Триггерная зона хеморецепторов
( Триггерная зона хеморецепторов CTZ ) представляет собой область продолговатого мозга , которая получает сигналы от через кровь передающихся лекарств или гормонов и сообщается с другими структурами рвотного центра , вызывая рвоту . CTZ расположен в области postrema , которая находится на дне четвертого желудочка и находится за пределами гематоэнцефалического барьера . [1] Это также часть самого рвотного центра. [2] Нейромедиаторы , 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; следовательно, такие препараты, как дофамин, которые обычно не могут проникнуть в ЦНС , все же могут стимулировать CTZ. [3]
Эволюционное значение
[ редактировать ]CTZ находится в продолговатом мозге, который филогенетически является древнейшей частью центральной нервной системы. [ нужна ссылка ] У ранних форм жизни развился ствол мозга , или внутренний мозг, и ничего более. [ нужна ссылка ] Эта часть мозга отвечает за основные инстинкты и реакции выживания, например, за то, чтобы заставить организм повернуть голову и посмотреть, где был услышан слуховой стимул. В стволе мозга расположен продолговатый мозг, а, следовательно, и постремная область и CTZ. Затем у более поздних форм жизни развился еще один сегмент мозга, включающий лимбическую систему . Эта область мозга отвечает за выработку эмоций и эмоциональные реакции на внешние раздражители, а также в значительной степени участвует в системах памяти и вознаграждения. В эволюционном отношении кора головного мозга является новейшим 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 человека, является увеличение количества корковых нейронов в мозге. [4] Рвотная реакция выбрана в защитных целях и служит предохранителем от отравления организма. Эта реакция выводит токсины и лекарства из организма, вызывая контроль над мотонейронами, которые стимулируют мышцы груди и грудной диафрагмы , выталкивая содержимое желудка.
Хеморецепция
[ редактировать ]Поскольку ХТЗ расположен в области постремы, сенсорном околожелудочковом органе, он 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 головного мозга, самой нижней его части, не имеющей прочного и сильно развитого гематоэнцефалического барьера. Без этого барьера рвотные препараты и токсины могут свободно взаимодействовать с рецептором (биохимия) или несколькими рецепторами, расположенными в CTZ. Эти рецепторы в CTZ называются хеморецепторами , поскольку они взаимодействуют с различными типами молекул, которые обычно называют нейротрансмиттерами . Эти нейротрансмиттеры реализуют свое воздействие на рецепторы CTZ, связываясь с ними, что запускает цепочку событий, вызывающую потенциал действия . Исследования показали, что нейроны CTZ увеличивают скорость срабатывания при воздействии рвотных веществ. [3]
CTZ имеет множество различных типов рецепторов, специфичных для различных типов токсинов или лекарств, которые могут присутствовать в кровотоке и, следовательно, могут влиять на CTZ. Типы рецепторов CTZ включают дофаминовые , серотониновые , гистаминовые , вещества P , опиоидные и ацетилхолиновые рецепторы. Было обнаружено, что холинергические нейроны на самом деле являются никотиновыми. [5] Эти рецепторы предназначены для мониторинга количества нейротрансмиттера, связанного с этими рецепторами, 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 подают сигнал остальным частям рвотного центра о необходимости инициировать рвоту. . Это связано с тем, что CTZ посылает команду «рвота» через потенциалы действия, и эти специфические потенциалы действия, вызывающие рвоту, производятся только тогда, когда определенное количество опиоидов связывается с определенным количеством опиоидных рецепторов в CTZ. Нейроны в CTZ и в области постремы в целом на самом деле имеют два типа рецепторов: те, что на поверхности нейрона, и те, которые расположены глубже в дендритах . [5]
Рецепторы на поверхности нейрона представляют собой хеморецепторы, которые активируются при прямом контакте рвотных веществ в крови, тогда как рецепторы, расположенные глубже на дендритах, представляют собой рецепторы, которые активируются в ответ на активированные хеморецепторы на поверхности. [5]
Коммуникация
[ редактировать ]Рвотный центр головного мозга относится к группам рыхло организованных нейронов в продолговатом мозге, которые включают CTZ в области постремы и одиночное ядро трактуса . [2] Одним из способов реализации триггерной зоны хеморецепторов своего воздействия 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 препараты на основе опиоидов. Однако опиоиды не играют роли в общении с рвотным центром мозга, они лишь вызывают общение. [6] Было обнаружено, что дофамин и серотонин играют наибольшую роль в передаче информации от CTZ к остальной части рвотного центра, а также гистамин. [6] Хеморецепторы в CTZ передают информацию о наличии рвотных агентов в крови соседнему солитарному ядру (NTS). [7] Передача происходит путем инициации потенциала действия, который вызывается хеморецептором, вызывающим изменение электрического потенциала в нейроне, в котором он встроен, что впоследствии вызывает потенциал действия. Это происходит постоянно, поэтому хеморецепторы в CTZ постоянно посылают информацию о том, сколько рвотных средств находится в крови, даже когда нет сигнала о рвоте. NTS состоит из субъядер, которые управляют множеством 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 шаблонов (CPG). Этот CPG фактически координирует последовательность физических движений во время рвоты. Основными нейромедиаторами, участвующими в связи между ХТЗ и остальным рвотным центром, являются серотонин, дофамин, гистамин, а также эндогенные опиоиды , к которым относятся эндорфины , энкефалины , динорфины .
CTZ сообщается с другими частями рвотного центра через нейроны, содержащие 5-HT 3 , D 2 , H 1 и H 2 рецепторы. [6] Было замечено, что внутрижелудочковое введение гистамина у собак вызывает рвотную реакцию. [8] Это показывает, что гистамин играет значительную роль в передаче сигнала о рвотном действии в CTZ. Было показано, что некоторые классы молекул подавляют рвотную реакцию, вызванную гистамином, к ним относятся мепирамин , буримамид и метиамид . [8]
Фосфодиэстераза
[ редактировать ]Недавние исследования показали, что ингибиторы фосфодиэстеразы 4 (ФДЭ4), такие как ролипрам , вызывают рвоту в качестве одного из побочных эффектов. [9] Было обнаружено, что эти изоформы PDE4 экспрессируются в CTZ и в стволе мозга в целом. [9] Продукты мРНК генов, кодирующих эти изоформы PDE4, многочисленны в CTZ и расположены не только в нейронах CTZ , но также в глиальных клетках и кровеносных сосудах, связанных с нейронами CTZ. [9] МРНК PDE4 транскрибируются в большей степени в постремной области и CTZ, чем где-либо еще в стволе мозга. [9] PDE4 разрушает фосфодиэфирные связи во мессенджере второй молекуле- циклическом аденозинмонофосфате (цАМФ), который является одним из способов передачи информации мозгом. Считается, что модификация передачи сигналов цАМФ в CTZ может опосредовать рвотные эффекты ингибиторов PDE4 в CTZ. [9]
H-каналы
[ редактировать ]Большинство нейронов, расположенных в CTZ, экспрессируют катионные каналы, активируемые гиперполяризацией (H-каналы). [10] Поскольку нейроны 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-канала, ингибирует развитие условного вкусового отвращения (CTA) у крыс и снижает апоморфином индуцированную экспрессию c-Fos в постремной области, где расположен CTZ. [10] Это позволяет предположить, что нейроны, экспрессирующие H-каналы в CTZ и постремной области, участвуют в тошноте и рвотном ответе. [10]
Рвотный центр головного мозга
[ редактировать ]Это объединяет рвотный ответ. Это область, в которой «принимается окончательное решение» о том, вызывать ли рвотную реакцию. Это решение в значительной степени основано на информации, которую CTZ передает остальной части рвотного центра, а также хеморецепторам желудочно -кишечного тракта , информации, посылаемой в рвотный центр вестибулярной системой и центрами более высокого порядка, расположенными в коре головного мозга. [6] Рвотный центр — это не отдельное или определенное место в мозге, а скорее область, состоящая из множества ядер, аксонов и рецепторов, которые вместе вызывают физические изменения, необходимые для вызова рвоты. [6] Кроме того, рвота может возникнуть при прямой нервной стимуляции рвотного центра. [11]
Повреждение ЧТЗ
[ редактировать ]Повреждение CTZ может произойти в результате инсульта , физической травмы или чрезмерного возбуждения, приводящего к гибели нейронов. После того, как повреждение произошло, его последствия могут привести к исчезновению рвотной реакции или к усилению рвотной реакции, в некоторых случаях вызывая неукротимую рвоту, которая вызывает у пациентов серьезные страдания. В таких случаях, если повреждение достаточно серьезное, мало что можно сделать, чтобы подавить непреодолимую рвотную реакцию, поскольку хеморецепторы в CTZ физически повреждены или каким-либо образом заблокированы. Недавно было обнаружено, что физические изменения в области постремы и CTZ вызывают или подавляют рвоту. [12] В частности, было обнаружено, что сдавление кровеносных сосудов, которые физически расположены вблизи или вокруг CTZ, и которое приводит к физическому сжатию постремной области в целом, является причиной хронической не поддающейся медикаментозному лечению рвоты и потери веса. [12] Хирургическая микрососудистая декомпрессия привела к послеоперационному и отдаленному разрешению рвоты. [12]
Противорвотные препараты
[ редактировать ]Противорвотные препараты часто нацелены на CTZ, чтобы полностью подавить или значительно уменьшить рвоту. Большинство из них работают, не позволяя некоторым передающимся через кровь лекарствам (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 связываться с ним и вызывать рвотные эффекты. [6] Другой способ действия противорвотных препаратов — 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 снижают уровень 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 в мозге другого вещества, которое, как известно, взаимодействует с хеморецепторами в CTZ, вызывающими рвоту.
Противорвотные препараты в сочетании с обезболивающими препаратами
[ редактировать ]Часто врачи «предварительно лечат» пациентов, у которых может возникнуть рвота из-за лекарств, которые они им прописывают. Обычно обезболивающие препараты, такие как опиоиды, назначаются совместно с противорвотными препаратами, чтобы остановить рвотную реакцию, вызванную болеутоляющим средством, прежде чем оно сможет даже опосредовать свое воздействие на CTZ. Таким образом, пациенту не придется беспокоиться о назначении врача для лечения боли, вызывающей у него сильный дискомфорт из-за рвоты.
Химиотерапия
[ редактировать ]Химиотерапия является основной причиной рвоты и часто может вызывать тяжелые 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.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ 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. ИСБН 978-0387095615 . Проверено 16 августа 2014 г.
{{cite book}}:|last1=имеет общее имя ( справка ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б Пьер, С.; Уилан, Р. (11 августа 2012 г.). «Тошнота и рвота после операции» . Непрерывное образование в области анестезии, интенсивной терапии и боли . 13 (1): 28–32. doi : 10.1093/bjaceaccp/mks046 .
- ^ Перейти обратно: а б с Миллер А.Д., Лесли Р.А. (декабрь 1994 г.). «Область постремы и рвота». Границы нейроэндокринологии . 15 (4): 301–20. дои : 10.1006/frne.1994.1012 . ПМИД 7895890 . S2CID 28944289 .
- ^ Рут, АР; Нуччи, Невада; Сэнфорд, доктор медицинских наук; Рубин, Б.С.; Трюдо, В.Л.; Сауэр, С.А. (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 . ПМИД 15475659 . S2CID 4815723 .
- ^ Перейти обратно: а б с Хори Н. и др. (2000). Исследования на срезах ствола мозга активации рецепторов в постремной области мыши. Рефераты Общества нейронаук. 26(1-2) Реферат №-716.13.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Поррека, Фрэнк; Осипов, Майкл Х. (май 2009 г.). «Побочные эффекты тошноты и рвоты при приеме опиоидных анальгетиков при лечении хронической боли: механизмы, последствия и варианты лечения» . Лекарство от боли . 10 (4): 654–662. дои : 10.1111/j.1526-4637.2009.00583.x . ПМИД 19302436 .
- ^ Перейти обратно: а б Хорнби, Памела Дж. (декабрь 2001 г.). «Центральная нейросхема, связанная с рвотой». Американский медицинский журнал . 111 (8): 106–112. дои : 10.1016/S0002-9343(01)00849-X . ПМИД 11749934 .
- ^ Перейти обратно: а б Бхаргава, КП; Диксит, Канзас (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 . ПМК 1703476 . ПМИД 4387255 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и 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 . ПМИД 20347962 . S2CID 43192630 .
- ^ Перейти обратно: а б с Шинпо, К; Хираи, Ю; Маэдзава, Х; Тоцука, Ю; Фунахаси, М. (20 августа 2012 г.). «Роль нейронов области постремы, экспрессирующих H-каналы, в механизме индукции тошноты и рвоты». Физиология и поведение . 107 (1): 98–103. дои : 10.1016/j.physbeh.2012.06.002 . ПМИД 22722099 . S2CID 23070726 .
- ^ Энкарнасьон, HJ и др. (2009). Рвота. Компендиум непрерывного образования для ветеринаров. 31(3): 122-+.
- ^ Перейти обратно: а б с Мортазави, Мартин М.; Таббс, Р. Шейн; Хармон, Дэниел; Оукс, У. Джерри (декабрь 2010 г.). «Хроническая рвота из-за сдавления постремной области задней нижней мозжечковой артерией: разрешение после микрососудистой декомпрессии». Журнал нейрохирургии: педиатрия . 6 (6): 583–585. дои : 10.3171/2010.9.PEDS10291 . ПМИД 21121735 .
- ^ Эдвардс, CM (ноябрь 1988 г.). «Рвота, вызванная химиотерапией - механизмы и лечение: обзор» . Журнал Королевского медицинского общества . 81 (11): 658–62. дои : 10.1177/014107688808101115 . ПМЦ 1291846 . ПМИД 3062170 .