Нейросекреторные клетки превосходят по размерам другие нервные клетки. Они имеют крупное ядро с ядрышком, изменяющим свою величину в зависимости от функционального состояния клетки. Скопление таких нейросекреторных элементов характеризуется усиленным кровоснабжением. На единицу объема нервной ткани здесь приходится в 2-3 раза больше капилляров, чем в других отделах головного мозга.

Под электронным микроскопом можно очень легко различить гранулы нейросекрета, имеющие размеры от 600 до 1500 А (ангстрем). В области так называемого срединного возвышения нейросекрет как бы сбрасывается с концов аксонов в сеть чрезвычайно извилистых мелких кровеносных капилляров, а из них через систему коротких портальных вен поступает в заднюю часть гипофиза, которую называют еще нейрогапофизом. Отсюда он разносится кровью к органам-мишеням, где и оказывает свое физиологическое действие.

В ряде исследований со всей очевидностью было установлено, что многочисленные эндокринные синдромы, , в частности несахарный диабет и другие, приписываемые гипофизарной патологии, на самом деле связаны с функциональными нарушениями на уровне гипоталамических центров. Физиолог Верней еще 30 лет назад доказал наличие осморецепторов в области супраоптического ядра, что уже тогда подтверждало гипотезу о роли этого ядра гипоталамуса в продуктировании антидиуретического гормона (вазопрессина).