Die Hauptfunktion des Hypothalamus besteht darin, das endokrine System mit dem autonomen Nervensystem zu verbinden, um einen Zustand der Homöostase im Körper aufrechtzuerhalten. Der Hypothalamus ist eine kleine Struktur oberhalb des Hirnstamms und verfügt über ein komplexes System von Ein- und Ausgängen. Diese ermöglichen es ihm, schnell auf sich ändernde Bedingungen zu reagieren und sicherzustellen, dass sich der Körper entsprechend anpasst. Grundfunktionen wie Schlafzyklen, Hunger- oder Durstgefühl und die Regulierung der Körpertemperatur gehören zu seinen vielfältigen Aufgaben. Es kontrolliert auch viele Aspekte des Fortpflanzungssystems und ist der Ort der Emotionen.
Durch die Ausschüttung spezieller Neurohormone steuert der Hypothalamus die Hypophyse, die Hauptdrüse des endokrinen Systems. Diese chemischen Signale aktivieren die verschiedenen Funktionen der Hypophyse, wenn der Hypothalamus dies als notwendig empfindet. Die Hypophyse setzt wiederum andere Hormone in den Blutkreislauf frei. Diese Hormone steuern die anderen endokrinen Drüsen und eine Vielzahl von Stoffwechselfunktionen im Körper. Die Funktion des Hypothalamus bei der Kontrolle von Hunger und Durst, sexueller Funktion und Wachstum wird durch dieses System erreicht.
Obwohl der Wirkmechanismus nicht vollständig verstanden ist, kontrolliert der Hypothalamus den Appetit und hält ein stabiles Körpergewicht aufrecht. Es empfängt sensorische Daten wie Geruch, Geschmack und die Fülle des Magens. Basierend auf diesen Signalen löst es Hunger- oder Sättigungsgefühle aus. Diese Funktion des Hypothalamus wird als wichtig für das Verständnis des Erfolgs oder Misserfolgs von Gewichtsverlustprogrammen angesehen. Funktionsstörungen der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse können bei einigen Essstörungen eine Rolle spielen.
Während der Hypothalamus chemische Signale an das endokrine System sendet, sendet er neuronale Signale an das autonome Nervensystem. Durch seine Verbindung mit dem vegetativen Nervensystem steuert der Hypothalamus Puls, Blutdruck, Atmung und Verdauung. Es sammelt sensorische Daten von inneren Organen, der Haut, den Augen, Blutgefäßen und anderswo. Der Hypothalamus interpretiert all diese Informationen kontinuierlich und sendet neuronale Signale, die bei Bedarf das sympathische und parasympathische System des autonomen Nervensystems aktivieren. Das Hauptziel besteht darin, den Zustand der Homöostase im Körper zu erhalten.
Verletzungen, Infektionen, genetische Störungen und andere Erkrankungen können die Funktion des Hypothalamus verändern. Dies kann zu einer Vielzahl von Funktionsstörungen in den komplizierten Systemen führen, die die endokrinen Drüsen und das autonome Nervensystem kontrollieren. Bei Kindern kann eine Funktionsstörung zu übermäßigem oder beeinträchtigtem Wachstum und zu einem zu frühen oder zu späten Einsetzen der Pubertät führen. Schilddrüse oder Nebenniere können über- oder unteraktiv sein und zahlreiche Stoffwechselprozesse beeinflussen. Essstörungen und übermäßiger Durst oder Wasserlassen können auftreten.
Emotionale und damit verbundene körperliche Probleme können auftreten, wenn der Hypothalamus beeinträchtigt ist. Die Unfähigkeit, sensorische Eingaben genau zu interpretieren und darauf zu reagieren, kann zu Depressionen, Schlafstörungen oder Hyperaktivität führen. Da der Hypothalamus für Emotionen und Verhalten sowie für das autonome Nervensystem eine Rolle spielt, kann jeder Funktionsverlust die Reaktion einer Person auf Stress verändern. Es wird angenommen, dass die Funktion des Immunsystems auch mit dem Hypothalamus zusammenhängt. Als Ergebnis kann eine Beeinträchtigung dieser Struktur zu einer fehlerhaften Immunantwort führen.