stringtranslate.com

Хеморецепторная триггерная зона

Триггерная зона хеморецепторов ( CTZ ) — это область продолговатого мозга , которая получает сигналы от лекарственных препаратов или гормонов, переносимых кровью , и взаимодействует с другими структурами рвотного центра , чтобы инициировать рвоту . CTZ расположена в area postrema , которая находится на дне четвертого желудочка и находится за пределами гематоэнцефалического барьера . [1] Она также является частью самого рвотного центра. [2] Нейротрансмиттеры , участвующие в контроле тошноты и рвоты, включают ацетилхолин , дофамин , гистамин (рецептор H1), вещество P (рецептор NK-1) и серотонин (рецептор 5-HT3). Также присутствуют опиоидные рецепторы , которые могут быть вовлечены в механизм, посредством которого опиаты вызывают тошноту и рвоту. Гематоэнцефалический барьер здесь не так развит; поэтому такие препараты, как дофамин, которые обычно не могут проникать в ЦНС, все равно могут стимулировать CTZ. [3]

Эволюционное значение

CTZ находится в продолговатом мозге, который филогенетически является самой старой частью центральной нервной системы. [ требуется цитата ] Ранние формы жизни развили ствол мозга , или внутренний мозг, и ничего более. [ требуется цитата ] Эта часть мозга отвечает за основные инстинкты выживания и реакции, например, чтобы заставить организм повернуть голову и посмотреть туда, где был услышан слуховой стимул. Ствол мозга - это то место, где расположен продолговатый мозг, а следовательно, и area postrema и CTZ. Затем более поздние формы жизни развили другой сегмент мозга, который включает лимбическую систему . Эта область мозга отвечает за создание эмоций и эмоциональных реакций на внешние стимулы, а также значительно участвует в системах памяти и вознаграждения. Эволюционно кора головного мозга является самым последним развитием. Эта область мозга отвечает за критическое мышление и рассуждение и активно участвует в принятии решений. Было обнаружено, что основной причиной повышения интеллекта у видов, включая людей, является увеличение количества корковых нейронов в мозге. [4] Рвотная реакция была выбрана в защитных целях и служит гарантией против отравления организма. Эта реакция выводит токсины и лекарства из организма, активируя контроль над двигательными нейронами, которые стимулируют мышцы груди и грудной диафрагмы , чтобы вытолкнуть содержимое из желудка.

Хеморецепция

Поскольку CTZ расположена в area postrema, сенсорном околожелудочковом органе, она не имеет гематоэнцефалического барьера . [3] Это означает, что крупные полярные молекулы, такие как рвотные токсины, могут довольно легко диффундировать и достигать CTZ. Это связано с тем, что продолговатый мозг расположен в области мозга, самой нижней части, которая не имеет прочного и высокоразвитого гематоэнцефалического барьера. Без этого барьера рвотные препараты и токсины могут свободно взаимодействовать с рецептором или несколькими рецепторами, расположенными в CTZ. Эти рецепторы в CTZ называются хеморецепторами , потому что они взаимодействуют с различными типами молекул, которые обычно называют нейротрансмиттерами . Эти нейротрансмиттеры реализуют свои эффекты на рецепторах CTZ, связываясь с ними, что запускает цепочку событий, которая производит потенциал действия . Исследования показали, что нейроны в CTZ увеличивают свою скорость активации при воздействии рвотных веществ. [3]

CTZ имеет много различных типов рецепторов, которые специфичны для различных типов токсинов или препаратов, которые могут присутствовать в кровотоке и, таким образом, могут влиять на CTZ. Типы рецепторов CTZ включают дофаминовые , серотониновые , гистаминовые , субстанцию ​​P , опиоидные и ацетилхолиновые рецепторы. Было обнаружено, что холинергические нейроны на самом деле являются никотиновыми. [5] Эти рецепторы предназначены для контроля количества связанного нейротрансмиттера этих рецепторов в крови. Например, CTZ имеет опиоидные рецепторы, которые контролируют уровень опиоидов в крови, и когда количество опиоидов в крови достигает определенного уровня, опиоидные рецепторы в CTZ будут сигнализировать остальной части рвотного центра , чтобы инициировать рвоту. Это происходит потому, что CTZ посылает команду «рвота» через потенциалы действия, и эти специфические потенциалы действия, которые вызывают рвоту, производятся только тогда, когда определенное количество опиоидов связывается с определенным количеством опиоидных рецепторов в CTZ. Нейроны в CTZ и area postrema в целом на самом деле имеют два типа рецепторов: те, что находятся на поверхности нейрона, и те, что расположены глубже в дендритах . [5]

Рецепторы на поверхности нейрона — это хеморецепторы, которые активируются при прямом контакте с рвотными веществами в крови, тогда как рецепторы, которые находятся глубже на дендритах, — это рецепторы, которые активируются в ответ на активированные хеморецепторы на поверхности. [5]

Коммуникация

Рвотный центр мозга относится к группам слабо организованных нейронов в продолговатом мозге, которые включают CTZ в area postrema и nucleus tractus solitarii . [2] Одним из способов, которым триггерная зона хеморецепторов реализует свои эффекты на рвотный центр, является активация опиоидных мю-рецепторов и дельта-рецепторов. [6] Активация этих опиоидных рецепторов в CTZ особенно важна для пациентов, которые регулярно принимают обезболивающие на основе опиоидов. Однако опиоиды не играют роли в коммуникации с рвотным центром мозга, они только вызывают коммуникацию. [6] Было обнаружено, что дофамин и серотонин играют самую большую роль в коммуникации от CTZ к остальной части рвотного центра, а также гистамин. [6] Хеморецепторы в CTZ передают информацию о наличии рвотных агентов в крови в соседнее ядро ​​tractus solitarii (NTS). [7] Передача происходит путем инициирования потенциала действия, который вызывается хеморецептором, вызывающим изменение электрического потенциала в нейроне, в который он встроен, что затем впоследствии вызывает потенциал действия. Это происходит постоянно, поэтому хеморецепторы в CTZ непрерывно посылают информацию о том, сколько рвотных агентов находится в крови, даже когда рвота не вызывается. NTS организована в субъядра, которые направляют множество различных функций, связанных с глотанием, желудочной чувствительностью, гортанной и глоточной чувствительностью, функцией барорецепторов и дыханием. [7] NTS направляет сигналы об этих функциях в центральный генератор паттернов (CPG). Этот CPG фактически координирует последовательности физических движений во время рвоты. Основными нейротрансмиттерами, участвующими в коммуникации между CTZ и оставшимся рвотным центром, являются серотонин, дофамин, гистамин и эндогенные опиоиды , которые включают эндорфины , энкефалины , динорфин .

CTZ взаимодействует с другими частями рвотного центра через нейроны, содержащие рецепторы 5-HT 3 , D 2 , H 1 и H 2 . [6] Было замечено, что внутрижелудочковое введение гистамина у собак вызывает рвотную реакцию. [8] Это показывает, что гистамин играет важную роль в передаче сигналов рвотного действия в CTZ. Было показано, что некоторые классы молекул подавляют рвотную реакцию, вызванную гистамином, к ним относятся мепирамин , буримамид и метиамид . [8]

Фосфодиэстеразы

Недавние исследования показали, что ингибиторы фосфодиэстеразы 4 (ФДЭ4), такие как ролипрам , вызывают рвоту как один из своих побочных эффектов. [9] Было обнаружено, что эти изоформы ФДЭ4 экспрессируются в ХТЗ и в стволе мозга в целом. [9] Продукты мРНК из генов, которые кодируют эти изоформы ФДЭ4, в изобилии присутствуют в ХТЗ и расположены не только в нейронах ХТЗ , но также в глиальных клетках и кровеносных сосудах, связанных с нейронами ХТЗ. [9] мРНК ФДЭ4 транскрибируются больше в area postrema и ХТЗ, чем где-либо еще в стволе мозга. [9] ФДЭ4 разрушает фосфодиэфирные связи во вторичной молекуле мессенджера циклическом аденозинмонофосфате (цАМФ), что является одним из способов передачи информации мозгом. Считается, что путем изменения сигнализации цАМФ в ХТЗ это может опосредовать рвотные эффекты ингибиторов ФДЭ4 в ХТЗ. [9]

H-каналы

Большинство нейронов, расположенных в CTZ, экспрессируют катионные каналы, активируемые гиперполяризацией (H-каналы). [10] Поскольку нейроны в CTZ передают информацию, касающуюся рвоты, в другие части рвотного центра, считалось, что эти H-каналы могут играть роль в тошноте и рвотной реакции. Недавно появились доказательства того, что H-каналы в нейронах CTZ играют роль в рвоте. Было обнаружено, что ZD7288, который является ингибитором H-каналов, подавлял приобретение условного вкусового отвращения (CTA) у крыс и снижал вызванную апоморфином экспрессию c-Fos в area postrema, где расположена CTZ. [10] Это говорит о том, что нейроны, которые экспрессируют H-каналы в CTZ и area postrema, участвуют в тошноте и рвотной реакции. [10]

Рвотный центр мозга

Это интегрирует рвотную реакцию. Это область, в которой «принимается окончательное решение» о том, следует ли вызывать рвотную реакцию. Это решение в значительной степени основано на информации, которую CTZ передает остальной части рвотного центра, а также хеморецепторам в желудочно-кишечном тракте , информации, посылаемой в рвотный центр вестибулярной системой , и центрам более высокого порядка, расположенным в коре головного мозга. [6] Рвотный центр — это не дискретное или определенное место в мозге, а скорее область, состоящая из множества ядер, аксонов и рецепторов, которые вместе вызывают физические изменения, необходимые для того, чтобы вызвать рвоту. [6] Кроме того, рвота может возникнуть при прямой нервной стимуляции рвотного центра. [11]

Повреждение ЧТЗ

Повреждение CTZ может произойти из-за инсульта , физической травмы или перевозбуждения, что приводит к гибели нейронов. После того, как повреждение произошло, последствия могут привести к исчезновению рвотной реакции или вызвать ее усиление, в некоторых случаях вызывая неукротимую рвоту, которая оставляет пациентов в тяжелом состоянии. В таких случаях, если повреждение достаточно серьезное, мало что можно сделать для подавления неукротимой рвотной реакции, поскольку хеморецепторы в CTZ физически повреждены или каким-то образом затруднены. Недавно было обнаружено, что физические изменения в area postrema и CTZ действительно вызывают или подавляют рвоту. [12] В частности, было обнаружено, что сжатие кровеносных сосудов, которые физически расположены вблизи или вокруг CTZ, и которые приводят к физическому сжатию area postrema в целом, является причиной хронической, не поддающейся лечению с медицинской точки зрения рвоты и потери веса. [12] Хирургическая микрососудистая декомпрессия привела к послеоперационному и долгосрочному разрешению рвоты. [12]

Противорвотные препараты

Противорвотные препараты часто воздействуют на CTZ, чтобы полностью подавить или значительно уменьшить рвоту. Большинство из них работают, не позволяя определенным препаратам, переносимым с кровью (обычно обезболивающим или стимуляторам ), связываться с соответствующими рецепторами, расположенными в CTZ. Противорвотные препараты могут блокировать сайт связывания на хеморецепторе в CTZ, так что рвотный агент не может связаться с ним и вызвать рвотный эффект. [6] Другой способ, которым могут работать противорвотные препараты, — это связывание с хеморецептором в CTZ, но вместо того, чтобы инициировать рвоту, лекарство может заставить рецепторы посылать сигналы в другие части рвотного центра, которые подавляют рвоту. [6] Кроме того, некоторые противорвотные препараты работают, снижая количество дофамина в мозге, что, в свою очередь, влияет на то, сколько дофамина вступает в контакт с дофаминовыми рецепторами в CTZ. Другие противорвотные препараты работают аналогичным образом, снижая другое вещество в мозге, которое, как известно, взаимодействует с хеморецепторами в CTZ, вызывающими рвоту.

Противорвотные препараты в сочетании с обезболивающими препаратами

Часто врачи «предварительно лечат» пациентов, у которых может проявиться рвотная реакция из-за прописанных ими лекарств. Обычно обезболивающие препараты, такие как опиоиды, назначаются совместно с противорвотными препаратами, чтобы остановить рвотную реакцию из-за обезболивающего средства, прежде чем оно сможет оказать свое влияние на CTZ. Таким образом, пациенту не нужно беспокоиться о назначении врачом лекарств для лечения боли, вызывающих у него сильный дискомфорт из-за рвоты.

Химиотерапия

Химиотерапия является основной причиной рвоты и часто может вызывать тяжелые и частые рвотные реакции. Это происходит потому, что циркулирующие в крови химиотерапевтические агенты активируют CTZ таким образом, что вызывают рвоту. [13] Пациентам, получающим химиотерапию, часто назначают противорвотные препараты.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ редакторы, Ансгар М. Брамбринк, Джеффри Р. Кирш (2012). Основы нейрохирургической анестезии и интенсивной терапии: стратегии профилактики, раннего выявления и успешного лечения периоперационных осложнений (ред. 2012 г.). Нью-Йорк: Springer. стр. 716. ISBN 978-0387095615. Получено 16 августа 2014 г. {{cite book}}: |last1=имеет общее название ( помощь )CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  2. ^ ab Pierre, S.; Whelan, R. (11 августа 2012 г.). «Тошнота и рвота после операции». Continuing Education in Anaesthesia, Critical Care & Pain . 13 (1): 28–32. doi : 10.1093/bjaceaccp/mks046 .
  3. ^ abc Miller AD, Leslie RA (декабрь 1994 г.). "The area postrema and nausea". Frontiers in Neuroendocrinology . 15 (4): 301–20. doi :10.1006/frne.1994.1012. PMID  7895890. S2CID  28944289.
  4. ^ Рут, AR; Нуччи, NV; Сэнфорд, JD; Рубин, BS; Трудо, VL; Сауэр, SA (2005). «Характеристика гонадотропин-рилизинг-гормона-I, -III и экспрессии декарбоксилазы глутаминовой кислоты in situ в мозге морской миноги Petromyzon marinus». Мозг, поведение и эволюция . 65 (1): 60–70. doi :10.1159/000081354. PMID  15475659. S2CID  4815723.
  5. ^ abc Хори, Н. и др. (2000). Исследования срезов ствола мозга активации рецепторов в области postrema у мышей. Рефераты Общества нейронауки. 26(1-2) Реферат №-716.13.
  6. ^ abcdefgh Porreca, Frank; Ossipov, Michael H. (май 2009). «Побочные эффекты тошноты и рвоты при применении опиоидных анальгетиков во время лечения хронической боли: механизмы, последствия и варианты лечения». Pain Medicine . 10 (4): 654–662. doi : 10.1111/j.1526-4637.2009.00583.x . PMID  19302436.
  7. ^ ab Hornby, Pamela J. (декабрь 2001 г.). «Центральная нейросхема, связанная с рвотой». The American Journal of Medicine . 111 (8): 106–112. doi :10.1016/S0002-9343(01)00849-X. PMID  11749934.
  8. ^ ab Bhargava, KP; Dixit, KS (ноябрь 1968). «Роль триггерной зоны хеморецепторов в рвоте, вызванной гистамином». British Journal of Pharmacology . 34 (3): 508–13. doi :10.1111/j.1476-5381.1968.tb08479.x. PMC 1703476 . PMID  4387255. 
  9. ^ abcde Мори, Ф; Перес-Торрес, С; Де Каро, Р; Порционато, А; Макки, В; Белета, Дж; Гавальда, А; Паласиос, Дж. М.; Менгод, Дж. (сентябрь 2010 г.). «Пострема области человека и другие ядра, связанные с рвотным рефлексом, экспрессируют фосфодиэстеразы цАМФ 4B и 4D». Журнал химической нейроанатомии . 40 (1): 36–42. doi :10.1016/j.jchemneu.2010.03.004. hdl : 10261/147758 . PMID  20347962. S2CID  43192630.
  10. ^ abc Shinpo, K; Hirai, Y; Maezawa, H; Totsuka, Y; Funahashi, M (20 августа 2012 г.). «Роль нейронов area postrema, экспрессирующих H-каналы, в механизме индукции тошноты и рвоты». Physiology & Behavior . 107 (1): 98–103. doi :10.1016/j.physbeh.2012.06.002. PMID  22722099. S2CID  23070726.
  11. ^ Энкарнасьон, Х. Дж. и др. (2009). Рвота. Компендиум по непрерывному образованию ветеринаров. 31(3): 122-+.
  12. ^ abc Mortazavi, Martin M.; Tubbs, R. Shane; Harmon, Daniel; Oakes, W. Jerry (декабрь 2010 г.). «Хроническая рвота из-за сдавления area postrema задней нижней мозжечковой артерией: разрешение после микрососудистой декомпрессии». Журнал нейрохирургии: педиатрия . 6 (6): 583–585. doi :10.3171/2010.9.PEDS10291. PMID  21121735.
  13. ^ Эдвардс, CM (ноябрь 1988 г.). «Рвота, вызванная химиотерапией — механизмы и лечение: обзор». Журнал Королевского медицинского общества . 81 (11): 658–62. doi :10.1177/014107688808101115. PMC 1291846. PMID  3062170 .