Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Мидың өкпелеуді басқаратын мидың мишақшалық құрылымы Ми дің ұзыншақ мишақшасындағы жұптасқан құрылым, бұл циркумвентрикулярлық орган, оның өткізгіш капилляры мен сезім нейрондары бар, бұл оның қос рөлін қандағы айналымдағы химиялық хабаршыларды анықтауға және оларды нейрондық сигналдар мен желілерге айналдыруға мүмкіндік береді.
Medullary structure in the brain that controls vomiting
The area postrema, a paired structure in the medulla oblongata of the brainstem, is a circumventricular organ having permeable capillaries and sensory neurons that enable its dual role to detect circulating chemical messengers in the blood and transduce them into neural signals and networks.
Құрылымы
Ареа postrema - төртінші қарыншаның төменгі-арқа шегінде орналасқан жұптасқан шығыңқылық. Пострем аймағының субөңірлік капиллярлық тығыздығы ішке жақын интерфейсте ең жоғары болды және қасындағы жалғыз ядроның (СН) капиллярлық тығыздығынан және бесік жүйенің арқалық моторлық ядросынан екі есе тығыз болды. Пострем аймағының физиологиялық субрегионалдық зерттеулері оның қан көлемі салыстырмалы түрде үлкен екенін, ал қан ағыны мен қан маркерлерінің транзит уақыты салыстырмалы түрде баяу екенін көрсетті, осылайша гормондар немесе таратушылар сияқты айналымдағы қосылыстарды сезгіш қабілетін күшейтті.
The area postrema is a paired protuberance found at the inferoposterior limit of the fourth ventricle. Subregional capillary density of the area postrema was highest near the ventricular interface, and was nearly twice as dense as the capillary densities of the adjacent solitary nucleus (SN), and dorsal motor nucleus of the vagus nerve. Physiological subregional studies of the area postrema indicated that its blood volume is relatively large, and blood flow and transit time for blood markers relatively slow, thereby amplifying the sensing capability for circulating compounds, such as hormones or transmitters.
Химиорецепция
Ареа postrema - бұл циркумвентрикулярлық мүшелердің бірі, қандағы уларды байқайды және құсуды тудыратын орталық ретінде әрекет етеді. Пострема аймағы - бұл хомеостаздық интеграция орталығы, ол химиялық рецепторлардың қоздыру аймағы ретінде қызмет етеді. Бұл қанның айналымындағы сигналдарды жоғары өткізгіштігі үшін субөңірлік капиллярлық маманданған тығыз тамырланған құрылым, бұл қан мен ми мидың сұйықтығында әртүрлі химиялық хабаршыларды анықтауға мүмкіндік береді.
The area postrema, one of the circumventricular organs, detects toxins in the blood and acts as a vomit inducing center. The area postrema is a critical homeostatic integration center for humoral and neural signals by means of its function as a chemoreceptor trigger zone for vomiting in response to emetic drugs. It is a densely vascularized structure with subregional capillary specializations for high permeability for circulating blood signals, allowing it to detect various chemical messengers in the blood and cerebrospinal fluid.
Зақым
Пострем аймағының зақымдануы, негізінен зақымдану немесе абляция салдарынан, пострем аймағының қалыпты функцияларының жүзеге асуына кедергі келтіреді. Бұл абляция әдетте хирургиялық жолмен және пострема аймағының дененің қалған бөлігіне нақты әсерін анықтау мақсатында жүргізіледі. Астральды аймақ асқазанның, ішектің, бауырдың, бүйректің, жүректің және басқа да ішкі мүшелердің сезім нейрондарының ақпаратын алу үшін миға кіру нүктесі ретінде әрекет ететіндіктен, әртүрлі физиологиялық рефлекстер ақпаратты беру үшін астральды аймаққа арқа сүйеледі. Аэропострем организмнің химиялық жағдайын тікелей бақылайды. Пострема аймағының зақымдануын кейде "орталық ваготомия" деп атайды, өйткені олар мидың дене физиологиялық жағдайын оның вагус жүйкесі арқылы бақылау қабілетін жояды. Осылайша, бұл зақымдар улы заттарды анықтауға кедергі келтіреді, сондықтан организмнің табиғи қорғанысы іске қосылмайды. Бір мысалда Бернштейн және басқалар жасаған тәжірибелер келтірілген. Бұл жағдайда литий хлориді жоғары концентрацияда уытты әсер етеді. Есірткілер химиялық затты байқай алмағандықтан, олар тәттіден аулақ болу үшін психологиялық процедураны қолдана алмады, бұл мысықты литиймен жұпталған сахарин ерітіндісін үнемі жұтып отыруға мәжбүр етті. Бұл нәтижелер аймақтық пострема зақымданулары бар тышқандар литий хлориді шартты емес ынталандыру ретінде қолданылған кезде қалыпты шартты дәмді жеккөрушілікке ие бола алмайтындығын көрсетеді. Тамақ тағамдарын жеуге бейімделуден басқа, аймақ пострема зақымданулары бар тышқандар токсиннің енгізілуіне байланысты басқа да мінез-құлықтық және физиологиялық реакцияларды орындай алмады және бақылау тобында болды, мысалы, ішке жатып, асқазанды босатуды кешіктіру және гипотермия. Мұндай тәжірибелер пострема аймағының маңыздылығын тек организмдегі уытты заттарды анықтау үшін ғана емес, сонымен қатар токсинге көптеген физикалық жауаптарда да көрсетеді.
Damage to the area postrema, caused primarily by lesioning or ablation, prevents the normal functions of the area postrema from taking place. This ablation is usually done surgically and for the purpose of discovering the exact effect of the area postrema on the rest of the body. Since the area postrema acts as an entry point to the brain for information from the sensory neurons of the stomach, intestines, liver, kidneys, heart, and other internal organs, a variety of physiological reflexes rely on the area postrema to transfer information. The area postrema acts to directly monitor the chemical status of the organism. Lesions of the area postrema are sometimes referred to as 'central vagotomy' because they eliminate the brain's ability to monitor the physiological status of the body through its vagus nerve. These lesions thus serve to prevent the detection of poisons and consequently prevent the body's natural defenses from kicking in. In one example, experiments done by Bernstein et al. on rats indicated that the area postrema lesions prevented the detection of lithium chloride, which can become toxic at high concentrations. Since the rats could not detect the chemical, they were not able to employ a psychological procedure known as taste aversion conditioning, causing the rat to continuously ingest the lithium paired saccharin solution. These findings indicate that rats with area postrema lesions do not acquire the normal conditioned taste aversions when lithium chloride is used as the unconditioned stimulus. In addition to simple taste aversions, rats with the area postrema lesions failed to perform other behavioral and physiological responses associated with the introduction of the toxin and present in the control group, such as lying down on their bellies, delayed stomach emptying, and hypothermia. Such experimentation emphasizes the significance of the area postrema not only in the identification of toxic substances in the body but also in the many physical responses to the toxin.
Допаминнің әсері
Площадь postrema сонымен қатар Паркинсон ауруын талқылауда маңызды рөл атқарады. Паркинсон ауруын емдеуге арналған допаминді қолданатын дәрілер пострема аймағына қатты әсер етеді. Бұл дәрілер допаминді ынталандырады және Паркинсон ауруы әсер еткен қозғалыс функцияларын қалыпқа келтіруге тырысады. Бұл жұмыс істейді, себебі жүйке клеткалары, әсіресе, қозғалыс реттеуде маңызды рөл атқаратын базальдық ганглиялар, Паркинсон ауруының негізгі патологиясы, дофаминді нейротрансмиттер ретінде пайдаланады және дофамин концентрациясын арттыратын немесе дофамин рецепторларын ынталандыратын дәрілермен белсендіріледі. Допамин сондай-ақ допрема аймағын ынталандырады, өйткені мидың бұл бөлігінде допамин рецепторларының тығыздығы жоғары. Пострем аймағы қанның уыттылығындағы өзгерістерге өте сезімтал және қанда улы немесе қауіпті заттардың бар екенін сезеді. Қорғаныс механизмі ретінде, аймақ postrema одан әрі улануды болдырмау үшін құсуды тудырады. Допамин рецепторларының жоғары тығыздығы пострема аймағында допаминді күшейтетін дәрілерге өте сезімтал етеді. Пострема аймағындағы дофамин рецепторларын ынталандыру мидың осы құсу орталықтарын белсендіреді; сондықтан да жүрек айну антипаркинсоникалық препараттардың ең жиі кездесетін жанама әсерлерінің бірі болып табылады.
The area postrema also has a significant role in the discussion of Parkinson's disease. Drugs that treat Parkinson's disease using dopamine have a strong effect on the area postrema. These drugs stimulate dopamine transmission and attempt to normalize motor functions affected by Parkinson's. This works because nerve cells, in particular, in the basal ganglia, which has a crucial role in the regulation of movement and is the primary site for the pathology of Parkinson's, use dopamine as their neurotransmitter and are activated by medications that increase the concentrations of the dopamine or work to stimulate the dopamine receptors. Dopamine also manages to stimulate the area postrema, since this part of the brain contains a high density of dopamine receptors. The area postrema is very sensitive to changes in blood toxicity and senses the presence of poisonous or dangerous substances in the blood. As a defense mechanism, the area postrema induces vomiting to prevent further intoxication. The high density of dopamine receptors in the area postrema makes it very sensitive to the dopamine enhancing drugs. Stimulation of the dopamine receptors in the area postrema activates these vomiting centers of the brain; this is why nausea is one of the most common side effects of antiparkinsonian drugs.
Тарих
Пострем аймағын алғаш рет швед анатомы, антропологы және гистология профессоры Магнус Густав Ретциус атап, мидың жалпы анатомиясында орналастырды. 1896 жылы ол екі томдық монографиясын жариялады. 1975 жылы бірнеше сүтқоректілердің postrema аймағындағы нейрондардың дәлелдері жарияланды. Ғалымдар құсуды зерттеуге 50-ші жылдары көбірек қызығушылық танытты, бәлкім, қоғамның сәулелену ауруы туралы хабардарлығы артуына байланысты, сәулеленуден кейін құсудан көптеген науқастар қайтыс болды. Зерттеулер мидың екі аймағының пайда болуын көрсетті: бірі, төртінші қарыншада орналасқан, координациялық функциясы жоқ, құсу үшін химиосенсор және екеуі, мидың ұзыншақ жасушасының бүйірлік торлы түзілімінде орналасқан, химиосенсорлық функциясы жоқ, құсу координаторы. 1953 жылы Борисон мен Ван химиялық сенсордың ми дің ішке түсуін қозғайтын аймақ ретінде әрекет ететінін анықтады. Мысықтар мен иттерді үлгі организмдер ретінде пайдаланып, олар мидан осы триггерлік аймақты алып тастау жануарларда белгілі бір химиялық заттарды қанға енгізгеннен кейін тікелей құсудың алдын алуға мүмкіндік беретінін анықтады, бұл триггерлік аймақ пен құсу әрекеті арасындағы байланысты көрсетеді. CTZ анатомиялық тұрғыдан ұзын тамырдың оң жағындағы аймақта орналасқан. Аймақ постремасы анатомиялық тұрғыдан 60 жыл бұрын анықталып, аталып кеткен, бірақ оның рөлі кейіннен оның ренжітудегі рөлі расталғанға дейін белгісіз болып қалды.
The area postrema was first named and located in the gross anatomy of the brain by Magnus Gustaf Retzius, a Swedish anatomist, anthropologist and professor of histology. In 1896, he published a two volume monograph on the gross anatomy of the human brain in which the area postrema was mentioned. In 1975, evidence of neurons in the area postrema of several mammal species was published. Scientists became increasingly interested in the research of vomiting in the 1950s, perhaps in part due to society's heightened awareness of radiation sickness, a condition in which many patients having vomited after radiation exposure died. Studies showed the existence of two areas in the brain related to emesis: one, a chemosensor for vomiting with no coordinating function, located in the fourth ventricle and two, a coordinator of vomiting with no chemosensory function, located in the lateral reticular formation of the medulla oblongata. In 1953, Borison and Wang determined that the chemosensor area acted as a vomiting trigger zone in the brain stem, which they named the chemoreceptor trigger zone (CTZ) for emesis. Using cats and dogs as model organisms, they found that the removal of this trigger zone from the brain allowed for the prevention of emesis in the animals directly following injection of certain chemicals into the blood, demonstrating the existence of a relationship between the trigger zone and the act of vomiting. The CTZ was anatomically located in the area postrema of the medulla oblongata. The area postrema had been anatomically identified and named nearly 60 years earlier, but its function had remained unknown until its role in emesis was later confirmed.
Қазіргі зерттеулер
Қазіргі таңда әлемде бұл аймақтың функциялары туралы зерттеулер жалғасуда. 1900 жылдардың ортасында зерттеушілер зерттеу жүргізгендей, еркелетудегі рөлінен тыс, аймақ постремасының қызметі басқа автономды функциялармен тығыз байланысты, мысалы, тамақ қабылдауды реттеу, дене сұйықтығы гомеостазы және жүрек-қан тамырларын реттеу мінез-құлық зерттеулері және электрофизиологиялық зерттеулер арқылы. 2007 жылы Жапонияда аймақтық пострема нейрондарының клеткадан тыс АТФ әсерінен қозғызу механизміне зерттеу жүргізілді. Қондырғының барлық жасушаларын жазу әдістері секілді, мысық миының кесінділеріне де қолданылды. Нәтижелер АТФ-ға жауаптардың көпшілігі қоздырғыштық екенін және олар postrema аймағында орналасқан белгілі бір P2 пуриноцепторларымен араласқандығын көрсетті. Бруклин колледжінің зерттеушілері 2001 жылы Нью-Йорк қаласындағы университетінің Бруклин колледжінің зерттеушілері аймақ постремасының дәмге байланысты жеккөрушілік пен артықшылықтағы рөлін зерттеді. Тәжірибеде тышқанның аймақтық postrema зақымдануының әсері сыналды, олардың дәміне тәтті ароматтарға қарсылық білдіруді үйрену қабілеті токсикалық дәрілік препараттармен жұптасты, бұл шын мәнінде аймақтық postrema зақымданулары дәмге қарсылық білдіруді үйренудің бұзылуына әкеледі. 2009 жылғы зерттеуде бұл аймақтағы нейротрансмиссияны анықтау және сипаттау үшін макак маймыл моделін қолдану арқылы, сондай-ақ зерттеулердегі ерекше сәйкессіздіктерді шешу үшін аймақ постремасының дамуы қадағаланды. Бұл ғалымдар алдыңғы зерттеулердің қорытындысы бойынша норадреналин және/немесе дофаминнің макаканың пострема аймағында CA флуоресценциясын тудыратындығын анықтады, яғни катехоламиннергиялық немесе аминнен алынған және нейротрансмиттер немесе гормон ретінде жұмыс істейді. Алайда зерттеу барысында көпіршіктерде бөлінудің орнына нейротрансмиттер бөлінуінің дәлелі табылды. Сонымен қатар, олардың нәтижелері бойынша ГАМК - бұл глютамат емес, пострема аймағындағы негізгі нейротрансмиттер. Қазіргі кезде жүргізіліп жатқан зерттеулер әртүрлі тышқан, мысық, қазір макак маймыл зерттеу модельдерінің арасындағы сәйкессіздіктерді анықтауда.
Research has continued today around the world on the functions of the area postrema. Beyond its role in emesis, as studied intensely by the researchers of the mid 1900s, the activity of the area postrema has been closely linked to other autonomic functions such as regulation of food intake, body fluid homeostasis, and cardiovascular regulation through behavioral studies and electrophysiological studies. In 2007 in Japan, research was performed on the mechanism of excitability of area postrema neurons by extracellular ATP. Voltage clamp whole cell recording techniques were used on rat brain slices. The results showed that most responses to ATP are excitatory and that they are mediated by particular P2 purinoceptors found in the area postrema. The role of the area postrema in flavor conditioned aversion and preference was studied in 2001 by researchers at the Brooklyn College at the City University of New York. The experiment tested the effect of area postrema lesions in rats on their ability to learn flavor conditioned aversion to flavors paired with toxic drug treatments, which indeed showed that lesions of the area postrema leads to impaired flavor aversion learning. A 2009 study followed the development of the area postrema, using a macaque monkey model in an attempt to identify and characterize neurotransmission in this region as well as to resolve outstanding incongruities across research. These scientists found, in culmination, that previous studies suggest noradrenalin and/or dopamine cause CA fluorescence in the area postrema macaque CA, meaning catecholaminergic or derived from an amine and functioning as a neurotransmitter or hormone or both. The study, however, found evidence of neurotransmitter secretion instead of release in vesicles. Also, their findings concluded GABA is a major neurotransmitter in the area postrema, not glutamate. Ongoing research continues to unravel discrepancies among various rat, cat, and now macaque monkey models of research.
Мүмкін болатын емдеу әдістері
Жапонияда 2002 жылы жүргізілген зерттеуде допамин концентрациясын арттыратын дәрі-дәрмектерге еріну реакциясын тежеуге көмектесетін дәрі-дәрмекті сынақтан өткізді. Алайда, дофаминергілік нейротоксин 6 гидроксидопаминмен алдын ала емдеу морфинге ұшырағаннан кейін, балапандарда құсу эпизодтарының санын едәуір азайтты. Бұл нейротоксин допамин, норадреналин және гомованиллин қышқылының деңгейін төмендетеді, ол допаминнің метаболиті болып табылады және норадреналиндік және допаминдік нейрондарды жояды. Бұл жағдайда гидроксидопаминді тікелей ұзын мидың ішіне енгізеді, бірақ мидың басқа бөліктеріне емес. Бұл зерттеу допаминді көтеруші дәрілердің әсерін азайту үшін ұзын мидағы допаминдік жолды қалай өзгертуге болатынын көрсетеді.
A 2002 study in Japan tested a drug that may be of use in curbing the emetic response to drugs that increase dopamine concentrations. The study investigated morphine induced emesis in ferrets, explaining that morphine exposure triggered dopamine release in the medulla oblongata and in the area postrema by activating opiate receptors, which in turn caused vomiting by the ferrets. Yet a pre treatment with 6 hydroxydopamine, a dopaminergic neurotoxin, significantly reduced the number of emetic episodes in the ferrets following morphine exposure. This neurotoxin reduced levels of dopamine, noradrenaline, and homovanillic acid, a metabolite of dopamine, and is known to destroy noradrenergic and dopaminergic neurons. Here, 6 hydroxydopamine was injected directly into the medulla oblongata but not in other parts of the brain. This study shows how the dopaminergic pathway in the medulla oblongata may be manipulated in order to reduce the nauseating side effects associated with so many dopamine increasing drugs.
Патологиялық зерттеулерді жалғастыру
Ареопострема 1 және 2 типті диабетке қарсы инсулинмен емдеуде де қолданылады. Препараттың ерекше механизмі, преамлинтид, негізінен пострема аймағына әсер етеді және глюкагон секрециясының төмендеуіне әкеледі, бұл өз кезегінде асқазанның босалуын және қанығу әсерін баяулатады. Бұл postrema аймағын нысанаға алу салмақ өсуіне себепсіз гликомиялық бақылаудың жақсаруына мүмкіндік береді. Препарат пострема аймағына әсер ететініне байланысты, пациенттегі науқастың жүрек айнуын болдырмау үшін дозаны баяу титрлеу керек. Сонымен қатар, пострема аймағын абляциялаудың гипертонияға және жүрек-қан тамырларының қызметіне әсерін анықтау үшін әлі де зерттеулер жүргізілуде. Мысалы, тышқандар мен қояндарды зерттеулер angiotensin II тәуелді гипертензияның пострема аймағының зақымдануы арқылы жойылатынын көрсетеді. Бұл физиологиялық реакцияның механизмі әлі толық түсініксіз, бірақ бұл аймақтың постреманың жүрек-қан тамырларының қызметін реттеу қабілеті нейроэндокринология үшін өте қызықты бағыт ұсынады.
The area postrema is also indicated in an insulin treatment against type 1 and type 2 diabetes. A particular mechanism, employed by the drug pramlintide, acts mainly on the area postrema and results in decreased glucagon secretion, which in turn slows down gastric emptying and the satiety effect. This targeting of the area postrema allows an improvement of glycaemic control without causing weight gain. Since the drug acts on the area postrema, the doses must be titrated slowly to avoid inducing nausea in the patient. There are also studies still currently underway to determine the effect of ablation of the area postrema on hypertension and cardiovascular function. For example, studies in rats and rabbits indicate that angiotensin II dependent hypertension is abolished by lesioning of the area postrema. The mechanism for this physiological reaction is still not fully understood, but the area postrema's ability to regulate cardiovascular function presents a very interesting direction for neuroendocrinology.