clínica

• Diabetes insipidus central (DI): condição na qual os rins são incapazes de concentrar a urina devido à falta de ADH circulante. Níveis reduzidos de ADH ocorrem devido à diminuição da produção no hipotálamo ou devido à diminuição da libertação pela hipófise posterior. A apresentação clínica cursa com poliúria, noctúria e polidipsia. A DI central e a nefrogénica são diferenciadas com base nos níveis de ADH medidos e na resposta ao teste de privação de água. A DI central é tratada com desmopressina.
• Amenorreia hipotalâmica funcional: causa primária de amenorreia secundária (cessação da menstruação). A amenorreia hipotalâmica funcional resulta da diminuição da secreção de GnRH pulsátil pelo hipotálamo, que ocorre durante períodos de stress físico ou psicológico severo. A condição é mais frequentemente encontrada em associação com distúrbios alimentares ou excesso de exercício físico (comum em atletas do sexo feminino). O tratamento geralmente requer suporte nutricional e aconselhamento.
• Hipertermia: pode ocorrer se existir uma lesão (derrame ou lesão do SNC) no núcleo anterior do hipotálamo, que está envolvido na termorregulação, especificamente no arrefecimento do corpo. Danos nesta região impedem o corpo de se conseguir arrefecer.
• Narcolepsia: ocorre quando o hipotálamo lateral é incapaz de secretar orexina, substância que promove a vigília em muitas áreas do cérebro, permitindo transições súbitas inapropriadas para o sono, cataplexia, paralisia do sono e alucinações hipnagógicas.
• Hiperprolactinemia: níveis elevados de prolactina no sangue. Embora a causa mais comum de hiperprolactinemia seja o adenoma hipofisário secretor de prolactina, a perda da secreção inibitória de dopamina pelo hipotálamo também pode ser uma causa. Esta condição pode ocorrer quando os neurónios dopaminérgicos do hipotálamo são danificados ou se o infundíbulo é seccionado durante a cirurgia suprasselar. As apresentações podem incluir galactorreia (secreção de leite), oligomenorreia e disfunção erétil.