Голубое пятно ( / sɪ ˈr uːl iə s / ) ( LC ) , также называемое голубым пятном или церулеусом [ 1] — это ядро в мосту ствола мозга , участвующее в физиологических реакциях на стресс и панику . [ 2 ] Оно является частью ретикулярной активирующей системы в ретикулярной формации .
Locus coeruleus, что на латыни означает «синее пятно», является основным местом синтеза норадреналина в мозге . Locus coeruleus и области тела, на которые воздействует вырабатываемый им норадреналин, в совокупности называются locus coeruleus-норадренергической системой или системой LC-NA . [3] Норадреналин также может выделяться непосредственно в кровь из мозгового вещества надпочечников .
Голубое пятно (LC) расположено в задней области рострального моста в латеральном полу четвертого желудочка . Оно состоит в основном из нейронов среднего размера . Гранулы меланина внутри нейронов LC придают ему синий цвет. Таким образом, его также называют nucleus pigmentosus pontis, что означает «сильно пигментированное ядро моста». Нейромеланин образуется путем 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 мозга, мозжечок , гипоталамус , релейные ядра таламуса , миндалевидное тело , базальный конечный мозг и кору . Норадреналин из LC оказывает возбуждающее действие на большую часть мозга, опосредуя возбуждение и подготавливая нейроны мозга к активации стимулами.
Как важный центр гомеостатического контроля организма, голубое пятно получает афференты от гипоталамуса. Поясная извилина и миндалевидное тело также иннервируют LC, позволяя эмоциональной боли и стрессорам вызывать норадренергические реакции. Мозжечок и афференты от ядер шва также проецируются в LC, в частности, в ядро шва моста и дорсальное ядро шва .
Голубое пятно получает сигналы из ряда других областей мозга, в первую очередь:
Проекции голубого пятна состоят из нейронов, которые используют норадреналин в качестве основного нейромедиатора. [5] [6] Эти проекции включают следующие соединения: [5] [6]
Она связана со многими функциями через свои широко распространенные проекции. Система LC-NA модулирует корковые, подкорковые, мозжечковые, стволовые и спинномозговые контуры. Некоторые из наиболее важных функций, на которые влияет эта система, следующие: [7] [8]
Голубое пятно является частью ретикулярной активирующей системы и почти полностью инактивируется во время быстрого сна с движением глаз . [14]
Голубое пятно может фигурировать в клинической депрессии , паническом расстройстве , болезни Паркинсона , болезни Альцгеймера [15] и тревоге . Некоторые лекарства, включая ингибиторы обратного захвата норадреналина ( ребоксетин , атомоксетин ), ингибиторы обратного захвата серотонина-норэпинефрина ( венлафаксин , дулоксетин ) и ингибиторы обратного захвата норадреналина-дофамина ( бупропион ), как полагают, проявляют эффективность, воздействуя на нейроны в этой области.
Исследования продолжают показывать, что норадреналин (NE) является критическим регулятором многочисленных видов деятельности от реакции на стресс, формирования памяти до внимания и возбуждения. Многие нейропсихиатрические расстройства возникают из-за изменений в нейросхемах, модулируемых NE: расстройства аффекта, тревожные расстройства, ПТСР, СДВГ и болезнь Альцгеймера. Изменения в голубом пятне (LC) сопровождают нарушение регуляции функции NE и, вероятно, играют ключевую роль в патофизиологии этих нейропсихиатрических расстройств. [16]
Голубое пятно отвечает за опосредование многих симпатических эффектов во время стресса. Голубое пятно активируется стрессом и реагирует увеличением секреции норадреналина, что в свою очередь изменяет когнитивную функцию (через префронтальную кору), увеличивает мотивацию (через прилежащее ядро ), активирует гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось и увеличивает симпатическую разрядку /ингибирует парасимпатический тонус (через ствол мозга ). Специфичный для активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, норадреналин стимулирует секрецию кортиколиберина из гипоталамуса, что вызывает высвобождение адренокортикотропного гормона из передней доли гипофиза и последующий синтез кортизола в надпочечниках . Норадреналин, высвобождаемый из голубого пятна, будет по принципу обратной связи подавлять его выработку, а кортиколиберин-фактор будет по принципу обратной связи подавлять его выработку, одновременно оказывая положительное воздействие на голубое пятно, увеличивая выработку норадреналина. [17]
Роль LC в когнитивной функции в связи со стрессом сложна и мультимодальна. Норадреналин, высвобождаемый из LC, может воздействовать на рецепторы α2, увеличивая рабочую память, или избыток NE может снижать рабочую память, связываясь с рецепторами α1 с более низким сродством. [18]
Психиатрические исследования задокументировали, что повышенная норадренергическая постсинаптическая реактивность в нейронном пути (мозговой цепи), которая берет начало в голубом пятне и заканчивается в базолатеральном ядре миндалевидного тела, является основным фактором патофизиологии большинства стресс-индуцированных расстройств цепи страха и особенно при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР). Нейроны LC, вероятно, являются источником первой или второй «ветви» «цепи ПТСР». Важное исследование 2005 года умерших ветеранов американской армии Второй мировой войны показало, что боевое ПТСР связано с посмертным уменьшением числа нейронов в голубом пятне (LC) на правой стороне мозга. [19]
Опиоиды подавляют активацию нейронов в голубом пятне. Когда потребление опиоидов прекращается, повышенная активность голубого пятна способствует симптомам отмены опиатов. Агонист α2 - адренергических рецепторов клонидин используется для противодействия этому эффекту отмены путем снижения адренергической нейротрансмиссии из голубого пятна. [20]
Генетический дефект транскрипционного регулятора MECP2 ответственен за синдром Ретта . [21] Дефицит MECP2 был связан с катехоламинергическими дисфункциями, связанными с автономной и симпатоадренергической системой в мышиных моделях синдрома Ретта (RTT). Голубое пятно является основным источником норадренергической иннервации в мозге и посылает обширные связи в ростральные (кора головного мозга, гиппокамп, гипоталамус) и каудальные (мозжечок, ядра ствола мозга) области мозга [22] и. [23] Действительно, изменение этой структуры может способствовать возникновению нескольких симптомов, наблюдаемых у мышей с дефицитом MECP2. Были показаны изменения электрофизиологических свойств клеток в голубом пятне . Эти изменения клеток голубого пятна включают повышенную возбудимость и снижение функционирования его норадренергической иннервации. [24] Снижение уровня мРНК тирозингидроксилазы (TH), фермента, ограничивающего скорость синтеза катехоламинов, было обнаружено во всем мосту самцов без MECP2, а также у взрослых гетерозиготных самок мышей. С использованием методов иммуноквантификации было показано снижение уровня окрашивания белка TH, количества нейронов, экспрессирующих TH в голубом пятне, и плотности дендритного разветвления, окружающего структуру, у мышей с симптоматическим дефицитом MECP2. [25] Однако клетки голубого пятна не умирают, а, скорее всего, теряют свой полностью зрелый фенотип, поскольку апоптотические нейроны в мосту не были обнаружены. [25] Исследователи пришли к выводу, что «поскольку эти нейроны являются основным источником норадреналина во всем 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 является критическим местом, в котором потеря MECP2 приводит к дисфункции ЦНС. Восстановление нормальной функции голубого пятна может, таким образом, иметь потенциальную терапевтическую ценность при лечении синдрома Ретта». [24] Это может объяснить, почему ингибитор обратного захвата норадреналина ( дезипрамин , DMI), который повышает внеклеточные уровни NE во всех норадренергических синапсах, улучшил некоторые симптомы синдрома Ретта в мышиной модели синдрома Ретта. [25]
Голубое пятно поражается при многих формах нейродегенеративных заболеваний: генетической и идиопатической болезни Паркинсона , прогрессирующем надъядерном параличе , болезни Пика или болезни Альцгеймера . Оно также поражается при синдроме Дауна . [26] Например, при болезни Альцгеймера наблюдается потеря до 80% нейронов голубого пятна , [27] Мышиные модели болезни Альцгеймера демонстрируют ускоренное прогрессирование после химического разрушения голубого пятна. [28] Нейрофибриллярные клубки , основной биомаркер болезни Альцгеймера, могут быть обнаружены в голубом пятне за десятилетия до появления каких-либо клинических симптомов. [29] Норадреналин из клеток голубого пятна в дополнение к своей нейротрансмиттерной роли локально диффундирует из «варикозов». Как таковой, он обеспечивает эндогенное противовоспалительное средство в микросреде вокруг нейронов, глиальных клеток и кровеносных сосудов в неокортексе и гиппокампе. [15] Было показано, что норадреналин стимулирует мышиную микроглию, чтобы подавить индуцированную Aβ продукцию цитокинов и способствует фагоцитозу Aβ. [15] Это говорит о том, что дегенерация голубого пятна может быть ответственна за повышенное отложение Aβ в мозге при болезни Альцгеймера и Паркинсона. [15] Дегенерация пигментированных нейронов в этой области при болезнях Альцгеймера и Паркинсона может быть визуализирована in vivo с помощью МРТ нейромеланина . [30] После выраженной дегенерации голубого пятна и нейропротекторных свойств норадреналина Ян Робертсон предложил « Норадренергическую теорию когнитивного резерва » [31] , которая постулирует, что повышение регуляции голубого пятна-норадренергической системы на протяжении всей жизни может усилить когнитивную стимуляцию, способствуя когнитивному резерву, предотвращая нейродегенерацию. Доказательства, по-видимому, подтверждают эту теорию, сообщая, что целостность голубого пятна в первую очередь отвечает за биологическое поддержание мозга, [32] когнитивную эффективность и снижение нейропатологической нагрузки. [32] [33] [34] [35]
Исследования на животных показали, что лишение сна может уменьшить количество нейронов в голубом пятне. Поэтому возможность длительного повреждения функций человеческого мозга из-за лишения сна стала предметом обсуждения. [36]
Голубое пятно было открыто в 1784 году Феликсом Вик-д'Азиром [37] , позднее переописано Иоганном Кристианом Рейлем в 1809 году [38] и названо братьями Йозефом и Карлом Венцелем в 1812 году. [39] [40] Высокая активность моноаминоксидазы в LC грызунов была обнаружена в 1959 году, моноамины были обнаружены в 1964 году, а широко распространенные проекции норадренергических нейронов — в 1970-х годах. [38] Важным достижением в понимании анатомической организации голубого пятна стало применение метода Фалька-Хилларпа , который объединяет лиофилизированную ткань и формальдегид, чтобы вызвать флуоресценцию катехоламинов (таких как норадреналин) и серотонина в срезах тканей. [ необходима ссылка ]
«Английское» название locus coeruleus [41] на самом деле является латинским выражением, состоящим из существительного locus , «место» или «пятно» [42] и прилагательного coeruleus , «темно-синий» [42] или «небесно-голубой». [43] [44] Это было удачно переведено на английский язык как blue place в 1907 году в английском переводе [45] официальной латинской анатомической номенклатуры 1895 года, Nomina Anatomica . Название locus coeruleus происходит от его лазурного вида в неокрашенной мозговой ткани. [39] Цвет обусловлен рассеиванием света от нейромеланина в норадренергических (вырабатывающих норадреналин) телах нервных клеток. [ требуется ссылка ]
Написание coeruleus на самом деле считается неправильным, [46] так как словари классической латыни предпочитают caeruleus [42] [47] вместо этого. Caeruleus происходит от caelum , [47] отсюда написание с -ae, как caeluleus → caeruleus. [47] Caelum в классической латыни может относиться к небу , небесам или небесному своду . [42] В средневековой латыни можно найти орфографические варианты, такие как coelum [48] для классической латыни caelum [42] и cerulans [48] для классической латыни caerulans [42] . В английском языке прилагательное цвета cerulean происходит от латинского caeruleus . [49] Кроме того, ceiling в конечном итоге происходит от латинского caelum . [50]
Официальная латинская номенклатура Nomina Anatomica , ратифицированная в Базеле в 1895 году [51] и в Йене в 1935 году [52] [53], содержала орфографически правильную форму locus caeruleus . Nomina Anatomica, опубликованная в 1955 году [54], непреднамеренно ввела неправильное написание locus coeruleus , без дополнительных объяснений. Последующее издание монофтонгизировало дифтонг , в результате чего получилось locus ceruleus , [55], поскольку они провозгласили: «Все дифтонги должны быть устранены». [56] Эта форма была сохранена в последующем издании. [56] Следующие два издания 1977 [57] и 1983 [58] вернули орфографию обратно к неправильному написанию locus coeruleus , в то время как последующее издание 1989 [59] в конечном итоге вернулось к правильному написанию locus caeruleus . Текущее издание Nomina Anatomica , переименованное в Terminologia Anatomica , [60] предписывает locus caeruleus в своем списке латинских выражений и соответственно упоминает locus caeruleus в своем списке английских эквивалентов. Это соответствует заявлению, сделанному председателем Terminologia Anatomica о том, что «комитет решил, что латинские термины при использовании в английском языке должны быть на правильной латыни». [61]
В 16 серии 5 сезона сериала «Теория большого взрыва» («Отпускное решение») Эми поручает Шелдону удалить голубое пятно из образца ткани.
В 14 серии 3-го сезона сериала «Бойтесь ходячих мертвецов» мужчина предлагает консервированное Locus Coeruleus в качестве наркотика.
Различные субрегионы VTA получают глутаматергические входы от префронтальной коры, орексинергические входы от латерального гипоталамуса, холинергические, а также глутаматергические и ГАМКергические входы от латеродорсального ядра покрышки и ножко-мостового ядра, норадренергические входы от голубого пятна, серотонинергические входы от ядер шва и ГАМКергические входы от прилежащего ядра и вентрального бледного шара.
Голубое пятно (LC), которое расположено на дне четвертого желудочка в ростральном мосту, содержит более 50% всех норадренергических нейронов в мозге; оно иннервирует как передний мозг (например, оно обеспечивает практически всю NE в коре головного мозга), так и области ствола мозга и спинного мозга. ... Другие норадренергические нейроны в мозге встречаются в свободных скоплениях клеток в стволе мозга, включая латеральные тегментальные области. Эти нейроны в основном проецируются в пределах ствола мозга и спинного мозга. NE, наряду с 5HT, ACh, гистамином и орексином, является критическим регулятором цикла сон-бодрствование и уровней возбуждения. ... Активация LC может также усиливать беспокойство ... Стимуляция β-адренергических рецепторов в миндалевидном теле приводит к улучшению памяти на стимулы, закодированные под сильными отрицательными эмоциями ... Адреналин встречается только в небольшом количестве центральных нейронов, все они расположены в продолговатом мозге. Адреналин участвует в висцеральных функциях, таких как контроль дыхания.
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )Роман, основанный на реальных фактах, Макс Трасин, Pentian 2016