Введение
Область продолговатого мозга, получающая сигналы, запускающие рвоту.
Триггерная зона химиорецепторов (CTZ) – это область продолговатого мозга, которая получает сигналы от лекарственных препаратов или гормонов, переносимых кровью, и взаимодействует с другими структурами в центре рвоты для инициирования рвотного рефлекса. CTZ локализуется в области postrema, расположенной на дне четвертого желудочка и находящейся вне гематоэнцефалического барьера. Она также является частью самого центра рвоты. Нейротрансмиттеры, участвующие в контроле тошноты и рвоты, включают ацетилхолин, дофамин, гистамин (H1-рецептор), субстанцию P (NK1-рецептор) и серотонин (5-HT3-рецептор). Присутствуют также опиоидные рецепторы, которые могут быть вовлечены в механизм, посредством которого опиаты вызывают тошноту и рвоту. Гематоэнцефалический барьер в этой области менее выражен, поэтому лекарственные препараты, такие как дофамин, которые обычно не могут проникать в ЦНС, все же могут стимулировать CTZ.
The chemoreceptor trigger zone (CTZ) is an area of the medulla oblongata that receives inputs from blood borne drugs or hormones, and communicates with other structures in the vomiting center to initiate vomiting. The CTZ is located within the area postrema, which is on the floor of the fourth ventricle and is outside of the blood–brain barrier. It is also part of the vomiting center itself. The neurotransmitters implicated in the control of nausea and vomiting include acetylcholine, dopamine, histamine (H1 receptor), substance P (NK 1 receptor), and serotonin (5 HT3 receptor). There are also opioid receptors present, which may be involved in the mechanism by which opiates cause nausea and vomiting. The blood–brain barrier is not as developed here; therefore, drugs such as dopamine which cannot normally enter the CNS may still stimulate the CTZ.
Эволюционное значение
ЦТЗ находится в продолговатом мозге, который является филогенетически самой древней частью центральной нервной системы. Ранние формы жизни развили ствол мозга, или внутренний мозг, и не более того. Эта часть мозга отвечает за базовые инстинкты и реакции выживания, например, за поворот головы и взгляд в направлении источника звукового стимула. В стволе мозга располагается продолговатый мозг, а следовательно, и область postrema, и ЦТЗ. Позднее, у более развитых форм жизни сформировался еще один сегмент мозга, включающий лимбическую систему. Эта область мозга отвечает за возникновение эмоций и эмоциональных реакций на внешние раздражители, а также играет важную роль в системах памяти и вознаграждения. С эволюционной точки зрения, ко́ра головного мозга – самое последнее приобретение. Эта область мозга отвечает за критическое мышление и рассуждения и активно участвует в процессе принятия решений. Было установлено, что основной фактор повышения интеллекта у видов, включая человека, – увеличение количества кортикальных нейронов в мозге. Рвотный рефлекс был отобра́н в целях защиты и служит предохранением от отравления организма. Этот рефлекс выводит токсины и лекарственные вещества из организма, осуществляя контроль над двигательными нейронами, которые стимулируют мышцы груди и диафрагму для изгнания содержимого желудка.
Химиорецепция
Поскольку ЦТЗ расположен в области postrema, сенсорном циркумвентрикулярном органе, он не имеет гематоэнцефалического барьера. Эти рецепторы предназначены для мониторинга количества связанных с ними нейротрансмиттеров в крови. Например, ЦТЗ содержит опиоидные рецепторы, которые контролируют уровень опиоидов в крови, и когда концентрация опиоидов в крови достигает определенного порога, опиоидные рецепторы в ЦТЗ посылают сигнал остальной части центра рвоты для инициации рвоты. Это происходит потому, что ЦТЗ передает команду на рвоту посредством потенциалов действия, и эти специфические потенциалы действия, вызывающие рвоту, генерируются только тогда, когда определенное количество опиоидов связывается с определенным количеством опиоидных рецепторов в ЦТЗ. Нейроны в ЦТЗ, и в области postrema в целом, обладают двумя типами рецепторов: расположенными на поверхности нейрона и углубленными в дендриты. Активация этих опиоидных рецепторов в ЦТЗ особенно важна для пациентов, регулярно принимающих опиоидные анальгетики. Однако опиоиды не участвуют непосредственно в передаче сигналов в центр рвоты мозга, они лишь индуцируют эту передачу. Передача осуществляется путем инициирования потенциала действия, вызванного химиорецептором, который изменяет электрический потенциал в нейроне, в котором он находится, что, в свою очередь, вызывает потенциал действия. Этот процесс происходит постоянно, поэтому химиорецепторы в ЦТЗ непрерывно передают информацию о количестве эметических веществ в крови, даже когда рвота не инициируется. Ядро одиночного тракта (НТС) организовано в субъядра, которые регулируют множество функций, связанных с глотанием, ощущениями в желудке, ощущениями в гортани и глотке, функцией барорецепторов и дыханием. Это указывает на значительную роль гистамина в сигнализации рвотных реакций в ЦТЗ. Показано, что некоторые классы молекул, такие как мепирамин, буримамид и метиамид, ингибируют рвотный ответ, опосредованный гистамином. Было установлено, что эти изоформы PDE4 экспрессируются в ЦТЗ и в стволе мозга в целом. Поскольку нейроны в ЦТЗ передают информацию, связанную с рвотой, в другие части центра рвоты, предполагалось, что H-каналы могут играть роль в тошноте и рвотных реакциях. Недавно появились данные, подтверждающие эту гипотезу о роли H-каналов в нейронах ЦТЗ в развитии рвоты. Было обнаружено, что ZD7288, ингибитор H-каналов, подавляет формирование условного отвращения к вкусу (CTA) у крыс и снижает экспрессию c-Fos, индуцированную апоморфином, в области postrema, где расположен ЦТЗ.
Повреждение ЦТЗ
Повреждение ЦТЗ может быть вызвано инсультом, физической травмой или чрезмерной стимуляцией, приводящей к гибели нейронов. После повреждения последствия могут проявляться в исчезновении рвотного рефлекса или, наоборот, в его усилении, в некоторых случаях вызывая изнуряющую рвоту, приводящую пациентов в состояние сильного страдания. В таких случаях, при достаточно серьезном повреждении, остановить изнуряющую рвоту бывает практически невозможно, поскольку хеморецепторы в ЦТЗ физически повреждены или их функция нарушена. Недавно было установлено, что физические изменения в области postrema и ЦТЗ могут вызывать или подавлять рвоту. В частности, сдавление кровеносных сосудов, расположенных вблизи или вокруг ЦТЗ, и приводящее к физическому сжатию области postrema в целом, может быть причиной хронической, не поддающейся медикаментозному лечению рвоты и потери веса. Пациентам, проходящим химиотерапию, часто назначают противорвотные препараты.