Триггерная зона хеморецептора - Chemoreceptor trigger zone

В триггерная зона хеморецептора (CTZ) является областью продолговатый мозг который получает данные от кровь рожденный наркотики или же гормоны, и общается с другими структурами в центр рвоты инициировать рвота. CTZ находится в пределах область пострема, который находится на полу четвертый желудочек и находится за пределами гематоэнцефалический барьер.[1] Это также часть самого рвотного центра.[2] В нейротрансмиттеры причастен к контролю тошнота и рвота включают ацетилхолин, дофамин, гистамин (Рецептор H1), вещество P (Рецептор NK-1) и серотонин (Рецептор 5-HT3). Это также опиоидные рецепторы присутствуют, которые могут быть задействованы в механизме, посредством которого опиаты вызвать тошноту и рвоту. В гематоэнцефалический барьер здесь не так развит; следовательно, такие препараты, как дофамин, которые обычно не могут попасть в организм ЦНС все еще может стимулировать CTZ.[3]

Эволюционное значение

CTZ находится в продолговатом мозге, который филогенетически самая старая часть центральной нервной системы.[нужна цитата ] Ранние формы жизни развили мозговой ствол, или внутренний мозг, и не более того.[нужна цитата ] Эта часть мозга отвечает за основные инстинкты и реакции выживания, например, чтобы заставить организм повернуть голову и посмотреть, где был услышан слуховой стимул. Ствол мозга - это то место, где находится продолговатый мозг, а, следовательно, и постремная зона и CTZ. Затем у более поздних форм жизни развился другой сегмент мозга, который включает лимбическая система. Эта область мозга отвечает за формирование эмоций и эмоциональные реакции на внешние раздражители, а также в значительной степени участвует в системах памяти и вознаграждения. Эволюционно кора головного мозга это самая последняя разработка. Эта область мозга отвечает за критическое мышление и рассуждения, а также активно участвует в принятии решений. Было обнаружено, что основной причиной повышения интеллекта у видов, включая людей, является увеличение корковых нейронов в головном мозге.[4] Рвотный ответ был выбран в защитных целях и служит защитой от отравления организма. Эта реакция выводит токсины и лекарства из организма, вызывая контроль над моторными нейронами, которые стимулируют мышцы груди и грудная диафрагма изгнать содержимое из желудка.

Хеморецепция

Поскольку CTZ расположен в области постремы, сенсорного окжелудочкового органа, у него нет гематоэнцефалический барьер.[3] Это означает, что большие 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 рецептор (биохимия), или множественные рецепторы, расположенные в CTZ. Эти рецепторы в CTZ называются хеморецепторы потому что они взаимодействуют с различными типами химикатов, которые обычно называют нейротрансмиттеры. Эти нейротрансмиттеры реализуют свое влияние на рецепторы CTZ путем связывания с ними, что запускает цепь событий, вызывающих потенциал действия. Исследования показали, что нейроны в CTZ увеличивают скорость возбуждения при воздействии рвотных веществ.[3]

CTZ имеет много разных типов рецепторов, которые специфичны для разных типов токсинов или лекарств, которые могут присутствовать в кровотоке и, таким образом, могут влиять на CTZ. Типы рецепторов CTZ включают: дофамин, серотонин, гистамин, вещество P, опиоид, и ацетилхолин рецепторы. Было обнаружено, что холинергические нейроны на самом деле никотиновые.[5] Эти рецепторы предназначены для мониторинга количества связанного нейромедиатора 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 центр рвоты вызвать рвоту. Это связано с тем, что CTZ посылает команду «рвота» через потенциалы действия, и эти конкретные потенциалы действия, которые вызывают рвоту, производятся только тогда, когда определенное количество опиоидов связывается с определенным количеством опиоидных рецепторов в CTZ. Нейроны в CTZ и в постремной зоне в целом на самом деле имеют два типа рецепторов: те, которые находятся на поверхности нейрона, и те, что расположены глубже в нейроне. дендриты.[5]

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

Коммуникация

Рвотный центр головного мозга относится к группам слабо организованных нейронов в мозговом веществе, которые включают CTZ в области postrema и ядро tractus solitarii.[2] Один из способов воздействия триггерной зоны хеморецепторов на центр рвоты - активация опиоида. мю рецепторы и дельта-рецепторы.[6] Активация этих опиоидных рецепторов в CTZ особенно важна для пациентов, которые регулярно принимают обезболивающие на основе опиоидов. Однако опиоиды не участвуют в коммуникации с рвотным центром головного мозга, они только вызывают коммуникацию.[6] Было обнаружено, что дофамин и серотонин, как и гистамин, играют самую большую роль в передаче данных от CTZ к остальной части рвотного центра.[6] Хеморецепторы в CTZ передают информацию о наличии рвотных веществ в крови соседним ядро tractus solitarii (НТС).[7] Ретрансляция происходит за счет инициирования потенциала действия, который вызывается хеморецептором, вызывающим изменение электрического потенциала в нейроне, в который он встроен, что впоследствии вызывает потенциал действия. Это происходит постоянно, поэтому хеморецепторы в CTZ постоянно отправляют информацию о том, сколько рвотных веществ находится в крови, даже если о рвоте нет сигнала. NTS состоит из субъядер, которые управляют множеством различных функций, связанных с глотанием, ощущением желудка, ощущением гортани и глотки, барорецептор функция и дыхание.[7] НТС направляет сигналы об этих функциях в центральный генератор шаблонов (CPG). Этот CPG фактически координирует последовательность физических движений во время рвоты. Основными нейротрансмиттерами, участвующими в коммуникации между CTZ и оставшимся центром рвоты, являются серотонин, дофамин, гистамин и эндогенные опиоиды который включает в себя эндорфины, энкефалины, динорфин.

CTZ взаимодействует с другими частями центра рвоты через нейроны, содержащие 5-HT3, D2, ЧАС1 и ЧАС2 рецепторы.[6] Было замечено, что внутрижелудочковое введение гистамина у собак вызывает рвотный ответ.[8] Это показывает, что гистамин играет важную роль в передаче сигналов о рвотном действии в CTZ. Было показано, что некоторые классы молекул ингибируют рвотный ответ из-за гистамина, к ним относятся: мепирамин, буримамид и метиамид.[8]

Фосфодиэстеразы

Недавние исследования показали, что фосфодиэстераза 4 (PDE4) ингибиторы, такие как Ролипрам, вызывают рвоту как один из их побочных эффектов.[9] Было обнаружено, что эти изоформы PDE4 экспрессируются в CTZ и в стволе мозга в целом.[9] В мРНК продукты из генов, которые кодируют эти изоформы PDE4, многочисленны в CTZ, а не только расположены в CTZ нейроны, но и в глиальные клетки и кровеносные сосуды, связанные с нейронами CTZ.[9] МРНК PDE4 транскрибируются больше в области postrema и CTZ, чем где-либо еще в стволе мозга.[9] PDE4 разрушает фосфодиэфирные связи в второй посланник молекула циклический аденозинмонофосфат (цАМФ), который является одним из способов передачи информации мозгом. Считается, что путем модификации передачи сигналов цАМФ в CTZ это может опосредовать рвотные эффекты ингибиторов PDE4 в CTZ.[9]

H-каналы

Большинство нейронов, расположенных в CTZ, экспрессируют катионные каналы, активируемые гиперполяризацией (H-каналы).[10] Поскольку нейроны в CTZ передают информацию, касающуюся рвоты, другим частям центра рвоты, считалось, что эти H-каналы могут играть роль в тошноте и рвотной реакции. Недавно появилось доказательство того, что H-каналы в нейронах CTZ играют роль в рвоте. Было обнаружено, что ZD7288, который является ингибитором H-канала, ингибирует приобретение условное отвращение к вкусу (CTA) у крыс и уменьшенное апоморфин -индуцированный c-Fos Выражение в области postrema, где находится CTZ.[10] Это предполагает, что нейроны, которые экспрессируют H-каналы в CTZ и области postrema, участвуют в тошноте и рвотной реакции.[10]

Рвотный центр головного мозга

Это объединяет рвотный ответ. Это область, в которой «принимается окончательное решение» о том, вызывать ли рвотную реакцию или нет. Это решение во многом основывается на информации, которую CTZ передает остальной части центра рвоты, а также на хеморецепторы в Желудочно-кишечный тракт, информация, отправленная в рвотный центр вестибулярный аппарат, и центры более высокого порядка, расположенные в коре.[6] Рвотный центр - это не отдельное или конкретное 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] Также рвота может возникнуть при прямой нервной стимуляции центра рвоты.[11]

Повреждение ХТЗ

Повреждение CTZ может произойти через Инсульт, физическая травма или перевозбуждение, приводящее к гибели нейронов. После того, как повреждение произошло, эффекты могут вызвать исчезновение рвотной реакции или вызвать усиление рвотной реакции, в некоторых случаях вызывая трудноизлечимую рвоту, которая оставляет пациентов в тяжелом состоянии. В таких случаях, если повреждение достаточно серьезное, мало что можно сделать для подавления трудноизлечимой рвотной реакции, потому что хеморецепторы в CTZ физически повреждены или каким-то образом затруднены. Недавно было обнаружено, что физические изменения в области постремы и CTZ на самом деле вызывают или подавляют рвоту.[12] В частности, было обнаружено, что сжатие кровеносных сосудов, которые физически расположены рядом с CTZ или вокруг него, и которое приводит к физическому сжатию постремной области в целом, является причиной хронической трудноизлечимой с медицинской точки зрения рвоты и потери веса.[12] Хирургическая микроваскулярная декомпрессия привела к послеоперационному и отдаленному разрешению рвоты.[12]

Противорвотные препараты

Противорвотные препараты часто нацелены на CTZ, чтобы полностью подавить или значительно уменьшить рвоту. Большинство из них работают за счет запрета приема определенных препаратов, передающихся с кровью (обычно болеутоляющих или стимуляторы ) для связывания с соответствующими рецепторами, расположенными в CTZ. Противорвотные препараты могут блокировать сайт связывания хеморецептора в CTZ, так что рвотное средство не может связываться с ним, вызывая его рвотные эффекты.[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 центра рвоты, которые подавляют рвоту.[6] Кроме того, некоторые противорвотные препараты работают за счет снижения уровня дофамина в мозге, что, в свою очередь, влияет на то, сколько дофамина контактирует с дофаминовыми рецепторами в CTZ. Другие противорвотные препараты действуют аналогичным образом, снижая содержание другого вещества в головном мозге, которое, как известно, взаимодействует с хеморецепторами CTZ, вызывающими рвоту.

Противорвотные препараты в сочетании с обезболивающими

Часто врачи проводят «предварительное лечение» пациентов, которые могут проявлять рвотные реакции из-за назначенных им лекарств. Обычно обезболивающие, такие как опиоиды, назначаются вместе с противорвотными лекарствами, чтобы остановить рвотный ответ из-за обезболивающего, прежде чем он сможет хотя бы опосредовать свое воздействие на CTZ. Таким образом, пациенту не нужно беспокоиться о назначении врача для лечения боли, вызывающей у него сильный дискомфорт в виде рвоты.

Химиотерапия

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

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ редакторы, Ансгар М. Брамбринк, Джеффри Р. Кирш (2012). Основы нейрохирургической анестезии и интенсивной терапии: стратегии профилактики, раннего выявления и успешного лечения периоперационных осложнений (Изд. 2012 г.). Нью-Йорк: Спрингер. п. 716. ISBN  978-0387095615. Получено 16 августа 2014.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  2. ^ а б Pierre, S .; Уилан, Р. (11 августа 2012 г.). «Тошнота и рвота после операции». Повышение квалификации в области анестезии, интенсивной терапии и боли. 13 (1): 28–32. Дои:10.1093 / bjaceaccp / mks046.
  3. ^ а б c Миллер А.Д., Лесли Р.А. (декабрь 1994 г.). «Область постремы и рвоты». Границы нейроэндокринологии. 15 (4): 301–20. Дои:10.1006 / frne.1994.1012. PMID  7895890. S2CID  28944289.
  4. ^ Корень, AR; Нуччи, штат Невада; Сэнфорд, JD; Рубин, Б.С.; Trudeau, VL; Сеятель, SA (2005). «Характеристика in situ экспрессии гонадотропин-рилизинг-гормона-I, -III и декарбоксилазы глутаминовой кислоты в мозге морской миноги, Petromyzon marinus». Мозг, поведение и эволюция. 65 (1): 60–70. Дои:10.1159/000081354. PMID  15475659. S2CID  4815723.
  5. ^ а б c Хори, Н. и др. (2000). Исследования активации рецепторов в области постремы у мышей на срезах ствола мозга. Общество рефератов по неврологии. 26 (1-2) Реферат №-716.13.
  6. ^ а б c d е ж грамм час Поррека, Франк; Осипов, Майкл Х. (май 2009 г.). «Побочные эффекты тошноты и рвоты при приеме опиоидных анальгетиков во время лечения хронической боли: механизмы, последствия и варианты лечения». Медицина боли. 10 (4): 654–662. Дои:10.1111 / j.1526-4637.2009.00583.x. PMID  19302436.
  7. ^ а б Хорнби, Памела Дж. (Декабрь 2001 г.). «Центральная нейросеть, связанная с рвотой». Американский журнал медицины. 111 (8): 106–112. Дои:10.1016 / S0002-9343 (01) 00849-X. PMID  11749934.
  8. ^ а б Бхаргава, КП; Диксит, К.С. (ноябрь 1968 г.). «Роль триггерной зоны хеморецепторов в рвоте, вызванной гистамином». Британский журнал фармакологии. 34 (3): 508–13. Дои:10.1111 / j.1476-5381.1968.tb08479.x. ЧВК  1703476. PMID  4387255.
  9. ^ а б c d е Мори, Ф; Перес-Торрес, S; Де Каро, Р. Порционато, А; Macchi, V; Белета, Дж; Gavaldà, A; Palacios, JM; Менгод, Г. (сентябрь 2010 г.). «Постремная область человека и другие ядра, связанные с рвотным рефлексом, экспрессируют цАМФ фосфодиэстеразы 4B и 4D». Журнал химической нейроанатомии. 40 (1): 36–42. Дои:10.1016 / j.jchemneu.2010.03.004. HDL:10261/147758. PMID  20347962. S2CID  43192630.
  10. ^ а б c Синпо, К; Хираи, Й; Maezawa, H; Тоцука, У; Фунахаши, М. (20 августа 2012 г.). «Роль нейронов области postrema, экспрессирующих H-каналы, в индукционном механизме тошноты и рвоты». Физиология и поведение. 107 (1): 98–103. Дои:10.1016 / j.physbeh.2012.06.002. PMID  22722099. S2CID  23070726.
  11. ^ Encarnacion, H. J. et al. (2009). Рвота. Компендиум непрерывного образования для ветеринаров. 31 (3): 122- +.
  12. ^ а б c Мортазави, Мартин М .; Таббс, Р. Шейн; Хармон, Дэниел; Оукс, У. Джерри (декабрь 2010 г.). «Хроническая рвота из-за компрессии постремной области задней нижней мозжечковой артерией: разрешение после микрососудистой декомпрессии». Журнал нейрохирургии: педиатрия. 6 (6): 583–585. Дои: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. Дои:10.1177/014107688808101115. ЧВК  1291846. PMID  3062170.