Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с медиальным преоптическим ядром .
Срединное преоптическое ядро
Идентификаторы
NeuroNames378
НейроЛекс IDbirnlex_1208
TA98A14.1.08.908
TA25711
FMA62323
Анатомические термины нейроанатомии
Расположение гипоталамуса.
Ядра гипоталамуса: преоптическая область расположена в передней части гипоталамуса, выше перекреста зрительных нервов.

Медианная преоптическая ядро находится спинное с тремя других ядрами преоптических в передней гипоталамуса . Гипоталамус расположен сразу под таламусом , главной сенсорной ретрансляционной станцией нервной системы , и считается частью лимбической системы , которая также включает такие структуры, как гиппокамп и миндалевидное тело . Гипоталамус принимает активное участие в поддержании гомеостаза тела, и среднее преоптическое ядро ​​не является исключением, способствуя регулированию состава крови, температуры тела и медленного сна..

Срединное преоптическое ядро ​​активно участвует в трех основных областях. К ним относятся осморегуляция , терморегуляция и гомеостаз сна . Внутри каждой области есть множество функций. Роль, которую медианное преоптическое ядро ​​играет в осморегуляции, заключается в составе и объеме крови , включая баланс жидкости и соли, и вызывает реакции, варьирующиеся от поведенческих до эндокринных . Терморегуляция включает в себя как ответы на инфекцию и к снижению температуры ядра при кожном воздействии холода, оба из которых включают срединное преоптическое ядро в качестве важного медиатора сенсорного вводаи нормативный выпуск. Гомеостаз сна участвует как в возникновении, так и в поддержании сна .

Срединное преоптическое ядро ​​имеет возбуждающие и тормозящие проекции на многие области мозга . Он имеет тормозящее влияние через ГАМК проекции на области мозга , участвующих в стимуляции на термогенез , а также на бодрствование-активных областях мозга , чтобы вызвать сон. Микроинъекция этанола, триазолама и пропофола в эту область вызывает сон у грызунов, что позволяет предположить, что он участвует в их фармакологическом воздействии на сон. Глутаматергические и норадренергические , а также другие нейротрансмиттеры обладают возбуждающими свойствами.влияет на другие области мозга. Медианная преоптическая ядро активно участвуют в сердечно - сосудистой системе регулирования, в том числе выпуска предсердного натрийуретического пептида посредством сердца в ответ на большой объем крови . Он также участвует в контроле лихорадочной реакции на инфекцию и стимуляции жажды , среди других функций. Связность и анатомическое положение медианного преоптического ядра позволяют ему быть как ретрансляционной станцией, так и посредником для сенсорной и регуляторной информации, а также вызывать нервные , эндокринные и поведенческие реакции для поддержаниягомеостаз .

Местоположение [ править ]

Медианная преоптическая ядро находится в преоптическом в гипоталамусе . Образуя критическую часть антеровентрального третьего желудочка и среднюю линию терминальной пластинки , медианное преоптическое ядро ​​занимает анатомическое положение, которое позволяет ему играть важную роль во многих аспектах гомеостатической регуляции. Эта область играет важную роль в регуляции сердечно-сосудистой системы , артериального давления и состава крови и получает сигналы от субфорного органа (SFO) и сосудистого органа lamina terminalis (VOLT), которые находятся за пределами гематоэнцефалического барьера.и передавать информацию, касающуюся осмоляльности крови и уровней эндокринных сигналов, таких как предсердный натрийуретический пептид (ANP). [1]

Связь [ править ]

Связь с другими областями гипоталамуса , такими как вентролатеральная преоптическая область (VLPO) и с областями ствола мозга, также позволяет среднему преоптическому ядру участвовать в других аспектах гомеостаза . К ним относятся поведение во сне и бодрствовании, а также питье и жажда , а также терморегуляция . Параллельные пути в преоптической области участвуют в регуляции температуры тела и реакции лихорадки . Один путь берет начало в срединном преоптическом ядре, а другой - в дорсолатеральной преоптической области (DLPO). Оба ингибируют участки в стволе мозга.которые активируют термогенез без дрожи через коричневую жировую ткань (BAT) в ответ на кожный холод или простагландин E2 . [2]

Роль в терморегуляции [ править ]

Известно, что у млекопитающих есть циркадный ритм температуры тела (Tb), который зависит от целостности супрахиазматического ядра (SCN), однако голодание также влияет на Tb в период покоя, и присутствие SCN имеет важное значение для этого процесса. Хотя не только SCN, но и дугообразное ядро ​​(ARC), участвуют в настройке Tb через афференты к терморегулирующему срединному преоптическому ядру (MnPO). После исследований, проведенных Guzmán-Ruiz et al. Известно, что высвобождение вазопрессина из SCN снижает температуру непосредственно перед началом светового дня, тогда как высвобождение гормона, стимулирующего выработку гормона-меланоцитов, особенно в конце темного периода, поддерживает высокую температуру.Оба пептида оказывают противоположное влияние на активность коричневой жировой ткани через терморегуляторные ядра, такие как дорсомедиальное ядро ​​гипоталамуса и ядро ​​дорсального шва. Координация циркадных и метаболических сигналов в гипоталамусе важна для адекватного контроля температуры. Баланс между высвобождением нейропептидов, происходящих от биологических часов и от метаболического сенсорного органа, такого как дугообразное ядро, необходим для адекватного контроля температуры. Эти наблюдения показывают, что области мозга, участвующие в циркадных и метаболических функциях организма, должны взаимодействовать, чтобы обеспечить согласованную организацию физиологических процессов, связанных с контролем температуры [11].Координация циркадных и метаболических сигналов в гипоталамусе важна для адекватного контроля температуры. Баланс между высвобождением нейропептидов, происходящих от биологических часов и от метаболического сенсорного органа, такого как дугообразное ядро, необходим для адекватного контроля температуры. Эти наблюдения показывают, что области мозга, участвующие в циркадных и метаболических функциях организма, должны взаимодействовать, чтобы обеспечить согласованную организацию физиологических процессов, связанных с контролем температуры [11].Координация циркадных и метаболических сигналов в гипоталамусе важна для адекватного контроля температуры. Баланс между высвобождением нейропептидов, происходящих от биологических часов и от метаболического сенсорного органа, такого как дугообразное ядро, необходим для адекватного контроля температуры. Эти наблюдения показывают, что области мозга, участвующие в циркадных и метаболических функциях организма, должны взаимодействовать, чтобы обеспечить согласованную организацию физиологических процессов, связанных с контролем температуры [11].Эти наблюдения показывают, что области мозга, участвующие в циркадных и метаболических функциях организма, должны взаимодействовать, чтобы обеспечить согласованную организацию физиологических процессов, связанных с контролем температуры [11].Эти наблюдения показывают, что области мозга, участвующие в циркадных и метаболических функциях организма, должны взаимодействовать, чтобы обеспечить согласованную организацию физиологических процессов, связанных с контролем температуры [11].

Механизмы нервной активации, участвующие в регуляции температуры тела , в значительной степени не определены. Известно, что симпатические пути участвуют в увеличении производства тепла и уменьшении потерь тепла и активируются нейронами в ростальном мозговом шве (RMR). [2] Эти нейроны были идентифицированы как играющие важную роль в повышении температуры тела как при воздействии холода, так и при индуцированной лихорадке, на основании наблюдения, что гиперполяризация до воздействия этих условий ингибирует повышение температуры тела в ответ.

Лихорадочный ответ [ править ]

Входы в RMR из среднего преоптического ядра являются ГАМКергическими и, следовательно, тормозящими по своей природе. Поражения среднего преоптического ядра вызывают снижение реакции лихорадки , поскольку проекции MnPn на RMR содержат рецепторы EP3 простагландина , которые необходимы для реакции лихорадки. Простагландин E2 связывается с рецепторами E3 в среднем преоптическом ядре, подавляя их активность и вызывая лихорадку . Это означает, что среднее преоптическое ядро ​​отвечает за ингибирование механизмов, повышающих температуру тела . Это не единственная область гипоталамуса.вовлечение, и устранение активности срединного преоптического ядра само по себе не вызовет повышения температуры тела. Однако в сочетании с поражениями других преоптических ядер гипоталамуса повреждение среднего преоптического ядра вызывает повышение исходной температуры тела . [2]

Менопауза [ править ]

Другие рецепторы, рецепторы нейрокинина 3 , которые экспрессируются в среднем преоптическом ядре, также участвуют в терморегуляции . Активация этих рецепторов у крыс вызывает снижение внутренней температуры . Эти рецепторы сильно экспрессируются в средней преоптической области в ответ на снижение уровня эстрогена у женщин в менопаузе и, как полагают, играют роль в возникновении приливов во время менопаузы . [3]

Воздействие холода в окружающей среде [ править ]

Реакция на холод вызывается кожными чувствительными к холоду проводящими путями через парабрахиальную область . Терморецепторы в коже определяют температуру окружающей среды относительно температуры тела. Эти афферентные нейроны проецируются вверх по спинному мозгу к парабрахиальной области, которая иннервирует несколько областей преоптической зоны, включая срединное преоптическое ядро. Воздействие холода приводит к растормаживанию RMR и других областей, что приводит к термогенезу коричневого жира. Это также известно как термогенез без дрожи, который метаболизирует жир, но рассеивает тепло от движущей силы протонов в митохондриях, а не использует окислительное фосфорилирование для производства АТФ. [4]

Роль в осморегуляции [ править ]

Область мозга, которая включает вентральную часть среднего преоптического ядра, передневентральный третий желудочек (AV3V), принимает активное участие в поддержании гомеостаза жидкости, электролитов и сердечно-сосудистой системы . [5] Срединное преоптическое ядро, наряду с сосудистым органом lamina terminalis (VOLT) и субфорным органом (SFO), реагируют на изменения в составе крови, а также на нервный сигнал от рецепторов в кровеносных сосудах. Рецепторы растяжения в аорте и других сосудах посылают сенсорные сигналы в эту область, передавая информацию об объеме крови и кровяном давлении .

Реакция на изменения осмоляльности крови [ править ]

Важность среднего преоптического ядра в составе жидкости и гомеостазе можно увидеть анатомически, поскольку оно содержит связи между несколькими регионами, которые сильно участвуют в балансе жидкости тела и сердечно-сосудистой функцией, такими как паравентрикулярное ядро и супраоптическое ядро.

С функциональной точки зрения его важность можно понять, поскольку поражения среднего преоптического ядра обычно вызывают несоответствующий состав жидкости, потребление воды и высвобождение предсердного натрийуретического пептида (ANP). [5] Ответы на изменения в составе жидкости, опосредованные средним преоптическим ядром, являются результатом норадренергической иннервации со стороны областей каудального вентролатерального мозгового вещества. Ответы могут быть эндокринными , вегетативными или поведенческими , и ответы на скачки уровня натрия в крови включают высвобождение предсердного натрийуретического пептида и окситоцина. Предсердный натрийуретический пептид выделяется сердцем в ответ на высокое кровяное давление.и высокая соленость крови. Это важное и мощное сосудорасширяющее средство , которое также снижает обратный захват натрия почками. Кроме того, он подавляет такие пути, как путь ренин-альдострон-ангиотензин, которые повышают кровяное давление . [5]

Активация срединной преоптической ядра приводит к стимуляции части паравентрикулярном ядра (PVN). Афференты в этой области являются глутаматергическими или используют глутамат в качестве основного нейромедиатора, хотя ангиотензин II вызывает аналогичный ответ и приводит к симпато-возбуждению PVN. [6] Это было подтверждено использованием антагониста рецептора глутамата в PVN, который ингибировал этот ответ в результате активации MnPn. Таким образом, глутамат, связанный с рецепторами, необходим для активацииэтих нейронов в срединном преоптическом ядре и активация паравентрикулярного ядра. Активация PVN посредством этого глутаматергического механизма приводит к увеличению активности почечных симпатических нервных путей, а также к повышению частоты сердечных сокращений и среднего артериального давления . [7]

Роль в гомеостатической регуляции сна [ править ]

Анатомические и электрофизиологические эксперименты на взрослых крысах показывают важную роль медианного преоптического ядра в производстве сна. Первым доказательством этого было наблюдение, что повреждение этой области вызывает бессонницу у людей. [8] Текущие эксперименты с использованием экспрессии c-Fos в качестве маркера активации нейронов во время сна показывают дихотомию функции стимулирования и поддержания сна между вентролатеральным преоптическим ядром и средним преоптическим ядром. Данные свидетельствуют о том, что ГАМКергические нейроны в среднем преоптическом ядре играют роль в стимулировании наступления сна, в то время как нейроны в срединном преоптическом ядре.вентролатеральные преоптические ядра играют роль в поддержании сна. [9] Хотя идея полного разделения функций между этими двумя ядрами является привлекательной, это, скорее, вопрос степени участия этих двух ядер в возникновении и поддержании сна, а не играющих совершенно разные роли. Вероятно, что MnPn играет важную, но не исключительную роль в наступлении сна, в то время как VLPO играет более важную роль в поддержании сна. Обе области проецируются на активные области мозга. Существует также плотная двунаправленная проекция нейронов между средним преоптическим ядром и вентролатеральным преоптическим ядром.. Это существование тормозных выступов между вентролатернальным преоптическим ядром и средним преоптическим ядром предполагает общую функцию и регуляторные отношения между двумя ядрами. [9]

Медленный сон [ править ]

Стимулирование сна ГАМКергическими нейронами в средней преоптической области наиболее тесно связано с NREM , или спокойным сном. [10] Время, затрачиваемое на медленный сон, увеличивается с увеличением количества активированных рецепторов ГАМК в средней преоптической области, о чем свидетельствует увеличение времени медленного сна в ответ на микроинъекции агонистов ГАМК в среднюю преоптическую область кошек. Время, проведенное в фазе быстрого сна, не увеличилось, а контрольные инъекции уменьшили время, проведенное как в медленном, так и в быстром сне. [10]

Отношения с ВЛПО [ править ]

Вентролатеральное (VLPO) и медианное преоптическое (MnPn) ядра способствуют сну через проекции ГАМКергических нейронов в активные области мозга. Активация нейронов в VLPO приводит и MnPn к повышению концентрации первичного тормозного нейромедиатора, ГАКА, в бодрствования областях мозга, такие как tuberomammillary ядро и голубое пятно . Это приводит к подавлению холинергической , норадренергической и серотонинергической активности в этих областях. Норадренергические проекции из областей, способствующих бодрствованию, подавляют области, способствующие сну, устанавливая «взаимное тормозящее взаимодействие» между областями сна и бодрствования, что приводит к регуляциирежимы сна . Механизм активации нейронов, способствующих сну, в VLPO и MnPn не был хорошо определен, однако было высказано предположение, что супрахиазмическое ядро ​​может играть роль, а также просто снижение сенсорного ввода в начале сонливости. [8]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Kolaj, М., & Renaud, LP (2010). Метаботропные рецепторы глутамата в медианных преоптических нейронах модулируют возбудимость нейронов и глутаматергические и ГАГАергические входы из субфорного органа (том 103, стр. 1104, 2010). Журнал нейрофизиологии, 104 (1), 579-579
  2. ^ a b c Йошида, К., Ли, XD, Кано, Г., Лазарус, М., и Сапер, CB (2009). Параллельные преоптические пути терморегуляции. Журнал неврологии, 29 (38)
  3. ^ Dacks, PA, Краевский, SJ, и Ранс, NE (2011). Активация рецепторов нейрокинина 3 в среднем преоптическом ядре снижает внутреннюю температуру у крысы. Эндокринология, 152 (12), 4894-4905.
  4. ^ Накамура, К. (2011). Центральные схемы для регулирования температуры тела и повышения температуры. Американский журнал физиологии. Регуляторная интегративная и сравнительная физиология, 301 (5), R1207-R1228.
  5. ^ a b c Педрино, GR, Монако, LR, и Краво, SL (2009). Расширение сосудов почек, вызванное гипернатриемией. Роль альфа-адренорецепторов в среднем преоптическом ядре. Клиническая и экспериментальная фармакология и физиология, 36 (12)
  6. ^ Генри, М., Grob, М., & Mouginot, D. (2009). Эндогенный ангиотензин II способствует ГАМКергической нейротрансмиссии, афферентной к Na + -чувствительным нейронам среднего преоптического ядра крысы. Американский журнал физиологии. Регуляторная интегративная и сравнительная физиология, 297 (3), R783-R792.
  7. Перейти ↑ Llewellyn, T., Zheng, H., Liu, XF, Xu, B., & Patel, KP (2012). Срединное преоптическое ядро ​​и субфорный орган управляют почечной симпатической нервной активностью через глутаматергический механизм в паравентрикулярном ядре. Американский журнал физиологии. Регуляторная интегративная и сравнительная физиология, 302 (4), R424-R432.
  8. ^ a b Луппи, PH, и Форт, П. (2011). Какие механизмы активируют активные во сне нейроны, расположенные в преоптической области? Сон и биологические ритмы, 9, 59-64.
  9. ^ a b Гвилия, И., Сунцова, Н., Ангара, Б., МакГинти, Д., & Шимусиак, Р. (2011). Созревание гомеостаза сна у развивающихся крыс: роль нейронов преоптической области. Американский журнал физиологии. Регуляторная интегративная и сравнительная физиология, 300 (4), R885-R894
  10. ^ а б Бенедетто Л., Чейз М. Х. и Тортероло П. (2012). ГАМКергические процессы в среднем преоптическом ядре способствуют медленному сну. Поведенческие исследования мозга, 232 (1), 60-65.

[11] Гусман-Руис, Массачусетс, Рамирес-Корона, А., Герреро-Варгас, Н.Н., Сабат, Э., Рамирес-Пласенсиа, О.Д., Фуэнтес-Ромеро, Р., ... и Буйс, Р.М. (2015) . Роль супрахиазматического и дугообразного ядер в регуляции суточной температуры у крыс. Журнал неврологии, 35 (46), 15419-15429.