Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Ядро переднего гипоталамуса
Nucleus of the anterior hypothalamus
Вентролатеральное преоптическое ядро (VLPO), также известное как промежуточное ядро преоптической области (IPA), представляет собой небольшое скопление нейронов, расположенное в переднем гипоталамусе, непосредственно над и сбоку от зрительного перекреста в мозге человека и других животных. Ядра мозга, способствующие сну (например, VLPO, парафациальная зона, ядро прилежащего мозга, и латеральные гипоталамические MCH-нейроны), вместе с восходящей системой пробуждения, включающей компоненты в стволе мозга, гипоталамусе и базальном переднем мозге, представляют собой взаимосвязанные нейронные системы, контролирующие состояния возбуждения, сна и переходы между этими состояниями. VLPO высвобождает ингибирующие нейротрансмиттеры, главным образом ГАМК и галанин, которые ингибируют нейроны восходящей системы пробуждения, участвующие в бодрствовании и возбуждении. В свою очередь, VLPO иннервируется нейронами из нескольких компонентов восходящей системы пробуждения. VLPO активируется эндогенными веществами, способствующими сну, такими как аденозин. VLPO ингибируется во время бодрствования нейротрансмиттерами, вызывающими пробуждение – норэпинефрином и ацетилхолином. Исследования in vitro на крысах показали, что многие нейроны в VLPO, ингибируемые норэпинефрином или ацетилхолином, являются многополярными треугольными клетками с низкопороговыми потенциалами действия. Вероятно, клетки типа 2 играют роль в индукции сна. Оставшаяся треть нейронов в VLPO возбуждается норэпинефрином. Их роль неясна.
The ventrolateral preoptic nucleus (VLPO), also known as the intermediate nucleus of the preoptic area (IPA), is a small cluster of neurons situated in the anterior hypothalamus, sitting just above and to the side of the optic chiasm in the brain of humans and other animals. The brain's sleep promoting nuclei (e. g., the VLPO, parafacial zone, nucleus accumbens core, and lateral hypothalamic MCH neurons), together with the ascending arousal system which includes components in the brainstem, hypothalamus and basal forebrain, are the interconnected neural systems which control states of arousal, sleep, and transitions between these two states. and releases inhibitory neurotransmitters, mainly GABA and galanin, which inhibit neurons of the ascending arousal system that are involved in wakefulness and arousal. The VLPO is in turn innervated by neurons from several components of the ascending arousal system. The VLPO is activated by the endogenous sleep promoting substances adenosine The VLPO is inhibited during wakefulness by the arousal inducing neurotransmitters norepinephrine and acetylcholine. In vitro studies in rats have shown that many neurons in the VLPO that are inhibited by norepinephrine or acetylcholine are multipolar triangular shaped cells with low threshold spikes. it is likely that type 2 cells play a role in sleep induction. The remaining third of neurons in the VLPO are excited by norepinephrine. Their role is unclear.
Сон/будость
В начале 20-го века Константин фон Экономо отметил, что у людей, перенесших энцефалит с поражениями переднего гипоталамуса, наблюдалась бессонница, и предположил, что эта область оказывает влияние, способствующее сну, но не смог идентифицировать группу клеток, ответственную за этот эффект. В 1996 году Шерин и его коллеги сообщили об обнаружении группы клеток в VLPO, экспрессирующих cFos (белок, часто встречающийся в нейронах, которые недавно были активны) во время сна, и что эти нейроны содержат ингибирующие нейротрансмиттеры ГАМК и галанин. Считается, что соногенный эффект нейронов VLPO обусловлен высвобождением ГАМК и, возможно, галанина, которые подавляют активность нейронов системы возбуждения. Поскольку VLPO также ингибируется нейротрансмиттерами, выделяемыми компонентами систем возбуждения, такими как ацетилхолин и норадреналин, нейроны орексина в заднелатеральном гипоталамусе потенцируют нейроны восходящей системы возбуждения и помогают стабилизировать мозг в состоянии бодрствования (а консолидированное бодрствование, которое накапливает гомеостатический сон, помогает стабилизировать мозг во время последующего сна). Потеря нейронов орексина при нарколепсии дестабилизирует переключатель сон-бодрствование, что приводит к непреодолимым эпизодам сна в дневное время, а также к более частым пробуждениям ночью. Повреждения дорсомедиального ядра почти полностью устраняют циркадный ритм сна. ГАМКергические нейроны дорсомедиального ядра иннервируют VLPO, а глутаматергические нейроны иннервируют латеральный гипоталамус, что позволяет предположить, что дорсомедиальное ядро в основном способствует бодрствованию в активный период (днем для человека). Повреждения VLPO у крыс приводят к снижению времени сна NREM на 50-60% и к продолжительной бессоннице. Более поздние исследования показывают, что бессонница, вызванная стрессом, может быть обусловлена дисбалансом входящих сигналов к системе возбуждения и нейронам VLPO.
In the early 20th century, Constantin von Economo noted that humans who had encephalitis with lesions in the anterior hypothalamus had insomnia, and proposed a sleep promoting influence from that area. but did not identify the cell group that was responsible. In 1996, Sherin and colleagues reported the presence of a cell group in the VLPO that expresses cFos (a protein often found in neurons that have recently been active) during sleep, and that these neurons contain the inhibitory neurotransmitters GABA and galanin. The sleep promoting effects of the VLPO neurons is thought to be due to release of GABA and possibly galanin that suppresses firing of arousal system neurons. As the VLPO is also inhibited by neurotransmitters released by components of the arousal systems, such as acetylcholine and norepinephrine, Orexin neurons in the posterior lateral hypothalamus potentiate neurons in the ascending arousal system and help stabilize the brain in the waking state (and consolidated wakefulness, which builds up homeostatic sleep drive, helps stabilize the brain during later sleep). The loss of orexin neurons in the disorder narcolepsy destabilizes the wake sleep switch, resulting in overwhelming sleep episodes during the waking day, as well as more frequent awakenings from sleep at night. Lesions of the dorsomedial nucleus almost completely eliminate the circadian rhythm of sleep. GABAergic neurons in the dorsomedial nucleus innervate the VLPO, and glutamatergic neurons innervate the lateral hypothalamus, suggesting that the dorsomedial nucleus mainly promotes wakefulness during the active period (daytime for humans). Lesions in the VLPO in rats results in 50 60% decrease in NREM sleep time and prolonged insomnia. More recent research suggests that stress induced insomnia could be due to an imbalance of input to arousal system and VLPO neurons.
Седативные/гипнотические препараты
Многие седативные/гипнотические препараты действуют, связываясь с рецепторами ГАМК А и усиливая их активность. К ним относятся более старые препараты, такие как этанол, хлоралгидрат и барбитураты, а также более новые бензодиазепины и "небензодиазепиновые" препараты (например, зольпидем, который связывается с тем же рецептором, но имеет иную химическую структуру), и даже анестетики, такие как пропофол и изофлуран. Поскольку входные сигналы из ВЛПО в систему возбуждения используют тот же рецептор, эти препараты в низких дозах по сути усиливают активность ВЛПО, вызывая состояние сонливости. Исследования на животных показывают, что нейроны ВЛПО демонстрируют активацию cFos после седативных доз этих препаратов, и что повреждения ВЛПО приводят к устойчивости к их седативному эффекту. Однако при высоких дозах, вызывающих плоскость хирургической анестезии, эти препараты оказывают гораздо более широкое ингибирующее действие, не зависящее от ВЛПО. Исследования показали, что различные седативные/гипнотические препараты, усиливающие активность рецепторов ГАМК А, включая этанол, хлоралгидрат, пропофол и газовые анестетики, такие как изофлуран, в седативных дозах повышают активность нейронов ВЛПО у мышей. Эта находка позволяет предположить, что при относительно низких седативных дозах эти препараты могут иметь общий механизм действия, включающий усиление возбуждения нейронов ВЛПО. Однако высокие дозы, используемые при хирургической анестезии, снижают активность нейронов во всей нервной системе.
Many sedative/hypnotic drugs act by binding to and potentiating GABA A receptors. These include older drugs such as ethanol, chloral hydrate and barbiturates, as well as newer benzodiazepines and "non benzodiazepine" drugs (such as zolpidem, which bind to the same receptor but have a different chemical configuration), and even anesthetics such as propofol and isoflurane. As the VLPO inputs to the arousal system use this same receptor, these drugs at low doses essentially act by potentiating the VLPO, producing a sleepy state. Animal studies show that VLPO neurons show cFos activation after sedative doses of these drugs, and that VLPO lesions produce resistance to their sedative effects. However, at high doses that produce a surgical plane of anesthesia, these drugs have much more widespread inhibitory effects, that do not depend upon the VLPO. Studies have shown that multiple sedative/hypnotic drugs that act by potentiating GABA A receptors, including ethanol, chloral hydrate, propofol and gas anesthetics such as isoflurane, at sedative doses increase the activity of the VLPO neurons in mice. This finding suggests that at relatively low sedative doses, these medications may have a common mechanism of action, which includes potentiating the firing of VLPO neurons. High doses used in surgical anesthesia, however, reduce activity of neurons throughout the nervous system.