Sinirbilim ve Beyin - 9: Diensefalon (Ara Beyin) - Hipotalamus

Hatırlayacak olursanız bir önceki yazımızda ara beyin dediğimiz diensefalon kısmının talamus bölgesini işlemiştik. Bu kısımda ise hipotalamusu ve görevlerini, hastalıklarını, sorunlarını göreceğiz, beynimize nasıl katkı sağladığını aktaracağız.

Hipotalamus, orta beynin, yani beyin sapının en üst kısmında bulunan mezensefalonun üst kısmının önünde, bir önceki yazıda bahsettiğimiz talamusun ise ön kenarının hemen altında yer almaktadır. Aşağıdaki görselde tam yerini görmeniz mümkündür:

Yine Gray's Anatomy'den alınmış bu görselde, göreceğiniz gibi yumru şeklindeki talamik lobların hemen altında hipotalamus bulunmaktadır. Biraz daha gerçekçi görsellere bakacak olursak:

Görebileceğiniz gibi hipotalamusun pek de tanımlanabilir bir şekli yoktur. İsmi, Yunancada "oda altı" anlamına gelmektedir. Talamusun anlamını hatırlayacak olursanız, bunun neden böyle isimlendirildiğini net bir şekilde anlayacaksınızdır.

Hipotalamus, beynimizin sadece %1'lik kısmını temsil eder. Buna rağmen, beynimizin en önemli yapılarından biridir. Bu ufak alanın komşuları olan talamus ve mezensefalon (orta beyin) arasında çok yoğun bağlantılar bulunmaktadır. Hipotalamus, daha sonra detaylıca bahsedeceğimiz ve duygularımızın oluşma merkezi olan limbik sistemin en önemli parçalarından biridir. Duygularımız limbik sistemde belirlendikten sonra yüz ve vücut kaslarına bilgileri ileten hipotalamustur. Ayrıca, bunun haricinde, limbik sistemden çıkan duygusal kararları hormonlar salgılatarak yöneten de yine hipotalamustur.

Tıpkı talamus gibi birçok çekirdekten oluşur. Şimdiye kadar 16 farklı çekirdeği tanımlanmıştır ve bunların her biri, birbirinden önem arz etmektedir. Bu çekirdeklerinin aktivitesi sayesinde çok önemli temel bir görevi yerine getirir: Salgıları sayesinde sinir sistemi ile salgı (endokrin) sistemini birbirine bağlamaktadır. Bu, çok önemli bir görevdir, çünkü sinir sistemi sadece iletimsel konularda görev alır ve sinyalleri değerlendirir. Ancak bu değerlendirmenin sonucunda meydana gelen uygulamayı yapan endokrin sistemdir. 

Sinir sistemininden bahsederken, hatırlayacak olursanız, her şeyin sinirsel iletim sayesinde olduğunu söylemiştik. Bu sebeple, beynin tüm parçaları işlevlerini görebilmek adına bazı sinyallere özellikle hassas olmak zorundadır. Zira beyin mükemmel bir organ olmadığı için, birçok sefer sinyaller yönünü şaşırmakta ve farklı bölgelere ulaşmaktadır. Ancak bu sinyaller, eğer ki o bölgenin hassas olduğu sinyaller değilse, genelde hiçbir soruna neden olmazlar. Kimi zamansa, tesadüf eseri bu sinyaller o bölgenin tanıdığına benzer sinyaller olabilir ve bu sebeple o bölge hatalı çıktılar verebilir. İşte hipotalamusun da duyarlığı olduğu temel uyaranlar şunlardır:

• Işık: Hipotalamusun en önemli çekirdeklerinden biri Suprakiazmatik Çekirdek adı verilen ve canlılarda döngüleri kontrol eden çekirdektir. Bu çekirdek, dolayısıyla hipotalamus, gözden ve ışık reseptörlerinden alınan verileri sürekli olarak işler ve günlük (sirkadyen), aylık (sirkatidal) ve yıllık (sirkanular) döngüleri kontrol eder. Bunun için, döngülerle uyumlu kimyasalları salgılar. Örneğin gece olduktan sonra uykumuzu getiren bazı hormonları salgılatarak uykuya bedeni hazırlar. Bunun sebebi, memeli bir hayvan olan insanın diurnal (gündüz yaşayıp gece uyuyan) bir tür olmasındandır.
• Koku: Hipotalamus, her ne kadar göreceli olarak yeni bir bölge olan diensefalon içerisinde bulunsa da, oldukça eski işlevleri üstlenmiş bir bölgedir. Koku konusunda son derece hassastır. Daha da hassas olduğu koku tipi, türe özel dış hormonlar olan feromonlardır. Feromonlar, bireyden dışarıya yayılır ve özellikle karşı cinsiyeti etkilemek için kullanılır. Kimi türde ise avcıları uzak tutmak, avları üzerine çekmek ya da popülasyon içi bireylerin birbirini tanıması için kullanılır.
• Steroidler: Vücudun çeşitli bölgelerinden salgılanan steroid hormonların düzeylerine duyarlıdır ve buna göre vücudu kontrol eder.
• Vücut İçi Sinyaller: Özellikle kalpten, mideden, üreme organlarından, böbreklerden gelen sinyalleri sürekli değerlendirir ve buna uygun kimyasalları salgılar. Bu sayede korkup kaçmamızı gerektiren bir durumda kalbimizin hızlanması ve benzeri tepkiler sağlanabilir. 
• Otonom Girdiler: Beynimiz, neredeyse %100 otomatik ve kontrolümüz dışında çalışır. Bunun düzenlenmesinin tek yolu yoğun kimyasal kontroldür. İşte bu kontrolü hipotalamus yapar.
• Kandaki Kimyasallar: Hipotalamus, hormonal aktiviteyi düzenlediği için kan içerisindeki her kimyasalın düzeyini takip etmek durumundadır. Zira birçok kimyasal hormon kan ile ilgili yerlere taşınır. Bu sebeple hipotalamus kan içerisindeki leptin, gerin, angiotensin, insülin, hipofiz salgıları, sitokinler ve benzeri hormonlar ile kandaki glükoz oranı, plazma miktarı, vb. özellikleri sürekli takip eder.
• Stres: Stres, türün hayatta kalması için çok önemli bir unsurdur. Ancak aşırı stres, bireyi tehlikeye sokacak durumlar yaratabilir. Zira strese sebep olan kimyasallar bir süre sonra hücrelere zarar vermeye başlar. Bu yüzden stres hormonları sürekli olmamalıdır. Bunu düzenleyen hipotalamustur.
• Yabancı Organizmalar: Bireyin sağlığının korunması, hiçbir zaman mükemmel bir şekilde sağlanamaz. Vücut, her zaman dışarıdaki mikroplara açıktır. Bu sebeple bazı savunma mekanizmaları geliştirilmiştir. Bunlardan biri de vücut sıcaklığının değiştirilmesi sonucu işgalci organizmalarla mücadele etmektir. Bu sıcaklık değişimlerini hipotalamus kontrol eder. 

İşte tüm bu uyaranları sürekli olarak takip eden hipotalamus, sayısız hormonun salgılanmasını tetikler. Aslında hipotalamusun doğrudan salgıladığı ve doğrudan hedefe ulaşan pek hormon yoktur. Genellikle hipotalamus, hipofiz bezi olarak adlandırdığımız, hipotalamusun bir uzantısı olarak evrimleşmiş bir yapıyı uyarır, bu bez ana salgıları üretir. Bu yapıya tekrar döneceğiz. Ancak şimdi, en nihayetinde salgısal hiyerarşinin en tepesinde bulunan hipotalamusun görevlerine bakalım. Hipotalamustaki sinirlerin uyarılması, bu uyarıların değerlendirilmesi ve bunun sonucunda hormonların salgılanması sonrasında gerçekleştirilen görevleri hipotalamusun farklı çekirdeklerine göre sınıflandırabiliriz. Unutmayın ki çekirdeklerin isimleri çok da önemli değil, önemli olan ne iş yaptıklarını anlamak ve bu sayede hipotalamusun görevlerini görmek:

1. Orta Ön Optik Çekirdek (Medial Preoptic Nucleus): Üreme organlarını düzenleyecek hormonları salgılatan çekirdektir. Bu bölge, embriyolojik gelişim açısından da çok önemlidir; zira bireyin ana karnında genetik olarak belirlenen cinsiyetine ait cinsel organları üretecek hormonları salgılar. Kısaca hipotalamus, cinsellik açısından tür için vazgeçilmez bir öneme sahiptir.
2. Üst Optik Çekirdek (Supraoptic Nucleus): Yine cinsellik konusunda çok önemli bir hormon olan oksitosin hormonunu salgılatan bölge burasıdır. Özellikle doğum sırasında annenin uterus ve vajinasının kasılması, meme uçlarının kabararak yavruyu besleyecek hale gelmesi, sütün salgılanması için hazırlıkların yapılması açısından çok önemli bir hormondur. Bu çekirdek, aynı zamanda vazopressin denen bir diğer hormonu salgılar. Bu hormon ise vücut içerisindeki suyun böbreklerden geri emiliminden sorumludur. Bu hormon salgılandığında nefronlardaki (böbrek damarlarındaki) suya olan geçirgenlik artar ve daha fazla su geri emilir. Bu, karasal türlerin kurak ortamlarda yaşayabilmesi için çok önemli bir adaptasyondur.
3. Paraventriküler Çekirdek: Hipofiz bezinden kortikotropik hormon adı verilen bir hormonun salgılanmasını tetikler. Ayrıca yine, oksitosin ve vazopressin salgılar.
4. Ön Hipotalamik Çekirdek (Anterior Hypothalamic Nucleus): Yukarıda bahsettiğimiz sıcaklık kontrolünü, nefes alış veriş hızını, terlemeyi sağlayan bölge burasıdır. Tür için hayati öneme sahiptir. Aynı zamanda tiroit bezinin çalışmasını sağlayan hormonların düzenlenmesini de bu bölge gerçekleştirir.
5. Suprakiyazmatik Çekirdek (Suprachiasmatic Nucleus): Günlük döngüyü takip eden ve buna uygun kimyasalları salgılatan beyin bölgesidir. Aynı zamanda gerektiğinde vazopressin salgılayabilir.
6. Yan Çekirdek (Lateral Nucleus): Bireyin susuzluğunu ve açlığını takip eder ve tetikler. Vücuttaki su oranı düştüğünde susamayı, şeker veya genel olarak besin oranı düştüğünde açlığı tetikler. Hasarı ölümcül olabilir.
7. Dorsomedial Hipotalamik Çekirdek: Birey için en önemli bölgelerden biridir. Kan basıncını, kalp ritmini ve sindirim sistemini kontrol eder. Hasarı ölümcül olabilir.
8. Ventromedial Çekirdek: Bireyin mutluluk ve huzur duymasını sağlayan bölgedir. Aynı zamanda nörohormonların salgılanmasını düzenler. Dolayısıyla bireyin hazza erişmesi için mücadele etmesini, doğaya adapte olmasını kontrol eder.
9. Arka (Posterior) Çekirdek: Kan basıncını arttıracak hormonları salgılar, göz bebeklerinin büyüyüp küçülmesini kontrol eder ve titremeyi ayarlar. Bu sayede çevreye uyum sağlama gerçekleştirilebilir, bireyin hayatta kalması için çok önemlidir.

Burada sadece 9 çekirdeğe yer verdik. 16 civarında çekirdek olduğunu hatırlayınız. Dediğimiz gibi, hipotalamus tüm bu görevlerini salgılatıcı faktörler adı verilen kimyasallar salgılayarak hipofiz bezine yaptırır. Kendisi bir sinir ağıdır ve doğrudan hormon üretimini gerçekleştirmez. 

Zaten görevlerini okuduğunuzda, hasarlarının ne kadar ölümcül olabileceğini anlamış olursunuz. Hipotalamus, varlığımızı sürdürebilmemizin sınırlı sebeplerinden biridir ve hasarları çok ciddi sorunlar doğurmaktadır.

Hipotalamusun Kusurları, Hataları, Hastalıkları ve Sorunları 

Tahmin edilebileceği gibi, hipotalamusta meydana gelen her hasar, hormonal dengesizliğe sebep olacak, aşırı ya da az salgılamayla sonuçlanacak, bu da bireyin bütün niteliklerini değiştirebilecektir. Bu açıdan hipotalamus hayati öneme sahiptir; fakat o kadar da başarılı çalışan bir yapı değildir. Kolaylıkla bozulabilir, çevresel etmenlere çok hassastır ve bozulduğu zaman düzeltmek oldukça zordur, kendi kendineyse, sistem içerisinde neredeyse hiç düzelemez.

Hipotalamik bozuklukların başında hipopitüiterizm denen bir sorun gelmektedir. Hipotalamus düzgün çalışamadığında, hipofiz bezine doğru komutları gönderemez. Bunun sonucunda da hipofiz bezi doğru hormonları, doğru miktarda salgılayamaz. İşte bu durumda, cinsiyet hormonlarından tutun da, vücut sıcaklığını ayarlayan, kalp ritmini düzenleyen hormonlara kadar herhangi bir hormonun veya hepsinin birden çalışması bozulacaktır. Bu, birey için çok büyük ihtimalle ölüm veya geri döndürülemez hasarlar demektir. Örneğin vazopressin salgılanamadığında su emilimi düzenlenemeyecek ve organlar iflas etmeye başlayacaktır. Oksitosin salgılanmadığında hamile birey yavrusunu dışarı çıkaramayabilecek, türün devamı tehlikeye girecektir. Tiroid uyarıcı hormonları salgılatan hormonlar bozulduğunda, tiroit bezi çalışmayacak, vücut dengesi alt üst olacaktır. İşte bu sebeplerle hipotalamus çok önemlidir.

Bir diğer sorun, nörojenik diyabet insipidus olarak adlandırılan bir sorundur. Hipotalamusun çalışması aksadığında veya bozulduğunda, vazopressin salgılanamayacak ve birey sürekli susuzluk hissedecek, sürekli idrar atacaktır. Bunun sonucunda, eğer su dengesi sağlanamazsa (vahşi doğada böyle bir kaynak yoksa), bireyin organları su kaybederek ölmeye başlayacaktır. Bu da, hipotalamusun aksamasının tehlikelerini göstermektedir.

Bir diğer sorun, üçüncül hipotiroidizm adı verilen bir tiroit hastalığı tipidir. Tirotropin Salgılatıcı Hormon adı verilen bir hipotalamus hormonu salgılanamadığında metabolik aktivite alt üst olacak ve düzenlenemeyecektir. Bu da birey için ölüme kadar giden sonuçlar doğurabilir.

Son olarak bahsetmek istediğimiz bir diğer sorun, gelişimsel sorunlar başlığı altında embriyolojik ve doğum sonrasındaki gelişimde meydana gelen aksamalardır. Örneğin gonadotropin hormonu, hipotalamustaki bir aksamadan ötürü üretilemezse, birey ergenliğe ya giremeyecek ya da çıkamayacaktır. Bu da bireyin asla üreme yetisine ulaşamamasına ve soyunun sona ermesine neden olabilecektir.

Daha önceki bölgelerin aksine, insanı şoke edici, ilginç hastalıkları olmasa da, hipotalamusu tehlikeli kılan, hayatı ince bir iplik üzerinde yürüten bölge olmasıdır. Tek bir hatası, ciddi sorunlar doğurabilir. Üstelik bu ufacık yapı, devasa beyni ve vücudu yönetmektedir. Hormonların orkestra şefi gibidir. Bu sebeplerle, hipotalamusun aksaması, birey için kabul edilemez bir hata olacaktır.

Bir sonraki yazımızda hipofiz bezini ve diğer diensefalon bölgelerini inceleyeceğiz. Sonrasında ise yavaş yavaş bilincin ana bölgesi olan serebruma girmeye başlayacağız.