Spouštěcí zóna chemoreceptoru - Chemoreceptor trigger zone

The chemoreceptorová spouštěcí zóna (CTZ) je oblast medulla oblongata který přijímá vstupy z krev -rozený léky nebo hormony a komunikuje s ostatními strukturami v EU centrum zvracení začít, zahájit, uvést, zasvětit zvracení. CTZ se nachází v oblast postrema, který je na podlaze čtvrtá komora a je mimo hematoencefalická bariéra.[1] Je také součástí samotného centra zvracení.[2] The neurotransmitery podílí se na kontrole nevolnost a zvracení zahrnují acetylcholin, dopamin, histamin (H1 receptor), látka P (Receptor NK-1) a serotonin (5-HT3 receptor). Jsou tu také opioidní receptory přítomné, které mohou být zapojeny do mechanismu, kterým opiáty způsobit nevolnost a zvracení. The hematoencefalická bariéra není zde tak vyvinut; proto léky, jako je dopamin, které normálně nemohou vstoupit do CNS může stále stimulovat CTZ.[3]

Evoluční význam

CTZ je v prodloužené míše, což je fylogeneticky nejstarší část centrálního nervového systému.[Citace je zapotřebí ] Rané formy života se vyvinuly a mozkový kmen nebo vnitřní mozek a nic víc.[Citace je zapotřebí ] Tato část mozku je zodpovědná za základní instinkty a reakce na přežití, například za to, že organismus otočí hlavu a podívá se, kde byl slyšet zvukový stimul. Mozkový kmen je tam, kde se nachází dřeň, a tedy také oblast postrema a CTZ. Pozdější formy života pak vyvinuly další segment mozku, který zahrnuje limbický systém. Tato oblast mozku je zodpovědná za produkci emocí a emocionálních reakcí na vnější podněty a také je významně zapojena do systémů paměti a odměn. Evolučně mozková kůra je nejnovější vývoj. Tato oblast mozku je zodpovědná za kritické myšlení a uvažování a aktivně se podílí na rozhodování. Bylo zjištěno, že hlavní příčinou zvýšené inteligence u druhů, včetně lidí, je nárůst kortikálních neuronů v mozku.[4] Emetická odezva byla zvolena pro ochranné účely a slouží jako ochrana proti otravě těla. Tato reakce dostane toxiny a léky z těla tím, že získá kontrolu nad motorickými neurony, které stimulují svaly na hrudi a hrudní bránice k vyloučení obsahu ze žaludku.

Chemorecepce

Vzhledem k tomu, že CTZ se nachází v oblasti postrema, senzorického cirkumventrikulárního orgánu, nemá a hematoencefalická bariéra.[3] To znamená, že velké polární molekuly, jako jsou emetické toxiny, mohou poměrně snadno difundovat a dosáhnout CTZ. Je to proto, že dřeně oblouku se nachází v oblasti mozku, nejspodnější části, která nemá robustní a vysoce vyvinutou hematoencefalickou bariéru. Bez této bariéry mohou emetické léky a toxiny volně interagovat s a receptor (biochemie) nebo více receptorů umístěných v CTZ. Tyto receptory v CTZ se nazývají chemoreceptory protože interagují s různými typy chemických látek, které se obvykle označují jako neurotransmitery. Tyto neurotransmitery realizují své účinky na receptory CTZ tím, že se na ně váží, což vyvolává řetězec událostí, které produkují akční potenciál. Studie ukázaly, že neurony v CTZ zvyšují rychlost střelby, když jsou vystaveny emetickým látkám.[3]

CTZ má mnoho různých typů receptorů, které jsou specifické pro různé typy toxinů nebo léků, které mohou být přítomny v krevním řečišti, a tím mohou ovlivňovat CTZ. Mezi typy receptorů CTZ patří dopamin, serotonin, histamin, látka P, opioid, a acetylcholin receptory. Bylo zjištěno, že cholinergní neurony jsou ve skutečnosti nikotinové.[5] Tyto receptory jsou určeny k monitorování množství asociovaného neurotransmiteru těchto receptorů v krvi. CTZ má například opioidní receptory, které monitorují hladinu opioidů v krvi, a když množství opioidů v krvi dosáhne určité úrovně, opioidní receptory v CTZ budou signalizovat zbytku opioidů centrum zvracení zahájit zvracení. Je tomu tak proto, že CTZ vysílá povel „zvratky“ prostřednictvím akčních potenciálů a tyto specifické akční potenciály, které spouštějí zvracení, jsou vytvářeny pouze tehdy, když se určité množství opioidů váže na určité množství opioidních receptorů v CTZ. Neurony v CTZ a oblast postrema obecně mají ve skutečnosti dva typy receptorů: ty na povrchu neuronu a ty, které jsou umístěny hlouběji dole v dendrity.[5]

Receptory na povrchu neuronu jsou chemoreceptory, které se aktivují přímým kontaktem zvracení v krvi, zatímco receptory, které jsou hlouběji na dendritech, jsou receptory, které se aktivují v reakci na aktivované chemoreceptory na povrchu.[5]

Sdělení

Centrum zvracení v mozku označuje skupiny volně organizovaných neuronů v dřeni, které zahrnují CTZ v oblasti postrema a nucleus tractus solitarii.[2] Jedním ze způsobů, jak chemoreceptorová spouštěcí zóna realizuje své účinky na centrum zvracení, je aktivace opioidu mu receptory a delta receptory.[6] Aktivace těchto opioidních receptorů v CTZ je obzvláště důležitá pro pacienty, kteří pravidelně užívají léky proti bolesti na bázi opioidů. Opioidy však nehrají roli v komunikaci s centrem zvracení v mozku, pouze indukují komunikaci.[6] Bylo zjištěno, že dopamin a serotonin hrají největší roli v komunikaci z CTZ do zbytku zvracení, stejně jako histamin.[6] Chemoreceptory v CTZ předávají informace o přítomnosti emetických látek v krvi sousedním nucleus tractus solitarii (NTS).[7] K přenosu dochází iniciací akčního potenciálu, který je způsoben chemoreceptorem, který způsobí změnu elektrického potenciálu v neuronu, do kterého je vložen, což následně způsobí akční potenciál. To se děje neustále, takže chemoreceptory v CTZ neustále zasílají informace o tom, kolik emetických látek je v krvi, i když není signalizováno zvracení. NTS je organizována do dílčích jader, která řídí mnoho různých funkcí souvisejících s polykáním, pocitem žaludku, pocitem hrtanu a hltanu, baroreceptor funkce a dýchání.[7] NTS směruje signály o těchto funkcích na a centrální generátor vzorů (CPG). Tento CPG ve skutečnosti koordinuje sekvence fyzických pohybů během zvracení. Hlavními neurotransmitery zapojenými do komunikace mezi CTZ a zbývajícím centrem zvracení jsou serotonin, dopamin, histamin a endogenní opioidy který zahrnuje endorfiny, enkefaliny, dynorphin.

CTZ komunikuje s ostatními částmi centra zvracení prostřednictvím neuronů, které obsahují 5-HT3, D2, H1 a H2 receptory.[6] Bylo pozorováno, že intraventrikulární podávání histaminu u psů způsobuje emetickou odpověď.[8] To ukazuje, že histamin hraje významnou roli při signalizaci emetického působení v CTZ. Ukázalo se, že některé třídy molekul inhibují emetickou odpověď způsobenou histaminem mepyramin, burimamid a metiamid.[8]

Fosfodiesterázy

Nedávné studie to zjistily fosfodiesteráza 4 (PDE4) inhibitory, jako např Rolipram, způsobují zvracení jako jeden z jejich vedlejších účinků.[9] Bylo zjištěno, že tyto izoformy PDE4 jsou exprimovány v CTZ a v mozkovém kmeni obecně.[9] The mRNA produktů z genů, které kódují tyto izoformy PDE4, je v CTZ spousta a nejen v CTZ neurony, ale také v gliové buňky a krevní cévy spojené s neurony CTZ.[9] PDE4 mRNA se přepisují více v oblasti postrema a CTZ než kdekoli jinde v mozkovém kmeni.[9] PDE4 degraduje fosfodiesterové vazby v druhý posel molekula cyklický adenosinmonofosfát (cAMP), což je jeden ze způsobů, jak mozek přenáší informace. Úpravou signalizace cAMP v CTZ se předpokládá, že by to mohlo zprostředkovat emetické účinky inhibitorů PDE4 v CTZ.[9]

H-kanály

Většina neuronů umístěných v CTZ exprimuje kationové kanály aktivované hyperpolarizací (H-kanály).[10] Vzhledem k tomu, že neurony v CTZ přenášejí informace týkající se zvracení do dalších částí centra zvracení, předpokládalo se, že tyto H-kanály mohou hrát roli při nevolnosti a zvracení. Nedávno vyšly najevo důkazy o tom, že H-kanály v neuronech CTZ hrají roli při zvracení. Bylo zjištěno, že ZD7288, který je inhibitorem H-kanálu, inhiboval získání podmíněná averze k chuti (CTA) u potkanů ​​a snížena apomorfin -indukovaný c-Fos výraz v oblasti postrema, kde je umístěn CTZ.[10] To naznačuje, že neurony, které exprimují H-kanály v CTZ a oblast postrema, jsou zapojeny do nevolnosti a zvracení.[10]

Centrum zvracení mozku

To integruje emetickou odpověď. To je oblast, ve které „je konečné rozhodnutí“ o tom, zda vyvolat emetickou odpověď, či nikoli. Toto rozhodnutí je silně založeno na informacích, které CTZ předává zbytku centra zvracení, ale také na chemoreceptorech v GI trakt, informace zaslané do centra zvracení vestibulární systém a centra vyššího řádu umístěná v kůře.[6] Centrum zvracení není diskrétní nebo specifické místo v mozku, ale spíše oblast skládající se z mnoha jader, axonů a receptorů, které společně způsobují fyzické změny nutné k vyvolání zvracení.[6] K zvracení může dojít také přímou nervovou stimulací centra zvracení.[11]

Poškození CTZ

Může dojít k poškození CTZ mrtvice, fyzické zranění nebo nadměrné buzení vedoucí ke smrti neuronů. Jakmile dojde k poškození, účinky mohou způsobit zmizení emetické odpovědi nebo zvýšení emetické odpovědi, v některých případech způsobit neřešitelné zvracení, které zanechá pacienty ve vážném nouzi. V případech, jako jsou tyto, je-li poškození dostatečně závažné, lze udělat jen málo pro zabránění neodolatelné zvracení, protože chemoreceptory v CTZ jsou fyzicky poškozeny nebo nějakým způsobem bráněny. Nedávno bylo zjištěno, že fyzické změny v oblasti postrema a CTZ ve skutečnosti způsobují zvracení nebo jej inhibují.[12] Konkrétně bylo zjištěno, že příčinou chronického lékařsky neřešitelného zvracení a úbytku hmotnosti je komprese krevních cév, které jsou fyzicky umístěny v blízkosti CTZ nebo v jeho okolí a které vedou k fyzickému stlačení postrematické oblasti jako celku.[12] Chirurgická mikrovaskulární dekomprese vedla k pooperačnímu a dlouhodobému vyřešení zvracení.[12]

Antiemetické léky

Antiemetické léky se často zaměřují na CTZ, aby zcela inhibovaly nebo výrazně snížily zvracení. Většina z nich funguje tak, že nedovolují určité léky přenášené krví (obvykle léky proti bolesti nebo stimulanty ) vázat se na své příslušné receptory umístěné v CTZ. Antiemetické léky mohou blokovat vazebné místo na chemoreceptoru v CTZ, takže se na něj emetické činidlo nemůže vázat a způsobit jeho zvracení.[6] Dalším způsobem, jak mohou antiemetické léky fungovat, je vazba na chemoreceptor v CTZ, ale místo zahájení zvracení může léčba způsobit, že receptory vysílají signály do ostatních částí centra zvracení, které inhibují zvracení.[6] Některé antiemetické léky také působí snížením hladiny dopaminu v mozku, což zase ovlivňuje to, kolik dopaminu přijde do styku s dopaminovými receptory v CTZ. Jiné antiemetické léky fungují podobně snížením jiné látky v mozku, o které je známo, že interaguje s chemoreceptory v CTZ, které způsobují zvracení.

Antiemetické léky spojené s léky proti bolesti

Lékaři často „předléčí“ pacienty, kteří by mohli vykazovat emetické reakce kvůli lékům, které jim předepisují. Léky na zmírnění bolesti, jako jsou opioidy, se obvykle předepisují společně s antiemetiky, aby se zastavila emetická odezva v důsledku zmírnění bolesti, než může dokonce zprostředkovat její účinky na CTZ. Tímto způsobem se pacient nemusí starat o lékařský předpis, který by léčil jeho bolesti, což by mu způsobilo silné nepohodlí zvracením.

Chemoterapie

Chemoterapie je hlavní příčinou zvracení a často může způsobit závažné a časté zvracení. Je to proto, že chemoterapeutická činidla cirkulující v krvi aktivují CTZ takovým způsobem, že způsobují zvracení.[13] Pacientům podstupujícím chemoterapii jsou často předepisovány antiemetické léky.

Viz také

Reference

  1. ^ redaktoři, Ansgar M. Brambrink, Jeffrey R. Kirsch (2012). Základy neurochirurgické anestezie a kritické péče: strategie prevence, včasné detekce a úspěšné zvládnutí perioperačních komplikací (2012 ed.). New York: Springer. p. 716. ISBN  978-0387095615. Citováno 16. srpna 2014.CS1 maint: další text: seznam autorů (odkaz)
  2. ^ A b Pierre, S .; Whelan, R. (11. srpna 2012). "Nevolnost a zvracení po operaci". Další vzdělávání v anestezii, kritické péči a bolesti. 13 (1): 28–32. doi:10.1093 / bjaceaccp / mks046.
  3. ^ A b C Miller AD, Leslie RA (prosinec 1994). "Oblast postrema a zvracení". Frontiers in Neuroendocrinology. 15 (4): 301–20. doi:10.1006 / frne.1994.1012. PMID  7895890. S2CID  28944289.
  4. ^ Root, AR; Nucci, NV; Sanford, JD; Rubin, BS; Trudeau, VL; Sower, SA (2005). „In situ charakterizace exprese hormonu I, -III a dekarboxylázy kyseliny glutamové uvolňující gonadotropin v mozku mořské mihule, Petromyzon marinus“. Mozek, chování a evoluce. 65 (1): 60–70. doi:10.1159/000081354. PMID  15475659. S2CID  4815723.
  5. ^ A b C Hori, N. a kol. (2000). Studie mozkových kmenových řezů aktivace receptoru v postemě myší oblasti. Společnost pro neurovědecké abstrakty. 26 (1-2) Abstrakt č. -716.13.
  6. ^ A b C d E F G h Porreca, Frank; Ossipov, Michael H. (květen 2009). „Nevolnost a zvracení vedlejší účinky opioidních analgetik během léčby chronické bolesti: mechanismy, důsledky a možnosti léčby“. Lék proti bolesti. 10 (4): 654–662. doi:10.1111 / j.1526-4637.2009.00583.x. PMID  19302436.
  7. ^ A b Hornby, Pamela J. (prosinec 2001). "Centrální neurocirkulace spojená s zvracením". American Journal of Medicine. 111 (8): 106–112. doi:10.1016 / S0002-9343 (01) 00849-X. PMID  11749934.
  8. ^ A b Bhargava, KP; Dixit, KS (listopad 1968). „Role chemoreceptorové spouštěcí zóny ve zvracení vyvolaném histaminem“. British Journal of Pharmacology. 34 (3): 508–13. doi:10.1111 / j.1476-5381.1968.tb08479.x. PMC  1703476. PMID  4387255.
  9. ^ A b C d E Mori, F; Pérez-Torres, S; De Caro, R; Porzionato, A; Macchi, V; Beleta, J; Gavaldà, A; Palacios, JM; Mengod, G (září 2010). "Lidská oblast postrema a další jádra související s emetickým reflexem exprimují cAMP fosfodiesterázy 4B a 4D". Journal of Chemical Neuroanatomy. 40 (1): 36–42. doi:10.1016 / j.jchemneu.2010.03.004. hdl:10261/147758. PMID  20347962. S2CID  43192630.
  10. ^ A b C Shinpo, K; Hirai, Y; Maezawa, H; Totsuka, Y; Funahashi, M (20. srpna 2012). „Role neuronů postrémy oblasti exprimujících H-kanály v indukčním mechanismu nevolnosti a zvracení“. Fyziologie a chování. 107 (1): 98–103. doi:10.1016 / j.physbeh.2012.06.002. PMID  22722099. S2CID  23070726.
  11. ^ Encarnacion, H. J. a kol. (2009). Zvracení Další vzdělávání pro veterináře. 31 (3): 122- +.
  12. ^ A b C Mortazavi, Martin M .; Tubbs, R. Shane; Harmon, Daniel; Oakes, W. Jerry (prosinec 2010). "Chronické zvracení v důsledku komprese postrému oblasti zadní mozkové tepny dolní: rozlišení po mikrovaskulární dekompresi". Journal of Neurosurgery: Pediatrics. 6 (6): 583–585. doi:10.3171 / 2010.9.PEDS10291. PMID  21121735.
  13. ^ Edwards, CM (listopad 1988). „Zvracení vyvolané chemoterapií - mechanismy a léčba: přehled“. Journal of the Royal Society of Medicine. 81 (11): 658–62. doi:10.1177/014107688808101115. PMC  1291846. PMID  3062170.