Epithalamus: Definition, Anatomie, Funktion

Ein Areal des menschlichen Gehirns ist grundlegend dafür zuständig, dass der Mensch zwischen Tag und Nacht unterscheiden kann. Dieser Bereich nennt sich Epithalamus und ist ein Bestandteil des Zwischenhirns. Der nachfolgende Artikel beschäftigt sich ausführlich mit der Anatomie und der Funktion des Epithalamus und schlägt einen kurzen Bogen zur Regulation des Tag- und Nachtrhythmus.

Epithalamus – Definition

Der Epithalamus zählt zum Zwischenhirn (Diencephalon) und sitzt oberhalb, leicht nach hinten versetzt auf dem Thalamus. Dabei grenzt er direkt an den dritten Hirnventrikel.

Epithalamus – Anatomie und Funktion

Vier Bereiche machen den Epithalamus in seiner Gesamtheit aus. Dazu zählen die Epiphyse, auch bekannt als Zirbeldrüse oder Glandula pinealis, die Habenulae mit der Stria medullaris, die Area pretectalis und die Commissura posterior. In den folgenden Abschnitten erfolgt die detaillierte Betrachtung der Bestandteile.

Die allgemeinen Funktionen des Epithalamus umfassen neben der Regulation des zirkadianen Rhythmus auch die Verschaltung des Pupillenreflexes und die Verschaltung von olfaktorischen Reizen.

Epiphyse

Oberhalb der Vierhügelplatte, dem dorsalen Teil des Mesencephalons, findet sich ein erbsenförmiger Vorsprung, die Epiphyse oder auch Glandula pinealis. Sie erhält Afferenzen von den sympathischen Neuronen des Ganglion cervicale superius. In ihr befinden sich als Zelltypen die Astrozyten und Pinealozyten.

Astrozyten stellen den häufigsten Typ der Gliazellen des zentralen Nervensystems dar. Sie erfüllen verschiedene Funktionen, darunter eine Stützfunktion, sowie die Ernährung und Regeneration von Neuronen. Pinealozyten hingegen sind rudimentäe Photorezeptoren. Das bedeutet, dass sie Lichtreize verarbeiten können.

Funktionell produziert die Epiphyse das Hormon Melatonin und reguliert darüber den zirkadianen Rhythmus. Die Biosynthese von Melatonin erfolgt in zwei Schritten. Zuerst wird Serotonin als Vorstufe an der primären Aminogruppe acetyliert. Dadurch entsteht N-Acetylserotonin. Das zuständige Enzym, Serotonin-N-Acetyltransferase, wird durch den Lichteinfall reguliert. Als nächstes folgt die Methylierung zu Melatonin.

Area pretectalis

Die Area pretectalis liegt oberhalb der Colliculi superiores, einem Kerngebiet des Mesencephalons. Sie stellt die Grenze zwischen dem Mittelhirn und Zwischenhirn dar.

In diesem Areal befinden sich die Nucleoli pretectales, welche Afferenzen vom Tractus opticus aus der Retina erhalten. Sie senden efferente Fasern zum ipsilateralen und kontralateralen Nucleus accessorius nuclei oculomotorii, auch Nucleus Edinger-Westphal genannt.

Funktionell ist die Area pretectalis für die Verschaltung des Pupillenreflexes zuständig. Sie sorgt also dafür, dass sich die Pupillen bei einfallendem Licht verengen.

Habenula

Die Verbindung der Epiphyse mit dem Thalamus nennt man Habenula. Hier liegen die Kerne Nucleoli habenulares laterales und mediales. Die Commissura habenularum verbindet diese beiden Kerne untereinander.

Über die Stria medullaris thalami sind die Kerngebiete mit den Nucleoli septales des Großhirns verbunnden.

Die Nucleoli habenulares dienen als Umschaltstation für olfaktorische Reize und spielen damit eine Rolle in der Riechwahrnehmung. Nach der Umschaltung leiten die Nerven die olfaktorischen Informationen an die salivatorischen und motorischen Kerngebiete weiter, die sich im Hirnstamm befinden. Daraufhin wird zum Beispiel die Speichelproduktion angeregt.

Commissura posterior

Die Commissura posterior beschreibt Faserzüge, welche die Fasern der Vierhügelplatte, der Area pretectalis und des mesenzephalen Tegmentums beinhalten. Sie ist damit eher eine leitende Struktur, welche die Verbindung von verschiedenen Kernen des Mesencephalons und Diencephalons erlaubt.

Die Commissura posterior liegt am Dach des Aquaeductus mesencephali, der Verbindung zwischen dem dritten und vierten Ventrikel.

Epithalamus – Tag und Nachtrhythmus

Gemeinsam mit dem Hypothalamus steuert der Epithalamus durch die Melatoninproduktion den zirkadianen Rhythmus. Wichtig dafür ist der Nucleus suprachiasmaticus, welcher Afferenzen aus der Retina erhält. Er ist der Impulsgeber für den Tag-Nacht-Wechsel und zuständig für die sogenannte “Innere Uhr”, den endogenen Taktgeber.

Der Tag-Nacht-Rhythmus ist ein 24-Stunden-Rhythmus und damit zirkadian. Neben der Inneren Uhr ist auch ein exogener Taktgeber wichtig, welcher die Lichtsignale von außen umfasst.

Spezielle Ganglienzellen der Retina nehmen diese Lichtsignale auf und leiten sie über den Tractus retinohypothalamicus an den Nucleus suprachiasmaticus weiter. Dort werden sie integriert. Das bedeutet im Umkehrschluss, dass der Nucleus suprachiasmaticus die innere und äußere Uhr miteinander verbindet.

Weiterhin stimuliert der Kern bei Dunkelsignalen die Ausschüttung von Melatonin aus der Epiphyse. Dieses trägt wesentlich zum Einschlafen bei.