Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с нейронов HSD2 )
Перейти к навигации Перейти к поиску
HSD2 нейроны в ядре солитарного тракта (HSD2 = зеленая иммунофлуоресценция; MR = красный)

Нейроны HSD2 представляют собой небольшую группу нейронов в стволе мозга, которые уникально чувствительны к минералокортикостероидному гормону альдостерону благодаря экспрессии HSD11B2 . Они расположены в пределах каудального продолговатого мозга , в ядре солитарного тракта (NTS). Нейроны HSD2 активируются во время длительного дефицита натрия или объема жидкости в организме, как это происходит после диетической депривации натрия или во время явной гиповолемии. [1] Они также активируются супрафизиологической стимуляцией минералокортикоидного рецептора . [2] Они деактивируются при проглатывании соли.[1] На сегодняшний день нейроны HSD2 идентифицированы и изучены только у крыс и мышей.

Основные характеристики [ править ]

Ствол мозга (где расположены нейроны HSD2)

Термин «нейроны HSD2» используется в научной литературе для обозначения субпопуляции нейронов в NTS, которые экспрессируют как минералокортикоидный рецептор (MR) [3], так и 11-бета-гидроксистероид дегидрогеназу 2 типа (HSD2). [3] [4] HSD2 - это фермент, который метаболизирует кортизол и другие глюкокортикостероиды , которые обычно препятствуют связыванию альдостерона с рецептором минералокортикоидов. Этот пререцепторный механизм модификации гормонаСвязывание необходимо для клеточной чувствительности к альдостерону, потому что в физиологических условиях кортизол циркулирует в 100-1000 раз более высоких концентрациях, чем альдостерон. Поскольку и кортизол, и альдостерон связывают минералокортикоидный рецептор с равным сродством, кортизол эффективно вытесняет альдостерон в клетках, не содержащих в большом количестве HSD2. Однако в клетках с HSD2 альдостерон имеет увеличенный доступ к MR, так что увеличение или уменьшение циркулирующей концентрации этого гормона будет вызывать изменение активности рецептора. В нейронах HSD2 (и всех других клетках, которые экспрессируют как HSD2, так и MR) альдостерон связывается с MR и перемещает его из цитоплазмы в ядро, вызывая изменения транскрипции. В отличие от чувствительных к альдостерону клеток в эпителиальных тканях (например, в почках),физиологические эффекты активации альдостерона-MR в нейронах HSD2 неизвестны. Было высказано предположение, но не доказано, что альдостерон способствует возбуждению этих нейронов.[5] альдостерон не является необходимым для активации нейрона HSD2потому что это может быть вызвано лишением натриядаже у крыс без надпочечников , [1] , которые являются единственным источником циркулирующих альдостерона.

Нейроны HSD2 экспрессируют фактор транскрипции Phox2b . [6] Это означает, что нейроны HSD2, вероятно, высвобождают возбуждающий передатчик глутамата на свои синаптические нейроны-мишени, поскольку все нейроны, экспрессирующие Phox2b в NTS, экспрессируют везикулярный транспортер глутамата VGlut2 . [7] Нейроны HSD2 не продуцируют широкий спектр других белков, которые типичны для большинства других подтипов нейронов NTS, включая тирозингидроксилазу , холинацетилтрансферазу , синтазу оксида азота , холецистокинин , нейротензин , нейропептид FF , вещество P , соматостатин., ингибин-β , глюкагоноподобный пептид-1 , кортикотропин-рилизинг-гормон , динорфин , кальретинин и кальбиндин . Небольшое количество нейронов HSD2 (менее 2%) может экспрессировать нейропептид галанин . [3] Отсутствие экспрессии вышеупомянутых маркеров предполагает, что нейроны HSD2 образуют уникальную субпопуляцию внутри NTS. На сегодняшний день нет информации об электрофизиологических характеристиках этих нейронов.

Входные и выходные соединения [ править ]

В эфферентные проекции (аксонов выход) из HSD2 нейронов были исследованы в значительной степени с помощью обычных нейроанатомических трассеры . Их первичными выходными мишенями являются pre-locus coeruleus (pre-LC), самая внутренняя часть внешнего латерального парабрахиального субъядра (PBel) и переднее, вентролатеральное ядро ложа терминальной полоски (BSTvl). [8] Входные и выходные соединения следующего порядка в этих целевых регионах также были подробно исследованы. [9] [10] [11] Дополнительную информацию о эфферентных проекциях нейронов HSD2 можно найти в ссылке. [8]

Что касается афферентных (входных) связей с нейронами HSD2, то доступная информация менее полная. Эксперименты с обычными индикаторами и иммунофлуоресцентным окрашиванием продемонстрировали периферический висцеросенсорный вход от блуждающего нерва , [12] вход от соседних нейронов в NTS и области postrema, [13] [14] и нисходящий вход из медиального центрального ядра миндалины (CeA ) [15] и паравентрикулярное ядро ​​гипоталамуса (PVN). [16] Вероятно, что существуют другие источники входных данных, но всестороннее исследование афферентных связей нейронов HSD2 не проводилось.

Активность нейронов HSD2 [ править ]

Немедленного раннего гена , с-ФОС , был использован для изучения активации и инактивации HSD2 нейронов широко в естественных условиях . Присутствие ядерных c-Fos предполагает недавнюю повышенную активность нейронов, а c-Fos исчезает после того, как нейроны становятся неподвижными. Очень немногие нейроны HSD2 обнаруживают c-Fos у нормального животного. Однако, если натрий исключен из рациона на несколько дней или неделю, большинство нейронов HSD2 становятся c-Fos-положительными. [17] Затем, если съесть соленую пищу или выпить концентрированный физиологический раствор, их c-Fos исчезнет. [1] Несколько других экспериментальных условий, которые уменьшают объем внеклеточной жидкости, включая ПЭГ- гиповолемию, диурез., и адреналэктомия - также активируют нейроны HSD2 [1], хотя ни один из них не делает этого в такой степени, как простое удаление натрия из рациона. [18]

Fos

Все эти состояния, за исключением адреналэктомии, вызывают значительное повышение уровня циркулирующего альдостерона. Соответственно, повторное введение минералокортикостероидного гормона дезоксикортикостерона ацетата (DOCA) вызывает умеренное увеличение активности нейронов HSD2 (c-Fos) без дефицита натрия или объема. [2] Однако даже после адреналэктомии нейроны HSD2 активируются за счет депривации натрия, что доказывает, что активация MR не является необходимой для их активности. Таким образом, альдостерона может быть достаточно, но он не является необходимым для их активации, а это означает, что эти нейроны интегрируют дополнительные нервные или гормональные входные сигналы.

Все вышеупомянутые манипуляции, которые активируют нейроны HSD2, также вызывают у крыс натриевый аппетит . Если крысам, лишенным натрия, разрешается доступ к соли, они впитывают ее большое количество, и вскоре после этого их нейроны HSD2 инактивируются (в течение 1-2 часов они проявляют мало или совсем не проявляют c-Fos). [1] [17] Этот феномен инактивации, вызванной потреблением соли, также происходит после того, как аппетит натрия и активация нейронов HSD2 вызываются DOCA, что не вызывает дефицита натрия или объема. [2] Таким образом, инактивация нейронов HSD2 потреблением соли не просто отражает восполнение физиологического дефицита, а вместо этого может отражать активное ингибирование, вызванное приемом соли. Точный механизм этого ингибирования остается неизвестным. [цитата необходима ]

Интересной и уникальной особенностью активности нейронов HSD2 является то, что они не активируются несколькими стимулами, которые вызывают выраженную активацию c-Fos в большинстве других нейронов в NTS. Эти стимулы включают сильное обезвоживание, вызванное введением гипертонического раствора [19], приемом соли (см. Выше) и изменениями артериального давления. Таким образом, нейроны HSD2 которые селективно активируются услови х, которые не оказывают существенного влияния окружающих АТО нейронов, [1] , и они не стимулировали (или активно ингибировал) условиями , которые делают заметно активизируют большинство других нейронов НТС. [17] [19]

Функции нейрона HSD2 [ править ]

Тесная связь между лишением натрия и активацией и HSD2 нейрона между солью приемом и HSD2 нейроном в активации-привело к предположению , что эти нейроны имеют важные значение для возбуждения аппетита натрия. [1] Были выдвинуты гипотезы о других функциональных ролях. Обсуждение см. В обзорах в [18] и. [5] Однако в настоящее время не существует данных, показывающих, необходимы или достаточны эти нейроны для какой-либо конкретной неврологической или физиологической функции.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h Geerling, JC; Энгеланд, WC; Кавата, М; Лоуи, AD (11 января 2006 г.). «Нейроны-мишени альдостерона в солитарном ядре стимулируют аппетит натрия» . Журнал неврологии . 26 (2): 411–7. DOI : 10.1523 / JNEUROSCI.3115-05.2006 . PMID  16407537 .
  2. ^ a b c Geerling, JC; Лоуи, AD (18 октября 2006 г.). «Чувствительные к альдостерону нейроны NTS подавляются приемом физиологического раствора во время хронического лечения минералокортикоидами». Исследование мозга . 1115 (1): 54–64. DOI : 10.1016 / j.brainres.2006.07.091 . PMID 16935272 . 
  3. ^ a b c Geerling, JC; Кавата, М; Лоуи, AD (20 января 2006 г.). «Альдостерон-чувствительные нейроны центральной нервной системы крыс». Журнал сравнительной неврологии . 494 (3): 515–27. DOI : 10.1002 / cne.20808 . PMID 16320254 . 
  4. ^ Роланд, BL; Ли, КХ; Фондер, JW (октябрь 1995 г.). «Гибридизация гистохимической локализации 11 бета-гидроксистероиддегидрогеназы 2 типа в головном мозге крысы». Эндокринология . 136 (10): 4697–700. DOI : 10.1210 / endo.136.10.7664691 . PMID 7664691 . 
  5. ^ а б Geerling, JC; Лоуи, AD (сентябрь 2009 г.). «Альдостерон в мозге» . Американский журнал физиологии. Почечная физиология . 297 (3): F559–76. DOI : 10,1152 / ajprenal.90399.2008 . PMC 2739715 . PMID 19261742 .  
  6. ^ Geerling, JC; Chimenti, ПК; Лоуи, AD (21 августа 2008 г.). «Экспрессия Phox2b в чувствительных к альдостерону HSD2 нейронах NTS» . Исследование мозга . 1226 : 82–8. DOI : 10.1016 / j.brainres.2008.05.072 . PMC 2582384 . PMID 18620340 .  
  7. ^ Канг, Би Джей; Чанг, Д.А.; Mackay, DD; Запад, GH; Морейра Т.С.; Такакура, AC; Гвилт, JM; Guyenet, PG; Сторнетта, Р.Л. (август 2007 г.). «Распределение фактора транскрипции Phox2b в центральной нервной системе у взрослых крыс». J Comp Neurol . 503 (5): 627–41. DOI : 10.1002 / cne.21409 . PMID 17559094 . 
  8. ^ а б Geerling, JC; Лоуи, AD (10 июля 2006 г.). «Альдостерон-чувствительные нейроны в ядре солитарного тракта: эфферентные проекции». Журнал сравнительной неврологии . 497 (2): 223–50. DOI : 10.1002 / cne.20993 . PMID 16705681 . 
  9. ^ Шин, JW; Geerling, JC; Лоуи, AD (10 декабря 2008 г.). «Входы в ядро ​​вентролатерального ложа терминальной полоски» . Журнал сравнительной неврологии . 511 (5): 628–57. DOI : 10.1002 / cne.21870 . PMC 2748802 . PMID 18853414 .  
  10. ^ Шин, JW; Geerling, JC; Штейн, МК; Миллер, Р.Л .; Лоуи, AD (сентябрь 2011 г.). «Нейроны ствола мозга FoxP2 проецируются на сайты регуляции натриевого аппетита» . Журнал химической нейроанатомии . 42 (1): 1-23. DOI : 10.1016 / j.jchemneu.2011.05.003 . PMC 3148274 . PMID 21605659 .  
  11. ^ Донг, HW; Петрович, Г.Д .; Watts, AG; Суонсон, LW (6 августа 2001 г.). «Принципиальная организация выступов овальных и веретенообразных ядер ложа ядер полоски терминальной полосы в головном мозге взрослой крысы». Журнал сравнительной неврологии . 436 (4): 430–55. DOI : 10.1002 / cne.1079 . PMID 11447588 . 
  12. ^ Шин, JW; Geerling, JC; Лоуи, AD (16 января 2009 г.). «Блуждающая иннервация чувствительных к альдостерону нейронов HSD2 в NTS» . Исследование мозга . 1249 : 135–47. DOI : 10.1016 / j.brainres.2008.10.058 . PMC 2666048 . PMID 19010311 .  
  13. ^ Sequeira, SM; Geerling, JC; Лоуи, AD (15 сентября 2006 г.). «Локальные входы в чувствительные к альдостерону нейроны солитарного ядра». Неврология . 141 (4): 1995–2005. DOI : 10.1016 / j.neuroscience.2006.05.059 . PMID 16828976 . 
  14. ^ Миллер, RL; Штейн, МК; Лоуи, AD (13 октября 2011 г.). «Серотонинергические входы в нейроны FoxP2 pre-locus coeruleus и парабрахиальные ядра, которые проецируются в вентральную тегментальную область» . Неврология . 193 : 229–40. DOI : 10.1016 / j.neuroscience.2011.07.008 . PMC 3185334 . PMID 21784133 .  
  15. ^ Geerling, JC; Лоуи, AD (1 августа 2006 г.). «Чувствительные к альдостерону нейроны в ядре солитарного тракта: двунаправленные связи с центральным ядром миндалины» . Журнал сравнительной неврологии . 497 (4): 646–57. DOI : 10.1002 / cne.21019 . PMC 2748794 . PMID 16739197 .  
  16. ^ Geerling, JC; Шин, JW; Chimenti, ПК; Лоуи, AD (1 мая 2010 г.). «Паравентрикулярное ядро ​​гипоталамуса: проекции аксонов в ствол мозга» . Журнал сравнительной неврологии . 518 (9): 1460–99. DOI : 10.1002 / cne.22283 . PMC 2868510 . PMID 20187136 .  
  17. ^ a b c Geerling, JC; Лоуи, AD (1 октября 2007 г.). «Недостаток натрия и потребление соли активируют отдельные нейрональные субпопуляции в ядре солитарного тракта и парабрахиальном комплексе» (PDF) . Журнал сравнительной неврологии . 504 (4): 379–403. DOI : 10.1002 / cne.21452 . PMID 17663450 .  
  18. ^ а б Geerling, JC; Лоуи, AD (февраль 2008 г.). «Центральная регуляция натриевого аппетита». Экспериментальная физиология . 93 (2): 177–209. DOI : 10.1113 / expphysiol.2007.039891 . PMID 17981930 . 
  19. ^ а б Geerling, JC; Лоуи, AD (март 2007 г.). «Истощение запасов натрия активирует чувствительные к альдостерону нейроны в NTS независимо от жажды». Американский журнал физиологии. Регуляторная, интегративная и сравнительная физиология . 292 (3): R1338–48. DOI : 10,1152 / ajpregu.00391.2006 . PMID 17068161 .