Зона триггера хеморецептора - Chemoreceptor trigger zone
Зона триггера хеморецепторного ( ЧТЗ ) представляет собой площадь продолговатых , который принимает входные сигналы от крови -borne препаратов или гормоны , и взаимодействуют с другими структурами в рвотном центре , чтобы инициировать рвоту . CTZ находится в области postrema , которая находится на дне четвертого желудочка и находится за пределами гематоэнцефалического барьера . Это также часть самого рвотного центра. Эти нейротрансмиттеры замешаны в контроле тошноты и рвоты , включают ацетилхолин , допамин , гистамин (H1 - рецептора), вещество Р (NK-1 рецептора) и серотонина (5-НТ3 рецептора). Также присутствуют опиоидные рецепторы , которые могут участвовать в механизме, с помощью которого опиаты вызывают тошноту и рвоту. Гематоэнцефалический барьер не так развит здесь; поэтому такие препараты, как дофамин, которые обычно не могут проникать в ЦНС, могут все же стимулировать CTZ.
Эволюционное значение
CTZ находится в продолговатом мозге, который филогенетически является самой старой частью центральной нервной системы. Ранние формы жизни развили ствол или внутренний мозг, и не более того. 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 расположен продолговатый мозг, а, следовательно, и постремная зона и CTZ. Затем у более поздних форм жизни развился еще один сегмент мозга, который включает лимбическую систему . Эта область мозга отвечает за эмоции и эмоциональные реакции на внешние раздражители, а также в значительной степени участвует в системах памяти и вознаграждения. В эволюционном отношении кора головного мозга - это самое недавнее развитие. 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 человека, является увеличение корковых нейронов в головном мозге. Рвотный ответ был выбран в защитных целях и служит защитой от отравления организма. Этот ответ выводит токсины и лекарства из организма, вызывая контроль над двигательными нейронами, которые стимулируют мышцы грудной клетки и грудной диафрагмы, чтобы изгнать содержимое из желудка.
Хеморецепция
Поскольку CTZ расположен в области postrema, сенсорного окжелудочкового органа, он не имеет гематоэнцефалического барьера . 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 рецептором (биохимия) или множественными рецепторами, расположенными в CTZ. Эти рецепторы в CTZ называются хеморецепторами, потому что они взаимодействуют с различными типами химических веществ, которые обычно называют нейротрансмиттерами . Эти нейротрансмиттеры реализуют свое воздействие на рецепторы CTZ путем связывания с ними, что запускает цепочку событий, создающих потенциал действия . Исследования показали, что нейроны в CTZ увеличивают скорость возбуждения при воздействии рвотных веществ.
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 рецепторы допамина , серотонина , гистамина , вещества P , опиоидов и ацетилхолина . Было обнаружено, что холинергические нейроны на самом деле никотиновые. 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 подадут сигнал остальной части центра рвоты, чтобы вызвать рвоту. . Это связано с тем, что CTZ посылает команду «рвота» через потенциалы действия, и эти конкретные потенциалы действия, которые вызывают рвоту, вырабатываются только тогда, когда определенное количество опиоидов связывается с определенным количеством опиоидных рецепторов в CTZ. Нейроны в CTZ и в постремной области в целом на самом деле имеют два типа рецепторов: те, которые находятся на поверхности нейрона, и те, что расположены глубже в дендритах .
Рецепторы на поверхности нейрона являются хеморецепторами, 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.
Коммуникация
Рвотный центр головного мозга относится к группам слабо организованных нейронов в продолговатом мозге, которые включают CTZ в области postrema и ядро tractus solitarii . Один из способов воздействия триггерной зоны хеморецепторов на центр рвоты - активация опиоидных мю-рецепторов и дельта-рецепторов . 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. Было обнаружено, что дофамин и серотонин, как и гистамин, играют самую большую роль в передаче данных от CTZ к остальному центру рвоты. Хеморецепторы в CTZ передают информацию о присутствии рвотных агентов в крови в соседнее солитарное ядро (NTS). 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 непрерывно отправляют информацию о том, сколько рвотных средств находится в крови, даже если о рвоте нет сигнала. NTS состоит из субъядер, которые управляют многими различными функциями, связанными с глотанием, ощущением желудка, ощущением гортани и глотки, функцией барорецепторов и дыханием. NTS 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, включая эндорфины , энкефалины и динорфин .
CTZ взаимодействует с другими частями центра рвоты через нейроны, которые содержат рецепторы 5-HT 3 , D 2 , H 1 и H 2 . Было замечено, что внутрижелудочковое введение гистамина у собак вызывает рвотный ответ. Это показывает, что гистамин играет важную роль в передаче сигналов о рвотном действии в CTZ. Было показано, что некоторые классы молекул подавляют рвотный ответ из-за гистамина, к ним относятся мепирамин , буримамид и метиамид .
Фосфодиэстеразы
Недавние исследования показали, что ингибиторы фосфодиэстеразы 4 (PDE4), такие как ролипрам , вызывают рвоту как один из своих побочных эффектов. Было обнаружено, что эти изоформы PDE4 экспрессируются в CTZ и в стволе мозга в целом. В мРНК продукты из генов , которые кодируют этих изоформ PDE4 многочисленны в CTZ, и не только расположенный в CTZ нейронов , но также и в глиальных клетках и кровеносных сосудов , ассоциированных с нейронами CTZ. МРНК PDE4 транскрибируются больше в области postrema и CTZ, чем где-либо еще в стволе мозга. PDE4 разрушает фосфодиэфирные связи в молекуле второго мессенджера циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), который является одним из способов передачи информации мозгом. Считается, что модифицируя передачу сигналов цАМФ в CTZ, это может опосредовать рвотные эффекты ингибиторов PDE4 в CTZ.
H-каналы
Большинство нейронов, расположенных в CTZ, экспрессируют катионные каналы, активируемые гиперполяризацией (H-каналы). Поскольку нейроны в CTZ передают информацию, относящуюся к рвоте, в другие части 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 условного отвращения вкуса (CTA) у крыс и снижает индуцированную апоморфином экспрессию c-Fos в области postrema, где находится CTZ. Это предполагает, что нейроны, которые экспрессируют H-каналы в CTZ и области postrema, участвуют в тошноте и рвотной реакции.
Рвотный центр головного мозга
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, но также и к хеморецепторам в желудочно-кишечном тракте , информации, отправляемой в центр рвоты вестибулярной системой и центрами более высокого порядка, расположенными в коре головного мозга. Рвотный центр - это не отдельное или конкретное место в головном мозге, а, скорее, область, состоящая из множества ядер, аксонов и рецепторов, которые вместе вызывают физические изменения, необходимые для того, чтобы вызвать рвоту. Также рвота может возникнуть при прямой нервной стимуляции рвотного центра.
Повреждение CTZ
Повреждение CTZ может происходить в результате инсульта , физической травмы или перевозбуждения, что приводит к гибели нейронов. После того, как повреждение произошло, эффекты могут привести к исчезновению рвотной реакции или к усилению 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 реакции рвоты, потому что хеморецепторы в CTZ физически повреждены или каким-то образом затруднены. Недавно было обнаружено, что физические изменения в области постремы и CTZ действительно вызывают или подавляют рвоту. 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. Хирургическая микрососудистая декомпрессия привела к послеоперационному и долгосрочному разрешению рвоты.
Противорвотные препараты
Противорвотные препараты часто нацелены на CTZ, чтобы полностью подавить или значительно уменьшить рвоту. Большинство из них работают, не позволяя некоторым переносимым с кровью лекарствам (обычно болеутоляющим или стимуляторам ) связываться 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. Другой способ, которым противорвотные препараты могут работать, - 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. Кроме того, некоторые противорвотные препараты работают за счет снижения уровня дофамина в головном 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 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 прописанных им лекарств. Обычно обезболивающие, такие как опиоиды, назначаются вместе с противорвотными лекарствами, чтобы остановить рвотный ответ из-за обезболивающего, прежде чем он сможет даже 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 тяжелые и частые рвотные реакции. Это связано с тем, что циркулирующие в крови химиотерапевтические агенты активируют CTZ таким образом, что вызывают рвоту. Пациентам, получающим химиотерапию, часто назначают противорвотные препараты.