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Hipotálamo

O hipotálamo é uma coleção de vários núcleos dentro do diencéfalo, no centro do cérebro. Desempenha um papel vital na regulação endócrina como regulador primário da glândula pituitária, e é o principal ponto de integração entre o sistema nervoso central e o endócrino. Os diferentes núcleos no hipotálamo desempenham papeis distintos na regulação e secreção hormonal, regulação autonómica, termorregulação, ingestão de alimentos e água, sono e ritmo circadiano, memória e comportamento emocional. O hipotálamo tem conexões neuronais e circulatórias com a glândula pituitária. Alterações no hipotálamo podem levar a uma ampla gama de condições clínicas.

Última atualização: 2 May, 2022

Responsibilidade editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

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.
Desenvolvimento embrionário inicial do sistema nervoso

Desenvolvimento embrionário inicial do sistema nervoso

Imagem: “The neuroectoderm begins to fold inward to form the neural groove. As the two sides of the neural groove converge, they form the neural tube, which lies beneath the ectoderm.” por OpenStax College. Licença: CC BY 4.0

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
Desenvolvimento do tubo neural

Desenvolvimento do tubo neural:
Formação de vesículas primárias e secundárias

Imagem: “The embryonic brain develops complexity through enlargements of the neural tube called vesicles” por OpenStax College. Licença: CC BY 4.0

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
Hipotálamo dentro do cérebro

Localização do hipotálamo no cérebro

Imagem: “The cerebrum is a large component of the CNS in humans, and the most obvious aspect of it is the folded surface called the cerebral cortex” por OpenStax College. Licença: CC BY 4.0

Limites

Tabela: Limites do hipotálamo
Limite Estruturas
Superior
  • Tálamo
  • Assoalho do 3º ventrículo
Anterior
  • Comissura anterior
  • Lâmina terminal
Lateral Hemisférios cerebrais
Medial 3º ventrículo medial
Posterior
  • Comissura posterior
  • Aqueduto de Sylvius
Inferior
  • Quiasma ótico
  • Haste e glândula pituitária (hipofisária)
  • Tronco cerebral

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
Corte sagital do diencéfalo com núcleos hipotalâmicos e áreas destacadas

Diagrama sagital do hipotálamo e da glândula pituitária

Imagem por Lecturio.

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)
Diagrama das conexões nervosas

Diagrama das conexões nervosas entre o hipotálamo e a glândula pituitária posterior:

ADH: hormona antidiurética
OT: oxitocina
Imagem: “Neurosecretory cells in the hypothalamus release oxytocin (OT) or ADH into the posterior lobe of the pituitary gland” por OpenStax College. Licença: CC BY 4.0, editado pela Lecturio.

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
Diagrama do sistema portal hipotálamo-hipofisário

Diagrama do sistema portal hipotálamo-hipofisário a conectar o hipotálamo e a hipófise anterior

Imagem: “The hypothalamus produces separate hormones that stimulate or inhibit hormone production in the anterior pituitary” por OpenStax College. Licença: CC BY 4.0, editado pela Lecturio.

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
Círculo_de_willis

O círculo de Willis: A artéria cerebral anterior, a artéria comunicante posterior e a artéria cerebral posterior fornecem sangue ao hipotálamo.

Imagem: “Circle of Willis” por OpenStax. Licença: CC BY 4.0

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.

Referências

  1. Castro, A., Merchut, M., Neafsey, E., Wurster R. (2002). Neuroscience: An Outline Approach. St. Louis: Mosby, pp. 369–375.
  2. Saladin, K.S., Miller, L. (2004). Anatomy and Physiology, 3rd ed., pp. 530–531. 
  3. Bear, M. (2021). Neuroanatomy, hypothalamus. StatPearls. Retrieved August 10, 2021, from https://www.statpearls.com/articlelibrary/viewarticle/901/ 
  4. Kibble, J.D., Halsey, C.R. (2015). Neurophysiology. Chapter 2 of Medical Physiology: The Big Picture. New York: McGraw-Hill Education. https://accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?bookid=1291&sectionid=75575843 
  5. Barrett, K.E., Barman, S.M., Brooks, H.L., Yuan, J.X. (2019). Hypothalamic regulation of hormonal functions. Chapter 17 of Ganong’s Review of Medical Physiology, 26th ed. New York: McGraw-Hill Education. Retrieved August 10, 2021, from https://accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?bookid=2525&sectionid=204292033

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