Введение

Медулярная структура в мозге, которая контролирует рвоту Область postrema, парная структура в продолговатой костной мозг мозгового ствола, является окружно-вентрикулярным органом, имеющим проницаемые капилляры и сенсорные нейроны, которые позволяют его двойную роль для обнаружения циркулирующих химических посланников в крови и преобразования их в нейронные сигналы и сети.

Структура

Область постремы представляет собой парную выпуклость, расположенную на нижней задней границе четвертого желудочка. Субрегиональная плотность капилляров в области postrema была наивысшей вблизи желудочкового интерфейса и почти в два раза плотнее, чем плотность капилляров прилегающего одиночного ядра (SN) и спинного двигательного ядра блуждающего нерва. Физиологические субрегиональные исследования области postrema показали, что ее объем крови относительно велик, а кровоток и время транзита для маркеров крови относительно медленны, тем самым усиливая способность обнаружения циркулирующих соединений, таких как гормоны или передатчики.

Химиорецепция

Область postrema, один из окружнокаменных органов, обнаруживает токсины в крови и действует как центр, вызывающий рвоту. Область постремы является критическим гомеостатическим интеграционным центром для гуморальных и нейронных сигналов посредством своей функции в качестве триггерной зоны химиорецепторов для рвоты в ответ на рвота лекарств. Это плотно сосудистая структура с субрегиональными капиллярами, которые обеспечивают высокую проницаемость для циркулирующих сигналов крови, что позволяет обнаруживать различные химические вещества в крови и спинномозговой жидкости.

Ущерб

Повреждение области postrema, вызванное в основном поражением или абляцией, препятствует нормальным функциям области postrema. Эта абляция обычно выполняется хирургически и с целью обнаружения точного влияния области postrema на остальную часть тела. Поскольку область postrema действует как точка входа в мозг для получения информации от сенсорных нейронов желудка, кишечника, печени, почек, сердца и других внутренних органов, различные физиологические рефлексы полагаются на область postrema для передачи информации. Область postrema непосредственно контролирует химическое состояние организма. Повреждения в области постремы иногда называют "центральной ваготомией", потому что они устраняют способность мозга контролировать физиологическое состояние тела через блуждающий нерв. Эти поражения, таким образом, препятствуют обнаружению ядов и, следовательно, препятствуют естественной защите организма. В одном примере, эксперименты, проведенные Бернштейном и др. В исследовании на крысах было показано, что поражения в области постремы препятствовали обнаружению хлорида лития, который может стать токсичным при высоких концентрациях. Поскольку крысы не могли обнаружить химическое вещество, они не могли использовать психологическую процедуру, известную как обусловленное отвращение к вкусу, вызывая у крысы непрерывное поглощение литий-парного раствора сахарина. Эти результаты показывают, что крысы с поражениями области постремы не приобретают нормальные условные вкусовые отвращения, когда хлорид лития используется в качестве безусловного стимула. В дополнение к простому отвращению вкуса, у крыс с поражениями области постремы не удалось выполнить другие поведенческие и физиологические реакции, связанные с введением токсина и присутствующие в контрольной группе, такие как лежание на животе, задержка опорожнения желудка и гипотермия. Такие эксперименты подчеркивают важность области postrema не только в выявлении токсичных веществ в организме, но и в многочисленных физических реакциях на токсин.

Эффект дофамина

Область postrema также играет важную роль в обсуждении болезни Паркинсона. Лекарства, которые лечат болезнь Паркинсона с использованием дофамина, оказывают сильное влияние на область postrema. Эти препараты стимулируют передачу дофамина и пытаются нормализовать двигательные функции, пораженные болезнью Паркинсона. Это работает потому, что нервные клетки, в частности, в базальных ганглиях, которые играют решающую роль в регулировании движения и являются основным местом патологии болезни Паркинсона, используют дофамин в качестве своего нейромедиатора и активируются лекарствами, которые увеличивают концентрацию дофамина или работают для стимуляции дофаминовых рецепторов. Дофамин также стимулирует область postrema, так как эта часть мозга содержит высокую плотность дофаминовых рецепторов. Область postrema очень чувствительна к изменениям токсичности крови и чувствует присутствие ядовитых или опасных веществ в крови. В качестве защитного механизма, область postrema вызывает рвоту, чтобы предотвратить дальнейшее интоксикацию. Высокая плотность дофаминовых рецепторов в области postrema делает его очень чувствительным к дофаминоусиливающим препаратам. Стимуляция дофаминовых рецепторов в области postrema активирует эти центры рвоты мозга; поэтому тошнота является одним из наиболее распространенных побочных эффектов антипаркинсоновых препаратов.

История

Область постремы была впервые названа и расположена в грубой анатомии мозга Магнусом Густафом Ретциусом, шведским анатомом, антропологом и профессором гистологии. В 1896 году он опубликовал двухтомную монографию о грубой анатомии человеческого мозга, в которой упоминалась область postrema. В 1975 году были опубликованы данные о нейронах в области postrema нескольких видов млекопитающих. Ученые стали все больше интересоваться исследованиями рвоты в 1950-х годах, возможно, отчасти из-за повышенной осведомленности общества о болезни радиации, состоянии, при котором многие пациенты, которые рвотили после облучения, умерли. Исследования показали существование двух областей в мозге, связанных с рвотой: одна, химиосенсор для рвоты без координационной функции, расположенная в четвертом желудочке и две, координатор рвоты без химиосенсорной функции, расположенный в боковой сетчатой формации продолговатого мозга. В 1953 году Борисон и Ван определили, что область химиосенсоров действует как зона, вызывающая рвоту в стволе мозга, которую они назвали химиорецепторной триггерной зоной (CTZ) для рвоты. Используя кошек и собак в качестве модельных организмов, они обнаружили, что удаление этой триггерной зоны из мозга позволило предотвратить рвоту у животных непосредственно после инъекции определенных химических веществ в кровь, что свидетельствует о существовании связи между триггерной зоной и актом рвоты. Анатомически ЦТЗ находится в области postrema продолговатой костной мозга. Область постремы была анатомически идентифицирована и названа почти 60 лет назад, но ее функция оставалась неизвестной, пока ее роль в рвоте не была подтверждена позже.

Текущие исследования

Исследования по функциям зоны postrema продолжаются по всему миру. Помимо его роли в рвоте, интенсивно изученной исследователями середины 1900-х годов, активность области postrema была тесно связана с другими автономными функциями, такими как регулирование потребления пищи, гомеостаз жидкости тела и сердечно-сосудистое регулирование посредством поведенческих исследований и электрофизиологических исследований. В 2007 году в Японии были проведены исследования механизма возбудимости нейронов области postrema экстраклеточным АТФ. На клочках мозга крысы использовались методы записи целых клеток с помощью напряжения. Результаты показали, что большинство реакций на АТФ являются возбуждающими и что они опосредуются определенными пуриноцепторами P2, обнаруженными в области postrema. Роль области postrema в ароматизированном отвращении и предпочтении была изучена в 2001 году исследователями Бруклинского колледжа в Городском университете Нью-Йорка. Эксперимент проверил влияние поражений области postrema у крыс на их способность учиться ароматизированной аверсии к ароматизаторам в сочетании с токсическими лекарственными препаратами, что действительно показало, что поражения области postrema приводят к нарушению обучения аверсии к ароматизаторам. В исследовании 2009 года прослеживалось развитие области postrema, используя модель обезьяны-макак в попытке определить и охарактеризовать нейротрансмиссию в этом регионе, а также решить неразрешимые несоответствия в исследованиях. Эти ученые обнаружили, что предыдущие исследования показывают, что норадреналин и/или дофамин вызывают флуоресценцию CA в области postrema macaque CA, что означает катехоламинергический или полученный из амина и функционирующий как нейротрансмиттер или гормон или оба. Однако в исследовании были обнаружены признаки секреции нейротрансмиттеров вместо высвобождения в везикулах. Кроме того, их результаты показали, что ГАМК является основным нейротрансмиттером в области постремы, а не глутаматом. Продолжающиеся исследования продолжают раскрывать расхождения между различными моделями исследований крысы, кошки и теперь макак-обезьяны.

Потенциальные методы лечения

В ходе исследования, проведенного в Японии в 2002 году, было проведено испытание препарата, который может быть полезен для сдерживания рвоты от лекарств, повышающих концентрацию дофамина. В исследовании изучалась вызываемая морфином рвота у хорьков, объясняя, что воздействие морфина вызвало высвобождение дофамина в продолговатой костной мозге и в области postrema путем активации опиатных рецепторов, что, в свою очередь, вызвало рвоту у хорьков. Однако предварительное лечение 6 гидроксидопамином, дофаминергическим нейротоксином, значительно снизило количество эпизодов рвоты у хорьков после воздействия морфина. Этот нейротоксин снижает уровень дофамина, норадреналина и гомованиллиновой кислоты, метаболита дофамина, и, как известно, разрушает норадреналиновые и дофаминологические нейроны. Здесь гидроксидопамин вводили непосредственно в продолговатую костную мозг, но не в другие части мозга. Это исследование показывает, как дофаминергический путь в продолговатой костной мозг может быть изменен, чтобы уменьшить тошноту побочные эффекты, связанные с так много дофаминоусиливающих препаратов.

Продолжающиеся патологические исследования

Пострама зоны также показана при инсулиновом лечении диабета 1 и 2 типа. Особый механизм, используемый препаратом прамлинтид, действует в основном на область postrema и приводит к снижению секреции глюкагона, что, в свою очередь, замедляет опорожнение желудка и эффект сытости. Такая направленность на область postrema позволяет улучшить контроль гликемии без увеличения веса. Поскольку препарат действует на область postrema, дозы должны титруться медленно, чтобы избежать возникновения тошноты у пациента. В настоящее время также ведутся исследования, направленные на определение эффекта абляции области postrema на гипертонию и сердечно-сосудистую функцию. Например, исследования на крысах и кроликах показывают, что ангиотензин- II зависимая гипертония устраняется путем поражения области постремы. Механизм этой физиологической реакции до сих пор не полностью изучен, но способность области постремы регулировать сердечно-сосудистую функцию представляет собой очень интересное направление для нейроэндокринологии.