Голубое пятно ( / s ɪ ˈ r uː l i ə s / ) ( LC ), также пишется locus caeruleus или locus ceruleus , [1] представляет собой ядро в мосту ствола мозга , связанное с физиологическими реакциями на стресс и панику . [2] Это часть ретикулярной активирующей системы .
Голубое пятно, что на латыни означает «синее пятно», является основным местом синтеза в мозге норадреналина (норадреналина). Голубое пятно и области тела, на которые влияет вырабатываемый им норадреналин, описываются вместе как голубое пятно-норадренергическая система или система LC-NA . [3] Норадреналин также может выделяться непосредственно в кровь из мозгового слоя надпочечников .
Голубое пятно (LC) расположено в задней части рострального моста на латеральном дне четвертого желудочка . Он состоит преимущественно из нейронов среднего размера . Гранулы меланина внутри нейронов LC придают ему синий цвет. Таким образом, оно также известно как пигментное ядро моста, что означает «сильно пигментированное ядро моста». Нейромеланин образуется в результате полимеризации норадреналина и аналогичен черному нейромеланину на основе дофамина в черной субстанции .
У взрослых людей (19–78 лет) голубое пятно содержит от 22 000 до 51 000 пигментированных нейронов, размер которых колеблется от 31 000 до 60 000 мкм 3 . [4]
Проекции этого ядра простираются далеко и широко. Например, они иннервируют спинной мозг , ствол головного мозга, мозжечок , гипоталамус , релейные ядра таламуса , миндалевидное тело , базальный отдел головного мозга и кору головного мозга . Норадреналин из LC оказывает возбуждающее действие на большую часть мозга, вызывая возбуждение и настраивая нейроны мозга на активацию стимулами.
Голубое пятно , являясь важным центром гомеостатического контроля организма, получает афференты от гипоталамуса. Поясная извилина и миндалевидное тело также иннервируют LC, позволяя эмоциональной боли и стрессовым факторам запускать норадренергические реакции. Мозжечок и афференты ядер шва также проецируются на LC, в частности ядро мостового шва и ядро дорсального шва .
Голубое пятно получает сигналы от ряда других областей мозга, в первую очередь:
Отростки голубого пятна состоят из нейронов, которые используют норадреналин в качестве основного нейромедиатора. [5] [6] Эти проекции включают в себя следующие соединения: [5] [6]
Он связан со многими функциями через свои широко распространенные проекции. Система LC-NA модулирует корковые, подкорковые, мозжечковые, стволовые и спинномозговые цепи. Некоторые из наиболее важных функций, на которые влияет эта система: [7] [8]
Голубое пятно является частью ретикулярной активирующей системы и почти полностью инактивируется во время сна с быстрыми движениями глаз . [13]
Голубое пятно может фигурировать в клинической депрессии , паническом расстройстве , болезни Паркинсона , болезни Альцгеймера [14] и тревоге . Считается, что некоторые лекарства, включая ингибиторы обратного захвата норадреналина ( ребоксетин , атомоксетин ), ингибиторы обратного захвата серотонина-норадреналина ( венлафаксин , дулоксетин ) и ингибиторы обратного захвата норадреналина-дофамина ( бупропион ), действуют на нейроны в этой области.
Исследования продолжают показывать, что норадреналин (НЭ) является важнейшим регулятором многих видов деятельности, от реакции на стресс, формирования памяти до внимания и возбуждения. Многие нервно-психические расстройства возникают в результате изменений в нейросхемах, модулированных NE: расстройства аффекта, тревожные расстройства, посттравматическое стрессовое расстройство, СДВГ и болезнь Альцгеймера. Изменения в голубом пятне (LC) сопровождают нарушение регуляции функции NE и, вероятно, играют ключевую роль в патофизиологии этих нервно-психических расстройств. [15]
Голубое пятно отвечает за реализацию многих симпатических эффектов во время стресса. Голубое пятно активируется стрессом и реагирует увеличением секреции норадреналина, что, в свою очередь, изменяет когнитивные функции (через префронтальную кору), увеличивает мотивацию (через прилежащее ядро ), активирует гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось и увеличивает симпатическая разрядка /торможение парасимпатического тонуса (через ствол мозга ). Норадреналин, специфичный для активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, стимулирует секрецию кортикотропин-рилизинг-фактора из гипоталамуса, что вызывает высвобождение адренокортикотропного гормона из передней доли гипофиза и последующий синтез кортизола в надпочечниках . Норадреналин, высвобождаемый из голубого пятна, будет ингибировать его выработку по обратной связи, а фактор высвобождения кортикотропина будет ингибировать его выработку, одновременно положительно питаясь голубым пятном, увеличивая выработку норадреналина. [16]
Роль LC в когнитивной функции в отношении стресса сложна и многомодальна. Норадреналин, высвобождаемый из LC, может действовать на α2-рецепторы, увеличивая рабочую память, а избыток NE может снижать рабочую память за счет связывания с α1-рецепторами с более низким сродством. [17]
Психиатрические исследования документально подтвердили, что усиленная норадренергическая постсинаптическая реакция в нейрональном пути (цепь мозга), который начинается в голубом пятне и заканчивается в базолатеральном ядре миндалины, является основным фактором патофизиологии большинства вызванных стрессом расстройств цепи страха и особенно при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР). Нейроны LC, вероятно, являются источником первой или второй «ветви» «цепи посттравматического стрессового расстройства». Важное исследование, проведенное в 2005 году среди умерших ветеранов американской армии Второй мировой войны, показало, что посттравматическое стрессовое расстройство, связанное с боевыми действиями, связано с посмертно уменьшенным количеством нейронов в голубом пятне (LC) на правой стороне мозга. [18]
Опиоиды ингибируют активацию нейронов голубого пятна. Когда потребление опиоидов прекращается, повышенная активность голубого пятна способствует появлению симптомов отмены опиатов. Агонист α2 - адренергических рецепторов клонидин используется для противодействия этому эффекту отмены за счет снижения адренергической нейротрансмиссии из голубого пятна. [19]
Генетический дефект регулятора транскрипции MECP2 ответственен за синдром Ретта . [20] Дефицит MECP2 был связан с катехоламинергическими дисфункциями, связанными с вегетативной и симпатоадренергической системой, на мышиных моделях синдрома Ретта (RTT). Голубое пятно является основным источником норадренергической иннервации в головном мозге и обеспечивает широко распространенные связи с ростральными (кора головного мозга, гиппокамп, гипоталамус) и каудальными (мозжечок, ядра ствола мозга) областями мозга [21] . [22] Действительно, изменение этой структуры может способствовать появлению нескольких симптомов, наблюдаемых у мышей с дефицитом MECP2. Показаны изменения электрофизиологических свойств клеток голубого пятна . Эти изменения клеток Locus Coeruleus включают повышенную возбудимость и снижение функционирования ее норадренергической иннервации. [23] Снижение уровня мРНК тирозингидроксилазы (TH), фермента, лимитирующего скорость синтеза катехоламинов, было обнаружено во всем мосту самцов с нулевым MECP2, а также у взрослых гетерозиготных самок мышей. С помощью методов иммуноколичественной оценки было показано снижение уровня окрашивания белка TH, количества TH-экспрессирующих нейронов голубого пятна и плотности дендритных разветвлений, окружающих структуру, у мышей с симптомами дефицита MECP2. [24] Однако клетки голубого пятна не умирают, а, скорее всего, теряют свой полностью зрелый фенотип, поскольку апоптотические нейроны в мосту не обнаружены. [24] Исследователи пришли к выводу, что «поскольку эти нейроны являются основным источником норадреналина в стволе мозга и переднем мозге и участвуют в регуляции различных функций, нарушенных при синдроме Ретта, таких как дыхание и познание, мы предполагаем, что голубое пятно Это критический участок, в котором потеря MECP2 приводит к дисфункции ЦНС. Таким образом, восстановление нормальной функции голубого пятна может иметь потенциальную терапевтическую ценность при лечении синдрома Ретта». [23] Это может объяснить, почему ингибитор обратного захвата норэпинефрина ( дезипрамин , DMI), который повышает внеклеточные уровни NE во всех норадренергических синапсах, облегчает некоторые симптомы синдрома Ретта на мышиной модели синдрома Ретта. [24]
Голубое пятно поражается при многих формах нейродегенеративных заболеваний: генетической и идиопатической болезни Паркинсона , прогрессирующем надъядерном параличе , болезни Пика или болезни Альцгеймера . Это также влияет на синдром Дауна . [25] Например, при болезни Альцгеймера происходит потеря до 80% нейронов голубого пятна , [26] Мышиные модели болезни Альцгеймера демонстрируют ускоренное прогрессирование после химического разрушения голубого пятна, [27] и нейрофибриллярных клубков , основного биомаркера. болезни Альцгеймера, может быть обнаружен в голубом пятне за десятилетия до появления каких-либо клинических симптомов. [28] Норадреналин из клеток голубого пятна в дополнение к своей роли нейромедиатора локально диффундирует из «варикозно расширенных вен». По существу, он обеспечивает эндогенное противовоспалительное средство в микроокружении вокруг нейронов, глиальных клеток и кровеносных сосудов в неокортексе и гиппокампе. [14] Было показано, что норадреналин стимулирует микроглию мыши, подавляя Aβ -индуцированную выработку цитокинов и способствует фагоцитозу Aβ. [14] Это предполагает, что дегенерация голубого пятна может быть ответственна за повышенное отложение Aβ в мозге при болезни Альцгеймера. [14] Дегенерацию пигментированных нейронов в этой области при болезни Альцгеймера и Паркинсона можно визуализировать in vivo с помощью нейромеланиновой МРТ . [29] Учитывая выраженную дегенерацию голубого пятна и нейропротекторные свойства норадреналина, Ян Робертсон предложил « Норадренергическую теорию когнитивного резерва » [30] , которая постулирует, что усиление регуляции голубого пятна-норадренергической системы на протяжении всей жизни может улучшить когнитивные функции. стимуляция, способствующая когнитивному резерву, предотвращающая нейродегенерацию. Недавние данные, по-видимому, подтверждают эту теорию, согласно которой целостность голубого пятна в первую очередь отвечает за биологическое поддержание мозга, [31] когнитивную эффективность и снижение нейропатологической нагрузки. [31] [32] [33] [34]
Исследования на животных показали, что лишение сна может уменьшить количество нейронов в голубом пятне. Поэтому возможность длительного повреждения функций мозга человека из-за лишения сна стала предметом обсуждения. [35]
Голубое пятно было открыто в 1784 году Феликсом Вик-д'Азиром , [36] позднее переописано Иоганном Кристианом Рейлем в 1809 году [37] и названо братьями Йозефом и Карлом Вензелями в 1812 году. [38] [39] Высокая моноаминоксидаза . активность LC у грызунов была обнаружена в 1959 г., моноамины были обнаружены в 1964 г., а широкое распространение норадренергических нейронов - в 1970-х гг. [37] Важным достижением в понимании анатомической организации голубого пятна стало применение метода Фалька-Хилларпа , который сочетает в себе лиофилизированную ткань и формальдегид, вызывая флуоресценцию катехоламинов (таких как норадреналин) и серотонина в срезах тканей. [ нужна цитата ]
«Английское» название locus coeruleus [40] на самом деле является латинским выражением, состоящим из существительного, locus , «место» или «пятно» [41] и прилагательного coeruleus , «темно-синий» [41] или «небесно-голубой». . [42] [43] Это было удачно переведено на английский язык как синее место в 1907 году в английском переводе [44] официальной латинской анатомической номенклатуры 1895 года Nomina Anatomica . Название голубого пятна происходит от его лазурного цвета в неокрашенной ткани мозга. [38] Цвет обусловлен рассеянием света нейромеланином в телах норадренергических (продуцирующих норадреналин) нервных клеток. [ нужна цитата ]
Написание coeruleus на самом деле считается неправильным, [45] при этом в словарях классической латыни вместо этого отдается предпочтение caeruleus [41] [46] . Caeruleus происходит от caelum , [46] отсюда и написание с -ae, например caeluleus → caeruleus. [46] Caelum на классической латыни может относиться к небу , небу или небесному своду . [41] В средневековой латыни можно найти орфографические варианты, такие как coelum [47] для классического латинского caelum [41] и cerulans [47] для классического латинского caerulans [41] . В английском языке прилагательное цвета лазурный происходит от латинского caeruleus . [48] Кроме того, потолок в конечном итоге происходит от латинского caelum . [49]
Официальная латинская номенклатура Nomina Anatomica , ратифицированная в Базеле в 1895 году [50] и в Йене в 1935 году [51] [52], содержала орфографически правильную форму locus caeruleus . В Nomina Anatomica , опубликованном в 1955 году [53] , случайно было введено неправильное написание locus coeruleus без дальнейших объяснений. В последующем издании дифтонги были монофтонгизированы , что привело к образованию locus ceruleus , [54] поскольку они провозгласили: «Все дифтонги должны быть устранены». [55] Эта форма была сохранена в последующем издании. [55] Следующие два издания 1977 года [56] и 1983 года [57] вернули орфографию обратно к неправильному написанию locus coeruleus , а последующее издание 1989 года [58] в конечном итоге вернулось к правильному написанию locus caeruleus . Текущее издание Nomina Anatomica , переименованное в Terminologia Anatomica , [59] определяет locus caeruleus в списке латинских выражений и соответственно упоминает locus caeruleus в списке английских эквивалентов. Это соответствует заявлению председателя Terminologia Anatomica о том, что «комитет решил, что латинские термины, используемые в английском языке, должны быть написаны правильной латынью». [60]
В 16-й серии 5-го сезона «Теории большого взрыва» («Решение для отпуска») Эми поручает Шелдону удалить голубое пятно из образца ткани.
В сериале «Бойтесь ходячих мертвецов» , 3 сезон, 14 серия Ник Кларк вместе с Троем Отто покупает голубое пятно в качестве лекарства, а позже показано, что он работает на того же человека, собирая его у зараженных.
Различные субрегионы ВТА получают глутаматергические входы от префронтальной коры, орексинергические входы от латерального гипоталамуса, холинергические, а также глутаматергические и ГАМКергические входы от латеродорсального тегментального ядра и ядра ножки, норадренергические входы от голубого пятна, серотонинергические входы от ядер шва, и ГАМКергические входы от прилежащего ядра и вентрального паллидума.
Голубое пятно (LC), расположенное на дне четвертого желудочка в ростральном мосту, содержит более 50% всех норадренергических нейронов головного мозга; он иннервирует как передний мозг (т. е. обеспечивает практически всю НЭ кору головного мозга), так и области ствола головного мозга и спинного мозга. ... Остальные норадренергические нейроны головного мозга встречаются в рыхлых скоплениях клеток в стволе мозга, включая латеральные покрышки. Эти нейроны проецируются в основном в стволе головного мозга и спинном мозге. НЭ, наряду с 5НТ, АХ, гистамином и орексином, является критическим регулятором цикла сна-бодрствования и уровня возбуждения. ... Запуск LC может также усилить тревогу ... Стимуляция β-адренергических рецепторов в миндалевидном теле приводит к усилению памяти на стимулы, закодированные под сильными негативными эмоциями ... Адреналин возникает лишь в небольшом количестве центральных нейронов, все они расположены в мозговое вещество. Адреналин участвует во висцеральных функциях, таких как контроль дыхания.
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )Роман Макса Тразина, основанный на реальных фактах, Пентиан 2016 г.