Вегетативные узлы
Узлы вегетативной нервной системы устроены однотипно, но отличаются друг от друга своей локализацией. По этому топографическому признаку их делят условно на три группы (порядка).Узлы I порядка, околопозвоночные (паравертебральные), ganglia trunci sympathici, образуют симпатический ствол, расположенный по сторонам позвоночного столба. Узлы II порядка, предпозвоночные (превертебральные) или промежуточные, ganglia intermedia, расположены впереди позвоночника, входят в состав вегетативных сплетений и также как и узлы I порядка относятся к симпатическому отделу вегетативной нервной системы. Узлы III порядка составляют конечные (терминальные) узлы, ganglia terminalia. Они в свою очередь разделяются на околоорганные и внутриорганные и относятся к парасимпатическим узлам.
Различная степень удаленности вегетативных узлов от спинного мозга или мозгового ствола, с одной стороны, и рабочего органа, с другой, сказывается на длине преганглионарных и постганглионарных волокон. Наибольшую длину имеют преганглионарные волокна, связанные с узлами III порядка. Постганглионарные волокна этих узлов, наоборот, очень короткие. Обратная картина наблюдается при рассмотрении волокон, связанных с узлами I порядка. Здесь преганглионарные волокна короткие, а постганглионарные — длинные. Преганглионарные волокна покрыты миелиновой оболочкой, благодаря чему имеют белый цвет. Их диаметр чаще составляет 2-3,5 мкм, а скорость распространения импульсов колеблется от 3 до 18 м/сек. Постганглионарные волокна лишены миелина, серого цвета, диаметр — до 2 мкм, скорость проведения импульса — 1-3 м/сек.
Снаружи вегетативный узел покрыт соединительнотканной капсулой, от которой внутрь отходят тяжи, между которыми располагаются группы клеток. Тело каждого нейрона имеет тонкую соединительнотканную капсулу. Между ней и телом нейрона — клетки сателлиты, которые выполняют опорную, защитную и трофическую функции.
В узлах выделяют три типа нейронов:
Клетки Догеля первого типа — мультиполярные с множеством коротких ветвящихся дендритов и одним длинным аксоном, направляющимся к рабочему органу (рис. 3). Это двигательные нейроны.
Клетки Догеля второго типа — чувствительные, мультиполярные с длинными дендритами, которые покидают узел и заканчиваются рецепторами на гладкомышечных или железистых клетках. Аксон может заканчиваться здесь же в ганглии, или направляться в соседние.
Клетки Догеля третьего типа представляют местные ассоциативные элементы, соединяющие своими отростками несколько клеток I и II типов как своего узла, так и соседних узлов.
Рис.3. Различные типы нейронов соматической (а) и вегетативной (б) частей нервной системы (из А.Г.Кнорре и И.Д.Лев). 1- пирамидная клетка коры головного мозга; 2- клетка Пуркинье из коры мозжечка; 3- клетка-зерно из коры мозжечка; 4- двигательная клетка переднего рога спинного мозга; 5- биполярная клетка сетчатки; 6- униполярная клетка сетчатки; 7- клетка 1 типа Догеля; 8- клетка II типа Догеля; 9- клетка промежуточно-латерального ядра бокового рога спинного мозга. |
Вегетативные узлы выполняют следующие функции:
Передачу нервного импульса с преганглионарной на постганглионарную часть эфферентного пути. Эта функция обусловлена наличием в узле двигательных нейронов.
Рефлекторную или замыкательную. Благодаря наличию не только двигательных , но и чувствительных нейронов в вегетативных узлах могут замыкаться периферические рефлекторные дуги, что превращает их в периферические нервные центры, способные осуществлять местные рефлексы на основе принципа саморегуляции.
Рецепторную, так как в узлах имеются рецепторы, которыми заканчиваются дендриты чувствительных нейронов спинномозговых и черепных узлов. Благодаря этим центростремительным связям состояние и деятельность вегетативных узлов находятся под контролем центральной нервной системы.
Через вегетативный узел проходят транзитно афферентные и эфферентные волокна.
Кроме анатомически обособленных ганглиев, по ходу вегетативных ветвей периферических нервов встречается большое количество нервных клеток, мигрировавших сюда в ходе эмбрионального развития.
из чего она состоит и как она работает
У человека нервная система – это система высшего уровня в организме. Она состоит из различных органов. Через них она взаимодействует с внешним миром и одновременно она управляет всей работой, которая протекает внутри организма. Многочисленные нервы в теле составляют у человека так называемую периферическую нервную систему [периферическая нервная система]. Головной мозг и спинной мозг называют центральной нервной системой [ЦНС].
Часть нервной системы, которую называют автономная или вегетативная нервная система, управляет всей работой организма, на которую не может повлиять воля человека (то есть эти действия организма не находятся под сонательным контролем человека).
Автономная нервная система контролирует все жизненноважные основные функции организма. Она работает и днём, и ночью, и управляет такими самопроизвольными процессами как биение сердца, пищеварение и дыхание, уровень давления и работу мочевого пузыря.
Когда при физической нагрузке у человека выделяется пот и учащается пульс, то это тоже регулирует автономная нервная система.
Сама автономная нервная система состоит из двух отделов: это симпатическая нервная система (она также может называться симпатический отдел) и парасимпатическая нервная система (также может называться парасимпатический отдел). Оба этих отдела регулируют работу одних и тех же органов, но противоположным образом:
- Симпатическая нервная система, когда идёт интенсивная работа или организм находится в стрессовой ситуации, стимулирует затраты энергии. Например, она усиливает у человека работу сердца (учащается пульс), ускоряется дыхание и повышается давление.
- Парасимпатическая нервная система наоборот отвечает за то, чтобы организм во время сна, покая и отдыха накапливал и восстанавливал запасы энергии. Например, она ослабляет работу сердца (частота ритма сердца снижается) и стимулирует работ желез и мускулатуры в пищеварительном тракте.
Онтогенез вегетативной нервной системы
%PDF-1.5 % 1 0 obj > endobj 5 0 obj /CreationDate (D:20160930092832+03’00’) /Creator /ModDate (D:20160930120159+03’00’) /Producer /Title >> endobj 2 0 obj > /Font > >> /Fields [] >> endobj 3 0 obj > stream application/pdf
Строение вегетативной нервной системы
Вегетативная нервная система выступает, наряду с соматической, подразделением большой и сложной нервной системы организма. С ее помощью идет постоянная регуляция работы органов, желез и сосудов (как кровеносных, так и лимфатических). Произвольно руководить вегетативной нервной системой невозможно — человек не может ни поднять температуру усилием воли, ни приказать желудку остановиться и не просить пищи.
По устройству и выполняемым задачам вегетативная нервная система разделена на две. Симпатическая, или же «система стресса», работает тогда, когда организм возбужден. Например, когда вы волнуетесь перед экзаменом или убегаете от злой овчарки. Правда, эта система тормозит работу органов пищеварения и мочеобразования.
Вторая, парасимпатическая, «система покоя», включается тогда, когда организм расслаблен и отдыхает. Но при этом она активирует пищеварение (замечали ли вы, что после чересчур плотного обеда наступает сонливость?) и мочеобразование, вот такие вот «перекрестья». Эти две системы действуют, словно качели из досочки: когда один край взлетает высоко, второй опускается на землю. И все-таки вместе они замечательно поддерживают внутренние настройки организма.
Высший центр вегетативной нервной системы — гипоталамус (часть промежуточного мозга). Кроме гипоталамуса в управлении участвует и продолговатый мозг.
Строение симпатической нервной системы. Симпатические ядра, их положение
1) Симпатические ядра представляют собой сгущения тел нейронов, лежащие в боковых рогах спинного мозга, причем только в грудном и поясничном его отделах.
2) От тел нейронов отходят длинные отростки-аксоны, формирующие нервные волокна.
3) Для симпатической системы характерны двигательные нейроны, у нее нет собственных чувствительных волокон, поэтому она «арендует» их у соматической системы.
Преганглионарные волокна и симпатические узлы. Постганглионарные волокна
1. Как симпатическая, так и парасимпатическая системы имеют характерное двухнейронное строение, при котором один нейрон лежит в центральной нервной системе, второй — на периферии, в узле-ганглии или непосредственно в органе.
2. Сгущения отростков первых нейронов формируют преганглионарные волокна, скопления отростков вторых нейронов — волокна постганглионарные.
3. Преганглионарные волокна отходят от симпатических ядер боковых рогов серого вещества спинного мозга (то есть они расположены «перед» ганглиями).
4. Аксоны преганглионарных нейронов, имеющие миелиновую оболочку, отходят от спинного мозга и переключаются на тела вторых нейронов — постганглионарных.
5. Скопления тел постганглионарных нейронов называются симпатическими узлами (ганглиями). Они находятся, во-первых, в симпатических стволах рядом с позвоночником, во-вторых, «разбросаны» в полостях тела и стенках органов. Симпатические ганглии также образуют сплетения: солнечное, легочное, сердечное, брыжеечный узел.
6. Постганглионарные волокна идут от симпатических узлов к органам, тканям, мускулам, миелиновой оболочки у них нет. Например, от чревного ганглия волокна «разбегаются» к печени, желудку, селезенке.
7. Важно, что преганглионарные волокна симпатической системы более короткие и толстые, а постганглионарные более длинные и тонкие. Из-за отсутствия миелиновой оболочки нервное возбуждение по ним передается медленнее.
Строение парасимпатической нервной системы
1) Парасимпатические ядра рассыпаны в стволе головного мозга и в спинном мозге, но только в крестцовом отделе (отсюда они уходят к кишечнику и органам выделения).
2) Парасимпатические ганглии (узлы) в большинстве своем мелкие, разбросанные, находятся довольно далеко от ядер, непосредственно рядом с органами или прямо в их толще. В связи с такой спецификой расположения узлов преганглионарные волокна длинные, а постганлионарные, наоборот, очень короткие — они уже, так скажем, работают на местах.
3) Основной, крупный смешанный нерв парасимпатической системы — блуждающий. Его можно представить в виде полноводной мощной реки, которая тянется на много километров, делает широкие изгибы, имеет множественные рукава, — потому что он подходит почти ко всем внутренним органам.
Сравнительная характеристика отделов периферической нервной системы
1. Соматическая нервная система:
1) Нервы подходят к скелетной мускулатуре, сухожилиям и суставам.
2) Поддается сознательному контролю: мы можем по своему желанию идти быстрее или медленнее, взять чашку, принять определенную позу.
3) Управляющие центры в ЦНС расположены в коре больших полушарий.
4) Двигательные нервные узлы-ганглии скопились в передних рогах спинного мозга. Вторые, дополнительные, узлы вне ЦНС отсутствуют.
5) Отростки клеток покрыты миелиновой оболочкой.
2. Вегетативная нервная система:
1) Нервы «подключены» к гладкой мускулатуре органов, к железам, сердцу.
2) Сознанию неподконтрольна.
3) Управляющие центры в ЦНС представляют собой вегетативные ядра в спинном мозге и стволе головного мозга.
4) Двигательные нервные узлы (ганглии) скапливаются в боковых рогах спинного мозга. Вторые узлы вне ЦНС имеются, это симпатические узлы, лежащие неподалеку от спинного мозга или парасимпатические внутри иннервируемого органа.
5) Миелиновая оболочка есть лишь до второго узла (до симпатического или парасимпатического), после второго узла отсутствует.
Выводы о строении отделов вегетативной нервной системы
Выше мы уже рассмотрели строение двух систем в составе вегетативной, а сейчас будет полезно повторить основные положения и наглядно сравнить их.
1. Симпатическая система:
1) Вегетативные ядра — центральная часть отдела, первые узлы — концентрируются в боковых рогах спинного мозга, а именно в его грудном и поясничном отделах.
2) Вторые узлы — вторые ганглии, вегетативные узлы расположены парами вдоль спинного мозга, по обе его стороны, или в нервных сплетениях.
3) Предузловое (предганглионарное) волокно короткое. Послеузловое (постганглионарное) намного длиннее.
4) Основные узлы: солнечное, легочное и сердечное сплетения, брыжеечный узел.
2. Парасимпатическая система:
1) Вегетативные ядра расположились в головном мозге (ствол) и спинном (крестец).
2) Вегетативные узлы находятся прямо в иннервируемом органе или же рядом с ним.
3) Предузловое (предганглионарное) волокно длинное. Послеузловое (постганглионарное) короткое.
4) Основной нерв — блуждающий.
Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда — видео уроки для подготовки к ОГЭ по биологии12. Спинно-мозговой узел — МГМСУ им. А.И. Евдокимова
12. Спинно-мозговой узел
ВИДЕО
Гистологический препарат № 12
Спинномозговой узел.
Окраска гематоксилином в эозином. Увеличение малое и большое. Найти:
- соединительно-тканную капсулу узла,
- чувствительные псевдоуниполярные нейроны ,
- ядра (крупные, светлые) мантийных глиоцитов (сателлитов),
- ядра (темные, вытянутые) клеток соеданительнотканной капсулы,
- нервные волокна.
- дорзальный корешок,
- вентральный корешок,
- спинномозговой нерв.
Задачи темы:
- Знать источники развития, классификацию, состав нервной системы уметь, дифференцировать на микроскопическом уровне органы центральной и периферической нервной системы.
- Рассмотреть тканевой состав структур периферических нервных стволов.
- Разобраться в особенностях гистофизиологии, источнике развития чувствительных (спинно — мозговых) и вегетативных периферических ганглиев и уметь дифференцировать их на микроскопическом уровне.
ДЕМОНСТРАЦИОННЫЕ ПРЕПАРАТЫ
- Гистологический препарат. Спинномозговой узел. Импрегнация азотнотсислым серебром. Этот метод выявляет и отростки нейронов и их тела.
- Гистологический препарат. Узел межмышчного ауэрбаховского нервного сплетения. Поперечный срез кишки. Импрегнация серебром. Увеличение большое. Обратить внимание на мультиполярные нейроны, расположенные в петлях сети нервных валокон.
- Гистологический препарат. Симпатический ганглий. Узел солнечного сплетения. Импрегнация серебром. Увеличение большое.
- Схема. Ультраструктурная организация псевдоуниполярного нейрона и его микроокружение. Учебник, 1989 г., рис. 117в, стр. 3.
ВИДЕО I — ВИДЕО II
Нервная система регулирует и координирует деятельность всех органов и систем организма и его взаимодействие с внешней средой. Анатомически нервную систему подразделяют на центральную (головной мозг и спинной мозг) и периферическую (периферические нервные узлы, нервные стволы и нервные окончания). С физиологической точку зрения различают автономную (вегетативную) нервную систему, иннервирующую внутренние органы, железы, сосуды, и соматическую (цереброспинальную), регулирующую деятельность остальной части (скелетную мышечную ткань).
Морфологическим субстратом деятельности нервной системы является рефлекторная дуга. Это цепь двух и более нейронов различного функционального значения (афферентный, ассоциативные, эфферентный), расположенных и разных отделах нервной системы и связанных между собой посредством синапсов. Рефлекторная дуга проводит нервный импульс от рецептора чувствительного нейрона до эффекторного окончания в рабочем органе. Рефлекторные дуги бывают вегетативными к соматическими, которые подразделяются на простые и сложные. Тела афферентных (первых) нейронов рефлекторных дут расположены вне центральной нервной системы, но вблизи нее (спинно мозговые, черепно — мозговые ганглии). Тела же всех ассоциативных (промежуточных) и всех эфферентных (последних) нейронов (за исключением немногих, принадлежащих к вегетативной нервной системе, находятся в центральной нервной системе ЦНС). Самая простая соматическая рефлекторная дуга состоит из первого чувствительною нейрона спинно -мозгового узла, и последнего — двигательного нейрона спинного мозга. Более сложные рефлекторные дуги между первым чувствительным и последним — афферентным нейронами имеют от одного до нескольких вставочных ассоциативных нейронов.
ВИДЕО I. Соматическая рефлекторная дуга
ВИДЕО II. Вегетативная (автономная) рефлекторная дуга
Нервная система, ее спинной и головной мозг, развиваются из нервной трубки, а спинно мозговые ганглии и периферические вегетативные узлы из ганглиозной пластинки. При этом головной, мозг и органы чувств закладываются из краниального отдела нервной трубки, а из ее туловищного отдела спинной мозг.
Периферическая нервная система
Нервные узлы представляют собой скопления нервных клеток, расположенных вне ЦНС. Различают чувствительные (спинномозговые) и вегетативные нервные узлы. Нейроны вегетативных узлов мультиполярные, эфферентные, в отличие от псевдоуниполярных чувствительных в спинномозговых ганглиях. Вегетативные ганглии могут располагаться как вне органов (внеорганные), так и в их стенке (интрамуральные). Внеорганные симпатические ганглии содержат катехоламинергические нейроны и МИФ — клетки, являющиеся тормозными внутриганглиозными нейронами, а парасимпатические ганглии холинергические нейроны. Интрамуральные ганглии содержат холинергические, адренергические, пуринергические и пептидергические нейроны.
Чувствительные спинномозговые ганглии лежат по ходу задних корешков спинного мозга. С поверхности ганглий покрыт соединительнотканной оболочкой, от которой отходят внутрь узла тонкие соединительнотканные прослойки с сосудами и нервами. По периферии органа группами располагаются округлые тела чувствительных псевдоуниполярных нейронов, окруженные мантийными глиоцитами с крупными светлыми ядрами. Снаружи от мантийных глиоцитов имеется соединительнотканная оболочка (капсула), клетки которой содержат небольшие темно — окрашенные уплощенные ядра, В центре узла проходят нервные волокна — отростки нейронов. Дендриты нейроцитов этого узла в составе чувствительной части смешанных спинномозговых нервов идут ка периферию, образуя там чувствительные нервные окончания — рецепторы. Аксоны же образуют задние корешки спинного мозга, входят в спинной мозг и заканчиваются синапсами на ассоциативных нейронах. В случае двучленной дуги — на двигательных или поднимаются по заднему канатику в продолговатый мозг, образуя синапсы на нейронах ядер нежного и клиновидного пучков.
Методичка МГМСУ в формате PDF — скачать и читать со страницы 5 (Тема 1. Нервная система. Читать до центральной нервной системы.)
Методичка МГМСУ. Частная гистология.
Читать другие методички
Учебник «Частная гистология» В.Л.Быков страницы c 236 по 275 для обязательного самостоятельного изучения
(ЧИТАТЬ)Названы пять незаметных симптомов, требующих обращения к неврологу
Причину плохого самочувствия зачастую приходится выяснять у множества специалистов, сдавая разнообразные анализы, однако и это не приносит положительного результата. Помочь в таком случае, как рассказала невролог, кандидат медицинских наук Елена Беленко, могут врачи ее профиля, а именно узкой специализации — вегетологии. Эксперт перечислила пять состояний, которые требуют обращения именно к такому доктору.
При ощущении сбоев в работе сердца нельзя исключать патологию, но кардиологи могут не найти существенных отклонений, а значит нарушено управление данной системой.
— Работой сердца управляют вегетативные узлы и сплетения, состоящие из симпатических и парасимпатических волокон. Точнее — три пары нервных симпатических узлов на уровне шеи и парасимпатические нервы — ветви шейной и грудиной частей блуждающего нерва. Симпатические нервы ускоряют работу сердца, либо усиливают сокращения. В норме это происходит в ответ на физическую нагрузку или в момент стресса, — цитирует Беленко KP.Ru.
У древнего человека, добавила врач, такая реакция обеспечивала выживание. У современного — стресса может не быть, а состояние возникать, что указывает на наличие заболевания и необходимость посетить невролога.
При чувстве неполного вдоха, усугубляющемся при разговорах и ходьбе, нужно сначала исключить проблемы с легкими и эндокринной системой. Если их не обнаружится, проконсультируйтесь с вегетологом.
— Дело в том, что работа легких обеспечивается двумя парами шейных симпатических узлов, бронхиальными ветвями блуждающего нерва, а также дыхательным центром головного мозга. Взаимоотношения у них достаточно сложные. Они регулируют работу гладкой мускулатуры и слизистой оболочки бронхов, тонус сосудов легких. Также оказывают влияние на объем и частоту дыхательных движений, — рассказала доктор.
Тяжесть в животе после еды или повышенное газообразование доставляют немало дискомфорта. Исследования ЖКТ могут не выявить значимых отклонений, значит дело в вегетативной нервной системе. По словам Беленко, ветви симпатических и парасимпатических нервов обеспечивают работу каждого отдела, от глотки и пищевода, до прямой кишки, и необходимо разобраться, что выводит их из строя.
Не стоит игнорировать и раннее пробуждение, а также нарушения сна. Работа вегетативной нервной системы подчинена фазам смены времени суток. При ее дисфункции возникает постоянно высокий тонус работы симпатического отдела, что и приводит к отсутствию полноценного, восстанавливающего сна.
Хроническая усталость, ощущения упадка сил уже с самого утра могут свидетельствовать о недостатке витаминов и микроэлементов, а также о проблемах с щитовидной железой. Но вероятны и нарушения неврологического свойства.
Беленко отметила, что перечисленные симптомы не смертельны, но они серьезно снижают качество жизни.
— С такими проблемами можно прожить долго, только вопрос — насколько счастливо. Вегетативная нервная система обеспечивает работу всех внутренних органов, а также обеспечивает адаптацию организма к различным нагрузкам, воздействию окружающей внешней среды. При воздействии экстремальных стрессов, работа вегетативной нервной системы нарушается. Как следствие нарушается работа внутренних органов, — предупредила доктор.
как избавиться от всех болезней
Источник всех болезней
Нередко случается, что человек чувствует себя больным, ходит по врачам, делает множество обследований, но никто не может поставить ему диагноз. Почему так происходит? Как показывает медицинская практика, часто за симптомами разных болезней скрывается одна – вегетативная дистония. Об этом заболевании многие слышали, но мало кто знает что-то определенное.
О том, чем опасна вегетативная дистония, как ее выявить и чем лечить, мы побеседовали с кандидатом медицинских наук, врачом высшей категории, директором медицинского центра «РОСМИД» Александром Ивановичем Беленко.
Вегетативная дистония — что это?
— Александр Иванович, судя по названию, вегетативная дистония – это расстройство вегетативной нервной системы. Что это за система? Для чего она нужна в организме?
Вегетативная система – это часть нервной системы человека, ее представительства находятся во всех частях организма. Основная функция вегетативной нервной системы – приспосабливать работу внутренних органов к меняющимся внешним условиям. Например, когда в организм попадает пища, в ее переработке поэтапно принимают участие различные части пищеварительного тракта, а координирует их совместную работу вегетативная нервная система.
— Почему иногда говорят о вегетативно-сосудистой дистонии? Сосуды тоже связаны с вегетативной системой?
Конечно. Они, буквально, оплетены вегетативными нервами, которые сужают или расширяют их. Появление первых признаков болезни обычно связано именно с дисфункцией сосудов. Это может быть или постоянный спазм сосудов и, наоборот, их чрезмерное расширение. При вегетативной дистонии почти всегда происходит спазм артерий головного мозга, а вены, наоборот, расширены, из-за чего скорость кровотока в них резко снижается. Получается, что, с одной стороны, мозг страдает от недостатка артериальной крови, богатой кислородом, с другой стороны, так как есть проблемы с оттоком венозной крови, происходит, условно говоря, «зашлакованность» клеток мозга. Кроме того, повышается внутричерепное давление. В результате появляются соответствующие симптомы: тяжесть в голове, отечность лица, заложенность носа, ощущение песка в глазах. И врачи, и пациенты часто не могут понять, что причина этих проблем не в спазме сосудов, а в сбое вегетативной системы.
Причины возникновения заболевания
— Из-за чего этот сбой возникает?
Как правило, это происходит из-за систематического перенапряжения нервной системы. Спровоцировать его могут различные факторы: сильный стресс, болезни, травмы, злоупотребление алкоголем и т. д. Перегрузка клеток головного мозга автоматически передается в структуры спинного мозга, а оттуда по вегетативным нервам в вегетативные узлы. Вегетативные узлы – это скопления нервных клеток сбоку от позвоночного столба.
— За что отвечают вегетативные узлы?
Каждый вегетативный узел имеет свою сферу деятельности, которая называется метамер. На этой территории он управляет всеми сосудами (сужает и расширяет их в зависимости от внешних обстоятельств), питанием тканей, их терморегуляцией. Важно еще и то, что от работы вегетативных узлов зависит деятельность тех органов, человеческого тела, которые с ними связаны.
— Что происходит при напряжении вегетативного узла?
Если вегетативные узлы чрезмерно возбуждаются, это может привести к сбою в их работе. Я думаю, вы заметили, что ситуацию сильного стресса каждый человек описывает по-своему: у кого-то учащается сердцебиение, у кого-то «перехватывает горло», у кого-то «сводит живот». Это означает, что в организме ослаблены те вегетативные узлы, которые отвечают за деятельность соответствующих органов.
— Получается, правы те, кто говорит, что все болезни от нервов?
Не все, но очень многие. Представьте, человека, живущего в постоянном стрессе. Он регулярно чувствует, что у него неровное сердцебиение. Он идет к врачу, чтобы тот проверил, в чем дело, но обследование показывает, что сердце абсолютно здоровое. И врач, и пациент просто не догадываются, что проблемы не с сердцем, а с вегетативным узлом, который отвечает за сердечную деятельность.
Методы диагностики
Загадки температуры тела
— Как определить, что болезнь связана именно со сбоем в вегетативной нервной системе?
Тут нам на помощь приходит тепловизионная диагностика – сканирование инфракрасного излучения с поверхности тела. Этот метод диагностики был очень популярен во всем мире в 1970-1980-е годы. С его помощью можно с очень высокой степенью точности (до одной сотой градуса) определить температуру в любой точки поверхности тела.
— Разве у здорового человека не универсальная температура – 36,6?
Нет. В разных частях тела температура разная. Скажем, температура поверхности ладони в норме должна быть чуть меньше, чем поверхности плеча, в то время как температура соответствующих частей правой и левой половин тела должна быть одинаковой. Расстройство работы внутренних органов и сосудов напрямую влияет на температуру поверхности тела.
Кстати, если разница между температурой различных частей тела у человека составляет больше, чем 0,8 градуса, то это признак болезни.
— Почему же в наши дни тепловизионную диагностику так редко используют?
Дело в том, что расшифровку тепловизионных картинок (снимков) пытались делать с анатомических позиций. Скажем, если снимок показывал изменение температуры в районе печени, то считали, что именно там какие-то нарушения. Однако оказалось, что такая интерпретация обладает не очень высокой точностью, поэтому постепенно тепловизионная диагностика потеряла популярность. Но мне удалось доказать, что ошибку давал вовсе не сам снимок, а неправильный алгоритм его расшифровки.
— И какой алгоритм правильный?
Я много лет проводил клинические исследования в этой области и решил разобраться, с чем именно связано изменение температуры поверхности тела при болезни. Известно, что общую температуру тела определяет кровообращение, но локальная температура поверхности тела явно зависит от деятельности местных структур. Из всех структур метамера только вегетативные нервные клетки имеют постоянную фоновую активность и, соответственно, именно от состояния вегетативных узлов зависит температура на том или ином участке поверхности тела.
Таким образом, тепловизионная диагностика позволяет протестировать состояние вегетативной нервной системы. Мой опыт показывает, что, сопоставив жалобы пациента с результатами этого обследования, можно получить персональный портрет болезни. Организм сам дает подсказки, что происходит, меняя температуру на различных участках поверхности тела. Главное – правильно ее проинтерпретировать.
Исследование сердца
— Какие еще методы диагностики вегетативной дистонии Вы используете?
Мы проводим исследование вариабельности сердечного ритма. Для этого записывается кардиоритмограмма на протяжении 10 минут, однако нужна она вовсе не для того, чтобы проанализировать состояние сердца. Главная цель исследования – оценить, как вегетативная нервная система им управляет. Для этого мы проводим исследование, когда пациент лежит, а затем – когда он стоит. В норме, когда человек встает, его пульс должен резко учащаться (на 10-12 ударов в минуту больше), а затем через 15-30 ударов возвращаться к исходному значению. Если изменения пульса, происходящие в тот момент, когда человек встает, не укладываются в границы нормы, это признак нарушения работы вегетативной системы.
Лечение и реабилитация
Лечебная энергия света
— Александр Иванович, но ведь вегетативная дистония проявляется не только проблемами с сердцем?
Именно. Я всегда говорю своим пациентам: «У вас не несколько болезней, а одна, просто она проявляет себя по-разному». Вообще современной медицине не хватает комплексного подхода к лечению. Проблемами с сердцем занимаются одни врачи, проблемами с пищеварением – другие, проблемами с нервной системой – третьи. Но очень часто они лечат только внешние симптомы, не понимая, что все эти проблемы взаимосвязаны.
Пациентов с такими разноплановыми проявлениями болезни многие врачи недолюбливают, считают чуть ли не симулянтами — ведь никаких серьезных нарушений соответствующих органов найти не удается! В итоге люди годами страдают и ходят от врача к врачу, но никто им не помогает.
— Что же им тогда делать?
Мы разработали свою методику лечения вегетативной дистонии, которая за много лет практики доказала свою эффективность. Главная наша задача – сделать так, чтобы нервная система организма получила толчок к самовосстановлению. Как показывает наш врачебный опыт, таким импульсом, который стимулирует организм, является свет. В естественных условиях фотоны света участвуют в физиологических реакциях внутри организма, попадая от глаз в гипоталамус – главный вегетативный центр головного мозга. Еще академик Бехтерев в 1916 году установил, что с помощью воздействия света с разной длиной волны можно эффективно лечить расстройства нервной системы.
— Какая длина волны нужна для лечения вегетативной дистонии?
Каждая длина волны имеет свой цвет, так, например, синий свет имеет длину волны короче, чем красный. При этом от длины волны напрямую зависит лечебное воздействие света на организм. Современные аппараты светолечения делятся на два типа. Первый тип – аппараты лазерной терапии. Которые позволяют получать свет заданной длины волны. Подавать его в организм нужно с определенной частотой, соответствующей колебаниям вегетативных структур. Эту частоту мы определяем методом кардиоритмографии. Получается, что мы при терапии подаем свет с учетом физиологических ритмов вегетативной нервной системы.
В последнее время появились новые аппараты светотерапии, где используются сверхмощные светодиоды, которые также испускают свет заданной длины волны.
— Как осуществляется воздействие света на организм?
Существует две основных методики. В первом случае свет направляется на ту зону, где были выявлены проблемные точки при тепловизионной диагностике. Мы подводим излучатель, задаем мощность, частоту и время воздействия света. Во втором случае мы проводим метод внутривенной фотолазеротерапии, то есть фактически вводим в вену красный и синий свет с помощью специального световода. Этот свет воздействует на стенку сосуда и на клетки крови, давая им дополнительную энергию, идет обогащение эритроцитов кислородом, восстанавливается тонус сосудов. Должен заметить, что этот метод, практически, не имеет побочных эффектов.
— Как долго должна длиться такая терапия?
Мы проводим сеансы внутривенного лечения от 10 до 15 минут, хотя во всем мире они обычно длятся вдвое больше. Дело в том, что мы разработали методику комбинированного воздействия местного и внутривенного лазера: общее время сеанса уменьшается, а эффективность увеличивается. Обычно курс лечения состоит из десяти таких сеансов.
Процесс восстановления
— После этого работа вегетативной системы восстанавливается?
Да. Очень важно, что выздоровление происходит по универсальным правилам самовосстановления организма, заложенным самой природой. Организм проходит несколько этапов выздоровления: в какой-то момент будет сонливость и вялость, в какой-то момент обязательно будет обострение симптомов. Этого не нужно бояться. Это не осложнение лечения, а одна из важных стадий восстановления. Речь идет о таинстве выздоровления.
— Сколько времени занимает процесс восстановления?
О результатах десятидневного курса лечения можно судить не раньше, чем через 2,5-3 месяца. После окончания сеансов восстановление продолжается, человек чувствует, что в его организме происходят оздоровительные процессы. В большинстве случаев достаточно одного курса лечения, однако в особо запущенных случаях может потребоваться повторный курс.
Подводим итоги
— Александр Иванович, что бы Вы могли посоветовать пациентам с вегетативной дистонией?
Представьте себе человека, который много лет подряд чувствует себя очень плохо, ходит по врачам, но никакие лекарства не помогают. В советское время таких пациентов называли «функциональные больные», к ним никогда серьезно не относились, потому что обследования не выявляло никакой патологии. Именно этим людям наша клиника может помочь разобраться в причинах их болезней, а потом помочь избавиться от них. Так что, если вам никто не может помочь, приходите к нам в центр!
Источники
- Draskau MK., Rosenmai AK., Scholze M., Pedersen M., Boberg J., Christiansen S., Svingen T. Human-relevant concentrations of the antifungal drug clotrimazole disrupts maternal and fetal steroid hormone profiles in rats. // Toxicol Appl Pharmacol — 2021 — Vol — NNULL — p.115554; PMID:33910022
- Gürler EB., İriboz E., Kaya ÖTÇ., Türkaydin D., Öveçoğlu HS. Acute dental pain elevates salivary oxytocin in women: a risk factor during pregnancy. // Gen Dent — 2021 — Vol69 — N3 — p.73-77; PMID:33908883
- Pérez Corral O., Danet Danet A. [Gender analysis of the Spanish Fertility Survey 2018]. // Gac Sanit — 2021 — Vol — NNULL — p.; PMID:33906792
- Olmos-Ortiz A., Olivares-Huerta A., García-Quiroz J., Zariñán T., Chavira R., Zaga-Clavellina V., Avila E., Halhali A., Durand M., Larrea F., Díaz L. Placentas associated with female neonates from pregnancies complicated by urinary-tract infections have higher cAMP content and cytokines expression than males. // Am J Reprod Immunol — 2021 — Vol — NNULL — p.e13434; PMID:33905581
- Santymire RM., Adkin A., Bernier D., Hill B. Validating the use of fecal glucocorticoid metabolite analysis to assess the adrenocortical activity of the zoo-housed Sichuan takin (Budorcas taxicolor tibetana). // Zoo Biol — 2021 — Vol — NNULL — p.; PMID:33905549
- Archiza B., Leahy MG., Kipp S., Sheel AW. An integrative approach to the pulmonary physiology of exercise: when does biological sex matter? // Eur J Appl Physiol — 2021 — Vol — NNULL — p.; PMID:33903937
- Bartolone S., Mayrovitz HN. Intrahepatic Cholestasis of Pregnancy: Role of Baby’s Sex on Itch Severity and Bile Acid Levels. // Cureus — 2021 — Vol13 — N3 — p.e14089; PMID:33903845
- Luo M., Jiang YL., Yao FX., Tian QJ. [Pilot study of genetic counseling and prenatal diagnosis in androgen insensitivity syndrome: with 3 families reports]. // Zhonghua Fu Chan Ke Za Zhi — 2021 — Vol56 — N4 — p.251-256; PMID:33902236
- Song TY., Deng J., Fang F., Chen CH., Wang XH., Wang X., Zhuo XW., Dai LF., Wang HM., Tian XJ. [The etiology of 340 infants with early-onset epilepsy]. // Zhonghua Er Ke Za Zhi — 2021 — Vol59 — N5 — p.387-392; PMID:33902223
- Karim SI., Irfan F., Saad H., Alqhtani M., Alsharhan A., Alzhrani A., Alhawas F., Alatawi S., Alassiri M., M A Ahmed A. Men’s knowledge, attitude, and barriers towards emergency contraception: A facility based cross-sectional study at King Saud University Medical City. // PLoS One — 2021 — Vol16 — N4 — p.e0249292; PMID:33901184
Анатомия, автономная нервная система — StatPearls
Введение
Автономная нервная система — это компонент периферической нервной системы, который регулирует непроизвольные физиологические процессы, включая частоту сердечных сокращений, кровяное давление, дыхание, пищеварение и сексуальное возбуждение. Он состоит из трех анатомически различных отделов: симпатического, парасимпатического и кишечного.
Симпатическая нервная система (СНС) и парасимпатическая нервная система (ПНС) содержат как афферентные, так и эфферентные волокна, которые обеспечивают сенсорный ввод и двигательный выход, соответственно, в центральную нервную систему (ЦНС).Как правило, моторные пути SNS и PNS состоят из серии из двух нейронов: преганглионарного нейрона с клеточным телом в ЦНС и постганглионарного нейрона с клеточным телом на периферии, которое иннервирует ткани-мишени. Кишечная нервная система (ENS) представляет собой обширную сетевидную структуру, способную функционировать независимо от остальной нервной системы. [1] [2] Он содержит более 100 миллионов нейронов более 15 морфологии, что превышает сумму всех других периферических ганглиев, и в основном отвечает за регуляцию пищеварительных процессов.[3] [4]
Активация SNS приводит к общему состоянию повышенной активности и внимания: реакции «бей или беги». При этом повышается артериальное давление и частота сердечных сокращений, наступает гликогенолиз, прекращается перистальтика желудочно-кишечного тракта и т. Д. [5] SNS иннервирует почти каждую живую ткань в организме. PNS способствует процессам «отдыха и усвоения пищи»; частота сердечных сокращений и артериальное давление снижаются, возобновляется перистальтика желудочно-кишечного тракта / пищеварение и т. д. [5] [6] PNS иннервирует только голову, внутренние органы и наружные гениталии, особенно свободные в большей части опорно-двигательного аппарата и кожи, что делает их значительно меньше, чем SNS.[7] ENS состоит из рефлекторных путей, которые контролируют пищеварительные функции сокращения / расслабления мышц, секреции / абсорбции и кровотока. [3]
Пресинаптические нейроны как SNS, так и PNS используют ацетилхолин (ACh) в качестве своего нейромедиатора. Постсинаптические симпатические нейроны обычно продуцируют норэпинефрин (NE) в качестве своего эффекторного передатчика для воздействия на ткани-мишени, в то время как постсинаптические парасимпатические нейроны используют ACh повсюду. [1] [5] Известно, что кишечные нейроны используют несколько основных нейромедиаторов, таких как ACh, закись азота и серотонин, и это лишь некоторые из них.[8]
Структура и функции
Симпатическая нервная система
Тела симпатических нейронов расположены в промежуточно-боковых столбах или боковых рогах спинного мозга. Пресинаптические волокна выходят из спинного мозга через передние корешки и входят в передние ветви спинномозговых нервов T1-L2 и попадают в симпатические стволы через белые коммуникантные ветви. Отсюда волокна могут подниматься или опускаться по симпатическому стволу к верхнему или нижнему паравертебральному ганглию, соответственно, проходить к соседним ветвям передних спинномозговых нервов через серые коммуникантные ветви или пересекать ствол без синапсов и продолжаться через брюшно-тазовый внутренностный нерв, чтобы достичь превертебральные ганглии.Из-за центрального расположения симпатических ганглиев пресинаптические волокна имеют тенденцию быть короче, чем их постсинаптические аналоги. [2] [9]
Паравертебральные ганглии существуют в виде узелков по всему симпатическому стволу, прилегающих к позвоночнику, где находятся синапсы пре- и постганглионарных нейронов. Хотя количество может варьироваться в зависимости от человека, обычно существует три шейных, 12 грудных, четыре поясничных и пять крестцовых ганглиев. Из них только шейные имеют названия верхних, средних и нижних шейных ганглиев.Нижний шейный узел может сливаться с первым грудным узлом, образуя звездчатый узел. [2] [9]
Все нервы дистальнее паравертебральных ганглиев являются внутренними нервами. Они передают афферентные и эфферентные волокна между ЦНС и внутренними органами. Сердечно-легочные чревные нервы несут постсинаптические волокна, предназначенные для грудной полости.
Нервы, которые иннервируют внутренние органы брюшной полости и таза, проходят через паравертебрально без синапсов, становясь брюшно-тазовыми внутренними нервами.Эти нервы включают больший, малый, наименьший и пояснично-чревные нервы. Пресинаптические нервы, наконец, синапсы в превертебральных ганглиях, которые находятся ближе к их органу-мишени. Превертебральные ганглии — это часть нервных сплетений, окружающих ветви аорты. К ним относятся глютеновые, аортекоренальные, а также верхние и нижние брыжеечные ганглии. Чревный ганглии получает входной сигнал от большого чревного нерва, аортекоренальный от малого и наименее чревного нервов, а верхний и нижний брыжеечные нервы от нижнего и поясничного внутренних нервов.Чревный ганглий иннервирует органы, происходящие из передней кишки: дистальный отдел пищевода, желудок, проксимальный отдел двенадцатиперстной кишки, поджелудочную железу, печень, билиарную систему, селезенку и надпочечники. Верхний брыжеечный ганглий иннервирует производные средней кишки: дистальный отдел двенадцатиперстной кишки, тощую кишку, подвздошную кишку, слепую кишку, аппендикс, восходящую ободочную кишку и проксимальный поперечный отдел ободочной кишки. Наконец, нижний брыжеечный ганглий обеспечивает симпатическую иннервацию структурам, развивающимся из задней кишки: дистальному поперечному, нисходящему и сигмовидному отделам толстой кишки; прямая кишка и верхний анальный канал; а также мочевой пузырь, наружные гениталии и гонады.[10] [11] [12] Для получения дополнительной информации см. Соответствующую статью StatPearls по этой ссылке. [13]
Общее правило двух нейронов для цепей SNS и PNS имеет несколько заметных исключений. Симпатические и парасимпатические постганглионарные нейроны, которые синапсируют с ENS, функционально являются частью цепи из трех или более нейронов. Пресинаптические симпатические волокна, предназначенные для мозгового вещества надпочечников, проходят через чревные ганглии и синапсы непосредственно на хромаффинные клетки. Эти уникальные клетки функционируют как постганглионарные волокна, которые выделяют адреналин непосредственно в венозную систему.[1] [2] [14]
Постганглионарные симпатические нейроны выделяют NE, который действует на адренергические рецепторы в ткани-мишени. Подтип рецептора, альфа-1, альфа-2, бета-1, бета-2 или бета-3, и ткани, в которых они экспрессируются, влияют на сродство NE к рецептору. [15] Для получения дополнительной информации см. Статьи StatPearls, касающиеся адренергических рецепторов, по следующим ссылкам. [16] [17] [18]
Как уже говорилось, SNS позволяет организму справляться со стрессорами посредством реакции «бей или беги».Эта реакция в первую очередь регулирует кровеносные сосуды. Сосуды тонически иннервируются, и в большинстве случаев усиление симпатических сигналов приводит к сужению сосудов, а не к расширению сосудов. Исключение составляют коронарные сосуды и сосуды, снабжающие скелетные мышцы и наружные гениталии, для которых происходит обратная реакция [2]. Этот противоречивый эффект опосредован балансом активности альфа- и бета-рецепторов. В физиологическом состоянии стимуляция бета-рецепторов увеличивает расширение коронарных сосудов, но есть притупление этого эффекта за счет опосредованной альфа-рецепторами вазоконстрикции.В патологическом состоянии, например при ишемической болезни сердца, активность альфа-рецепторов усиливается, и происходит приглушение бета-активности. Таким образом, коронарные артерии могут сужаться за счет симпатической стимуляции. [19] Активация симпатической нервной системы увеличивает частоту сердечных сокращений и сократительную силу, что, однако, увеличивает метаболические потребности и, таким образом, пагубно влияет на сердечную функцию у людей с ограниченными возможностями [20].
Социальная сеть постоянно активна, даже в нестрессовых ситуациях. В дополнение к вышеупомянутой тонической стимуляции кровеносных сосудов СНС активен во время нормального дыхательного цикла.Активация симпатической нервной системы дополняет ПНС, действуя во время вдоха, расширяя дыхательные пути, обеспечивая соответствующий приток воздуха. [2] [21]
Кроме того, SNS регулирует иммунитет посредством иннервации иммунных органов, таких как селезенка, тимус и лимфатические узлы. [15] [22] Это влияние может усиливать или подавлять воспаление. [23] Клетки адаптивной иммунной системы в основном экспрессируют рецепторы бета-2, тогда как клетки врожденной иммунной системы экспрессируют их, а также адренергические рецепторы альфа-1 и альфа-2.[15] [24] Макрофаги активируются при стимуляции альфа-2 и подавляются активацией бета-2-адренергических рецепторов.
Большинство постганглионарных симпатических нейронов являются норадренергическими, а также выделяют один или несколько пептидов, таких как нейропептид Y или соматостатин. Нейроны NE / нейропептида Y иннервируют кровеносные сосуды сердца, таким образом регулируя кровоток [25], в то время как нейроны NE / соматостатин целиакии и верхних брыжеечных ганглиев снабжают подслизистые ганглии кишечника и участвуют в контроле моторики желудочно-кишечного тракта.Считается, что эти пептиды служат для модуляции реакции постсинаптического нейрона на первичный нейромедиатор. [1]
Пептиды также связаны с холинергическими симпатическими постганглионарными нейронами. Эти нейроны чаще всего иннервируют потовые железы и прекапиллярные резистивные сосуды в скелетных мышцах и продуцируют вазоактивный кишечный полипептид вместе с ACh. Пептид, связанный с геном кальцитонина, мощный вазодилататор, также был обнаружен в паравертебральных симпатических нейронах.[26] [27] [28] [29]
Парасимпатическая нервная система
Парасимпатические волокна выходят из ЦНС через черепные нервы (CN) III, VII, IX и X, а также через нерв S2-4. корнеплоды. Парасимпатических ганглиев четыре пары, и все они расположены в голове. CN III через ресничный узел иннервирует радужную оболочку и цилиарные мышцы глаза. CN VII иннервирует слезные, носовые, небные и глоточные железы через крылонебный узел, а также подъязычные и подчелюстные железы через поднижнечелюстной узел.CN IX иннервирует околоушные железы через слуховой ганглий. [4] Все остальные пресинаптические синапсы парасимпатических волокон в ганглии рядом или на стенке ткани-мишени; это приводит к тому, что пресинаптические волокна становятся значительно длиннее постсинаптических. Расположение этих ганглиев дает ПНС свое название: «пара-» означает «прилегающий к, следовательно,« парасимпатический ». [2]
Блуждающий нерв, CN X, составляет около 75% ПНС и обеспечивает парасимпатический вход для большая часть грудных и брюшных внутренних органов, с крестцовыми парасимпатическими волокнами, иннервирующими нисходящую и сигмовидную кишку и прямую кишку.Блуждающий нерв имеет четыре клеточных тела в продолговатом мозге. К ним относятся следующие [2] [4] [30] [31]:
Дорсальное ядро: обеспечивает парасимпатический выход внутренних органов
Nucleus ambiguus: производит моторные волокна и преганглионарные нейроны, которые иннервируют сердце
Nucleus solitarius: получает афференты вкусовых ощущений и внутренностей, и, наконец,
Ядро тройничного нерва спинного мозга: получает информацию о прикосновении, боли и температуре наружного уха, слизистой оболочки гортани и части твердой мозговой оболочки
Кроме того, блуждающий нерв передает сенсорную информацию от барорецепторов каротидного синуса и дуги аорты к мозговому веществу.[32]
Как упоминалось во введении, блуждающий нерв отвечает за процессы «отдыха и переваривания». Блуждающий нерв способствует расслаблению сердца в нескольких аспектах функции. Он снижает сократимость предсердий и, в меньшей степени, желудочков. В первую очередь это снижает скорость проведения через атриовентрикулярный узел. Именно благодаря этому механизму массаж каротидного синуса ограничивает повторный вход при синдроме Вольфа-Паркинсона-Уайта. [2] Другая ключевая функция PNS сосредоточена вокруг пищеварения.Парасимпатические волокна головы способствуют слюноотделению, тогда как те, которые синапсируют с ENS, приводят к усилению перистальтической и секреторной активности. [4] [33] Блуждающий нерв также оказывает значительное влияние на дыхательный цикл. В непатологическом состоянии парасимпатические нервы срабатывают во время выдоха, сокращаясь и напрягая дыхательные пути для предотвращения коллапса. Эта функция вовлекает ПНС в начало послеоперационного острого респираторного дистресс-синдрома. [2] [21]
Из-за обширной природы блуждающего нерва он был описан как идеальная «система раннего предупреждения» для инородных захватчиков, а также для мониторинга восстановления организма.До 80% волокон блуждающего нерва являются сенсорными и иннервируют почти все основные органы. Было обнаружено, что парасимпатические ганглии экспрессируют рецепторы интерлейкина-1, ключевого цитокина воспалительного иммунного ответа [34]. Это, в свою очередь, активирует гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось и SNS, что приводит к высвобождению глюкокортикоидов и NE соответственно. [2] Исследования коррелировали между ингибированием вагусного действия при ваготомии и холинергическими ингибиторами со значительным снижением, если не устранением, аллергическими, астматическими и воспалительными реакциями.[7]
Постганглионарные парасимпатические нейроны высвобождают ACh, который действует на мускариновые и никотиновые рецепторы, каждый с различными субъединицами: M1, M2 и M3, а также N1 и N2, где «M» и «N» обозначают мускарин и никотин соответственно. . [5] Постганглионарные рецепторы ACh и рецепторы на мозговом веществе надпочечников относятся к N-типу, в то время как парасимпатические эффекторы и потовые железы относятся к M-типу. [2] Как и в симпатических нейронах, некоторые пептиды, такие как вазоактивный кишечный пептид (VIP), нейропептид Y (NPY) и пептид, связанный с геном кальцитонина (CGRP), экспрессируются в парасимпатических нейронах и высвобождаются из них.[27] [28] [35] [36] Для получения дополнительной информации см. Статью StatPearls о холинергических рецепторах здесь. [37]
Кишечная нервная система (ENS)
ENS состоит из двух ганглиозных сплетений: миэнтерического (Ауэрбаха) и подслизистого (Мейснера). Миэнтерическое сплетение находится между продольной и круговой гладкой мышцей желудочно-кишечного тракта, в то время как подслизистое сплетение находится внутри подслизистой основы. ENS является автономным, функционирует за счет локальной рефлекторной активности, но часто получает входные данные и обеспечивает обратную связь с SNS и PNS.ENS может получать входные данные от постганглионарных симпатических нейронов или преганглионарных парасимпатических нейронов. [1] [38]
Подслизистое сплетение управляет движением воды и электролитов через стенку кишечника, в то время как мышечно-кишечное сплетение координирует сократимость круговых и продольных мышечных клеток кишечника для обеспечения перистальтики. [39]
Подвижность вырабатывается в ENS посредством рефлекторной цепи, включающей круговые и продольные мышцы. Никотиновые синапсы между интернейронами опосредуют рефлекторные цепи.[39] Когда цепь активируется присутствием болюса, возбуждающие нейроны в круговой мышце и тормозящие нейроны в продольной мышечной огне образуют узкую секцию кишечника проксимальнее болюса; это известно как движущий сегмент. Одновременно возбуждающие нейроны в продольной мышце и тормозящие нейроны в круговой мышце образуют «принимающий сегмент» кишечника, в котором будет продолжаться болюс. Этот процесс повторяется с каждым последующим отделом кишечника.[40]
ENS сохраняет некоторые сходства с CNS. Как и в ЦНС, кишечные нейроны могут быть биполярными, псевдоуниполярными и мультиполярными, между которыми происходит нейромодуляция посредством возбуждающей и тормозящей связи [1]. Точно так же нейроны ENS используют более 30 нейромедиаторов, аналогичных нейромедиаторам ЦНС, из которых наиболее распространены холинергические и нитрергические передатчики [39].
Хотя большая часть этого обсуждения была сосредоточена на эфферентных функциях ВНС, афферентные волокна отвечают за многочисленные рефлекторные действия, которые регулируют все, от частоты сердечных сокращений до иммунной системы.Обратная связь от ВНС обычно обрабатывается на подсознательном уровне, чтобы вызвать рефлекторные действия во внутренних или соматических частях тела. Сознательное ощущение внутренних органов часто интерпретируется как диффузная боль или спазмы, которые могут коррелировать с голодом, чувством сытости или тошнотой. Эти ощущения чаще всего возникают в результате внезапного вздутия / сокращений, химических раздражителей или патологических состояний, таких как ишемия. [41]
Хирургические аспекты
Синдром Хорнера — это легкое, редкое заболевание, часто проявляющееся односторонним птозом, миотическим, но реактивным зрачком и лицевым ангидрозом, вторичным по отношению к повреждению симпатического нерва в окулосимпатическом пути.[46] Это повреждение может иметь центральную причину, такую как инфаркт латерального продолговатого мозга, или периферическую, например, в результате вторичного повреждения торакальной хирургии или частичной / полной резекции щитовидной железы. [46] [47] Более централизованные поражения, как правило, коррелируют с набором симптомов, включая синдром Хорнера. [46] Для получения дополнительной информации см. Соответствующие статьи StatPearls здесь. [48] [49]
Гипергидроз — распространенное заболевание, характеризующееся чрезмерным потоотделением, в первую очередь лица, ладоней, подошв и / или подмышек.Хотя причина первичного гипергидроза до конца не изучена, ее связывают с повышенной холинергической стимуляцией. Лечение может быть клиническим или хирургическим. [50] Клиническое лечение сосредоточено на антихолинергических средствах, таких как местный гликопирролат или пероральный оксибутинин, или, реже, на альфа-адренергических агонистах, таких как клонидин, блокаторы кальциевых каналов или габапентин. [50] [51] Наиболее распространенной и постоянной хирургической техникой является резекция, абляция или клипирование грудной симпатической цепи.Несмотря на то, что эта процедура носит постоянный характер, у небольшого числа людей она может привести к компенсаторному гипергидрозу. Эти симптомы гипергидроза такие же, если не более серьезные, чем до процедуры, из-за возможной гиперкомпенсации со стороны гипоталамуса. Исследования показали, что хирургическая реконструкция симпатической цепи может уменьшить этот компенсаторный ответ [52].
Клиническая значимость
Из-за обширного характера вегетативной нервной системы на нее может влиять широкий спектр состояний.Некоторые из них включают [53] [54] [55]
Приобретенный
Сахарный диабет
Уремическая нейропатия / хронические заболевания печени
Дефицит витамина B12
/ вызванные лекарственными средствами: алкоголь, амиодарон, химиотерапия
Инфекции: ботулизм, болезнь Шагаса, ВИЧ, проказа, болезнь Лайма, столбняк
Аутоиммунные: миастенический синдром Гийена-Барре, Ламберта-Итона, ревматоидный артрит, Sjj. системная красная волчанка
Неврология: множественная системная атрофия / синдром Шай-Драгера, болезнь Паркинсона, деменция с тельцами Леви
Неоплазия: опухоли головного мозга, паранеопластические синдромы
, почти любой автономный невропат система.Ортостатическая гипотензия — наиболее распространенная вегетативная дизавтономия, но могут быть представлены многочисленные другие, менее изученные данные [53]
Сердечно-сосудистые
Фиксированная частота сердечных сокращений
Постуральная гипотензия
Тахикардия в покое
Желудочно-кишечный тракт
Мочеполовой
Зрачок
Половой
Эректильная дисфункция
05
4
Ретро-дисфункция
Ангидроз
Вкусное потоотделение
Вазомоторное
Наиболее распространенными симптомами ортостатической гипотонии являются головокружение, туннельное зрение и дискомфорт в мышцах. e голова, шея или грудь.Это может сопровождаться гипертензией в положении лежа на спине из-за повышенного периферического сопротивления, которое вызывает натрийурез, усугубляя ортостатическую гипотензию. Существует множество других, более доброкачественных стимулов, которые могут либо понижать кровяное давление (стояние, еда, Вальсальва, обезвоживание, упражнения, гипервентиляция и т. Д.), Либо повышать кровяное давление (лежа на спине, прием воды, кофе, наклон головы вниз, гиповентиляция и т. Д.) и т. д.). [53]
Оценка ортостатической гипотензии обычно проводится с помощью ортостатического тестирования с помощью повторных измерений артериального давления и частоты сердечных сокращений в положениях лежа на спине и стоя, а также с помощью теста с наклонным столом.Однако преимущество этого последнего теста минимально по сравнению с ортостатическим, а главное преимущество заключается в безопасности и удобстве для пациента. [53]
Пациенты с дизавтономией склонны к гипотонии во время анестезии [56]. Эту проблему можно надлежащим образом решить с помощью низких доз фенилэфрина, агониста альфа-1. Аналогичным образом гипертензию в положении лежа на спине можно контролировать с помощью трансдермальных или внутривенных нитратов. [53] [57] [58]
Симпатическая нервная система, как хорошо известно, играет роль в ноцицепции.Есть предположения, что ВНС оказывает регулирующее ингибирующее действие на боль, потеря которого создает цепь положительной обратной связи, ведущую к повышенной возбудимости ноцицептивных нервных волокон. Тот факт, что эффект симпатической блокады часто сохраняется после продолжительности введенных анестетиков, подтверждает эту гипотезу. [59] Локальные блокады симпатических нервов использовались для лечения множества менее распространенных болевых состояний, включая комплексный региональный болевой синдром, фантомную боль в конечностях и герпетическую боль.Точно так же висцеральную боль можно лечить с помощью более центрального подхода через блокаду чревного сплетения. В связи с широким спектром функций, выполняемых ВНС, блоки предназначены для лечения трудноизлечимой боли, не контролируемой более традиционными анальгетиками. [59] См. Соответствующие статьи StatPearls для получения дополнительной информации здесь. [60] [61] [62]
Большинство состояний, связанных с ENS, имеют врожденное происхождение и проявляются в раннем детстве. [44] Кишечные нейроны расслабляют гладкие мышцы кишечника. Их отсутствие приводит к тоническому сокращению кишечника, что приводит к его непроходимости.Жалобы часто включают гастроэзофагеальный рефлюкс, диспептические синдромы, запоры, хронические боли в животе и синдром раздраженного кишечника. Заметным опасным для жизни заболеванием ENS является болезнь Гиршпрунга. Это состояние является неспособностью эмбриологических клеток ENS колонизировать дистальный отдел кишечника. Когда ENS отсутствует (аганглионоз) или плохо развит, дети испытывают ранние запоры, рвоту, возможную задержку роста и возможную смерть. [3] [44] Исследования выявили шесть генов, имеющих причинную связь с болезнью Гиршпрунга.[44] Синдром Дауна — наиболее распространенное генетическое заболевание, предрасполагающее человека к болезни Гиршпрунга, несмотря на то, что на хромосоме 21 не были идентифицированы гены, связанные с развитием ENS. [3]
Автономная иннервация и регуляция иммунной системы (1987-2007)
Brain Behav Immun. Авторская рукопись; доступно в PMC 2007 1 октября 2007 г.
Опубликован в окончательной отредактированной форме как:
PMCID: PMC1986730
NIHMSID: NIHMS27499
Dwight M.Нэнс
Центр интегративной медицины Сьюзан Самуэли, Калифорнийский университет, Ирвин, Оранж, Калифорния, США
Вирджиния М. Сандерс
Департамент молекулярной вирусологии, иммунологии и медицинской генетики, Медицинский центр Университета штата Огайо, Колумбус, Огайо, США
Дуайт М. Нэнс, Центр интегративной медицины Сьюзан Самуэли, Калифорнийский университет, Ирвин, Оранж, Калифорния, США;
Автор для переписки: Дуайт М. Нэнс, Ph.D. Центр интегративной медицины Сьюзан Самуэли Калифорнийский университет, Ирвин, 101, Сити Драйв, корп.55, Rm 314 Orange, CA. 92868 ude.icu@ecnand Окончательная отредактированная версия этой статьи издателем доступна на Brain Behav Immun. См. Другие статьи в PMC, в которых цитируется опубликованная статья.Abstract
С 1987 года было проведено лишь несколько нейроанатомических исследований для определения происхождения иннервации иммунной системы. Эти исследования продемонстрировали, что все первичные и вторичные иммунные органы получают значительную симпатическую иннервацию от симпатических постганглионарных нейронов.Ни вилочковая железа, ни селезенка не получают сенсорной нервной иннервации; однако есть свидетельства того, что лимфатические узлы и костный мозг могут быть иннервируются сенсорными нейронами, расположенными в ганглиях задних корешков. Нет нейроанатомических доказательств того, что парасимпатический или блуждающий нерв поставляет какой-либо иммунный орган. Таким образом, основной путь нервной регуляции иммунной функции обеспечивается симпатической нервной системой (СНС) и ее основным нейротрансмиттером, норэпинефрином (NE). Активация SNS в первую очередь подавляет активность клеток, связанных с врожденной иммунной системой, в то время как она либо усиливает, либо подавляет активность клеток, связанных с приобретенной / адаптивной иммунной системой.Врожденные иммунные клетки экспрессируют как альфа-, так и бета-адренергические рецепторы подтипов, тогда как Т- и В-лимфоциты экспрессируют адренергические рецепторы исключительно подтипа бета2, за исключением мышиных Th3-клеток, в которых отсутствует экспрессия какого-либо подтипа. Посредством этих адренергических рецепторов NE может регулировать уровень активности иммунных клеток, инициируя изменение уровня клеточной активности, которое часто включает изменение уровня экспрессии генов цитокинов и антител.
ВВЕДЕНИЕ
До 1987 года Фельтен и его коллеги представили начальные описания катехоламиновой иннервации тимуса и селезенки у мышей, а затем расширили свой анализ, включив в него другие виды, а также лимфатические узлы, костный мозг и кишечник (Felten и другие., 1985). В дополнение к нервно-сосудистой иннервации всех иммунных органов катехоламиновыми волокнами и терминалами, была продемонстрирована несосудистая иннервация, которая указала на то, что нервы расположены рядом с клеточными медиаторами как врожденного, так и адаптивного иммунитета. Также было начато определение нейроанатомического происхождения иннервации иммунных органов. Например, с помощью методов ретроградного нейроанатомического отслеживания трактов (Bulloch and Moore, 1981) сообщается об основных парасимпатических и двигательных нейронах, воздействующих на вилочковую железу, которые происходят как от ретрофациального ядра (компактное образование ядра ambiguus) в стволе мозга, так и от него. мотонейроны вентрального рога в верхнем шейном отделе спинного мозга.Используя методы микродиссекции и гистохимические процедуры, они впоследствии идентифицировали симпатический вход в тимус от ганглиев верхних шейных симпатических цепей (Bulloch and Pomerantz, 1984). Однако они заявили, что ветви блуждающего, диафрагмального и возвратного гортанных нервов обеспечивают значительный холинергический (ацетилхолинэстераза, AChE) вход в тимус, что подтверждает их более ранние результаты ретроградного отслеживания (Bulloch and Moore, 1981). Поскольку маловероятно, что ядра ствола головного мозга и мотонейроны спинного мозга, которые, как известно, обеспечивают двигательную иннервацию пищевода, диафрагмы и мускулатуры шеи, также будут обеспечивать главный нервный вход в вилочковую железу, мы повторно исследовали происхождение нервной системы. вход в вилочковую железу у крыс и мышей.Эти результаты были опубликованы в первом томе журнала Brain, Behavior and Immunity (Nance et al., 1987) и кратко изложены ниже. изображает общую тему, которая будет обсуждаться в этой статье.
Все первичные и вторичные иммунные органы получают значительную симпатическую иннервацию от симпатических постганглионарных нейронов. Нет нейроанатомических доказательств того, что парасимпатический или блуждающий нерв поставляет какой-либо иммунный орган. В мозг поступают сенсорные сигналы, например ганглии задних корешков, или иммунные стимулы, например.g., цитокины. Основной путь нервной регуляции иммунной функции обеспечивается симпатической нервной системой и ее основным нейромедиатором, норэпинефрином. Активация SNS в первую очередь подавляет активность клеток, связанных с врожденной иммунной системой, в то время как она либо усиливает, либо подавляет активность клеток, связанных с приобретенной / адаптивной иммунной системой. Через адренергические рецепторы, которые в основном относятся к подтипу бета2-адренорецепторов (β 2 AR), NE может регулировать уровень активности иммунных клеток, инициируя изменение уровня клеточной активности, которое часто включает изменение уровень экспрессии генов цитокинов и антител.
ИННЕРВАЦИЯ ТИМУСА
Использование небольших инъекций агглютинина зародышей пшеницы-пероксидазы хрена (WGA-HRP) (0,5–2,0 мкл, против 5–25 мкл инъекций HPR, используемых (Bulloch and Moore, 1981), симпатический вход в тимус был идентифицирован как происходящий из ганглиев симпатической цепи, которые простирались от каудальных ганглиев верхних шейных цепей до симпатических ганглиев Т3 (Nance et al., 1987). Важно отметить, что в вентральном комплексе блуждающего нерва было идентифицировано мало нейронов с ретроградной меткой или их не было вообще (компактно). формирование ядра ambiguus) или верхнего шейного отдела спинного мозга.Для нескольких животных, у которых в стволе или спинном мозге было идентифицировано небольшое количество слабо меченых нейронов, эти результаты можно объяснить распространением ретроградного индикатора на окружающие структуры средостения (пищевод и длинную мышцу толстой кишки). Инъекции WGA-HRP в пищевод и длинную мышцу толстой кишки воспроизводили идентичный паттерн ретроградно меченных нейронов в стволе и спинном мозге, который был приписан вилочковой железе (Bulloch and Moore, 1981). Кроме того, микродиссекции не смогли идентифицировать какие-либо ветви блуждающего нерва или диафрагмального нерва, которые иннервируют вилочковую железу.Наконец, рассечение шейного блуждающего нерва не изменило окрашивание ацетилхолинэстеразы (AChE) в тимусе, что указывает на то, что окрашивание AChE связано с симпатическими нервами, а не с холинергическими волокнами блуждающего нерва. Афферентный ввод в тимус также был ограничен или отсутствовал. Таким образом, вилочковая железа однозначно получает значительную симпатическую иннервацию от шейных и верхних грудных ганглиев симпатической цепи, и нет нейроанатомических доказательств парасимпатического или сенсорного воздействия на вилочковую железу (Nance et al., 1987).
Двадцать лет спустя появилось сообщение о другом нейроанатомическом исследовании иннервации вилочковой железы (Trotter et al., 2007). В этом исследовании изучали иннервацию вилочковой железы у крыс с использованием транснейронального ретроградного транспорта вируса псевдобешенства (PRV). В дополнение к подтверждению первоначального наблюдения относительно полного отсутствия какого-либо входа блуждающего нерва в вилочковую железу (Nance et al., 1987) они идентифицировали центральные пути, которые обеспечивают симпатический вход в вилочковую железу.После транснейронального транспорта вируса от симпатических постганглионарных нейронов они идентифицировали симпатические преганглионарные нейроны в промежуточно-латеральном столбце клеток спинного мозга T1-T7. При более продолжительном времени выживания транснейрональный транспорт PRV идентифицировал дополнительные меченые интернейроны в спинном мозге, а также симпатические премоторные нейроны, расположенные в продолговатом мозге, мостах и гипоталамусе. Мы полагаем, что это не совпадение, что одни и те же области мозга, идентифицированные транснейронным транспортом PRV из иммунного органа, представляют собой многие из тех же областей мозга, которые были идентифицированы с помощью зависимого от активности нейронального клеточного маркера, белка c-fos, после введения эндотоксин или стресс (Wan et al., 1994). Таким образом, симпатическая нервная система обеспечивает единственный путь прямой нейронной модуляции иммунной функции тимуса. Хотя сообщалось, что нейропептиды, обычно связанные с сенсорными пептидами, присутствуют в тимусе (Felten et al., 1985), в настоящее время нет нейроанатомических или функциональных доказательств того, что эти волокна обеспечивают какую-либо сенсорную обратную связь с вилочковой железой. Таким образом, присутствие вещества P или CGRP не свидетельствует о существовании афферентной иннервации.
ИННЕРВАЦИЯ СПЛЕЕНКИ
В 1989 году первое нейроанатомическое исследование источника иннервации селезенки было опубликовано в журнале Brain, Behavior and Immunity (Nance and Burns, 1989).В дополнение к ретроградному индикатору WGA-HRP использовался флуоресцентный ретроградный индикатор FluoroGold. С помощью небольших инъекций индикаторов в селезенку крысы, наложения диффузионного барьера (Opsite) на постинъекцию селезенки и хирургического сечения селезеночного нерва было обнаружено, что превертебральные симпатические ганглии, связанные с чревно-брыжеечной плеврой, обеспечивают большую симпатический вход в селезенку. Кроме того, многие ретроградно меченые нейроны были идентифицированы с двух сторон в грудной симпатической цепи.Денервация селезенки подтвердила специфичность маркировки и установила, что селезеночный нерв является последним общим путем нервного ввода в селезенку. Важно отметить, что, как и в случае с вилочковой железой, не было обнаружено никаких доказательств сенсорного воздействия на селезенку ни от блуждающего нерва, ни от ганглиев задних корешков. Мы пришли к выводу, что нервный ввод в селезенку был исключительно симпатическим, без каких-либо доказательств наличия сенсорного или блуждающего нерва. Дальнейшие доказательства отсутствия блуждающего или парасимпатического воздействия на селезенку были впоследствии опубликованы в Brain Behavior and Immunity (Bellinger et al., 1993), которые продемонстрировали отсутствие холинацетилтрансферазы (ChAT) в селезенке, которая является более специфическим маркером холинергических нервных волокон, чем AChE. Сходным образом иммуногистохимические исследования везикулярного переносчика ацетилхолина, высокоспецифичного маркера холинергических нейронов и волокон, показали их полное отсутствие в лимфоидной ткани (Schafer et al., 1998). Наконец, транснейрональное исследование иннервации селезенки с помощью PRV подтвердило этот вывод (Cano et al., 2001) и продемонстрировало, что симпатические преганглионарные нейроны, которые иннервируют селезенку, возникают из области T1-T12 грудного спинного мозга.Более длительное время выживания позволило выявить симпатические премоторные ядра мозга, прямо или косвенно проецирующиеся на симпатические преганглионарные нейроны спинного мозга и снова состоящие из многих из тех же ядер в стволе мозга, мосту и гипоталамусе, которые активируются иммунными стимулами (Wan et al., 1994). . Таким образом, нейроанатомические и нейрохимические данные демонстрируют, что нервная иннервация селезенки имеет полностью симпатическое происхождение, и дополнительно указывают на отсутствие доказательств парасимпатического или сенсорного воздействия на селезенку.Опять же, любые сенсорные нейропептид-положительные волокна, идентифицированные в селезенке, не участвуют в обеспечении сенсорной обратной связи от этого иммунного органа.
ИННЕРВАЦИЯ ЛИМФАТИЧЕСКИХ УЗЛОВ
Подробные нейроанатомические описания происхождения иннервации лимфатических узлов остаются ограниченными. Однако наличие и распределение симпатических катехоламиновых волокон в различных лимфатических узлах было хорошо задокументировано (Felten et al., 1985), и вполне вероятно, что ганглионарное происхождение этой иннервации будет отражать конкретные области тела, в которых находятся лимфатические узлы. проживать.В соответствии с этим и представляют собой одно из двух исследований ретроградного отслеживания иннервации лимфатических узлов, результаты (Romeo et al., 1994). Они сосредоточились на верхнем шейном ганглии крысы и продемонстрировали, что инъекция флуорголда в подчелюстной лимфатический узел ретроградно метила симпатические нейроны в каудальной части ипсилатерального верхнего шейного ганглия. Хотя ретроградно меченые нейроны в других ганглиях симпатической цепи не исследовались, этот ограниченный анализ предполагает, что, как и в тимусе и селезенке, отдельные лимфатические ноты получают свой симпатический вход от постганглионарных нейронов, которые связаны с обеспечением симпатического входа в конкретную область тела. где расположен иммунный орган.Однако, в отличие от вилочковой железы и селезенки, есть некоторые нейроанатомические доказательства того, что лимфатические узлы могут получать нервное афферентное питание, по крайней мере, в случае морских свинок. (Kurkowski et al., 1990) исследовали распределение меченых нейронов в сенсорных ганглиях дорсальных корешков после инъекций FluoroGold в трахеобронхиальные лимфатические узлы морских свинок. Они не исследовали маркировку в ганглиях симпатической цепи, но наблюдали нейроны, меченные FluoroGold, в ганглиях задних корешков шейки матки, которые были распределены в уменьшающемся количестве от ганглиев C3 до C8.Хотя требуются дополнительные нейроанатомические исследования, эти результаты позволяют предположить, что в регионарные лимфатические узлы могут поступать сенсорные сигналы. Функционально это может отражать тот факт, что лимфатические узлы собирают и обрабатывают иммунные клетки из определенных областей тела, каждый из которых получает обширную афферентную сенсорную иннервацию (кожа, мышцы, слизистые оболочки и т. Д.). Сенсорные волокна являются важными регуляторами локализованных воспалительных реакций в коже, и, вероятно, распространение этого нейро-иммунного взаимодействия на дренирующие лимфатические узлы (Shepherd et al., 2005). Кроме того, в отличие от вилочковой железы и селезенки, лимфатические узлы обрабатывают иммунные ответы, которые связаны с конкретными областями тела и тканями, где местоположение иммунного заражения будет иметь решающее значение для направления иммунной системы к участкам повреждения и инфекции. Основываясь на ограниченных доступных данных, возможно, что регионарные лимфатические узлы получают афферентный нервный сигнал от ганглиев задних корешков. На сегодняшний день нет нейроанатомических доказательств парасимпатического входа в лимфатические узлы и невозможности идентифицировать волокна, меченные везикулярным переносчиком ацетилхолина, в лимфоидной ткани (Schafer et al., 1998) еще раз подтверждает этот вывод.
ИННЕРВАЦИЯ КОСТНОГО МОЗГА
Как и для других иммунных органов, симпатическая иннервация костного мозга хорошо установлена, и функциональные эксперименты продемонстрировали, что симпатическая нервная система может регулировать функцию костного мозга (Felten, et al, 1985). Тем не менее, нейроанатомические исследования происхождения иннервации костного мозга так же ограничены, как и исследования лимфатических узлов, отчасти из-за тесного контакта между минерализованной костью, которая получает симпатическую и сенсорную иннервацию, и костным мозгом (Imai et al., 1997). Все кровеносные сосуды питаются симпатическими нервами, и те же кровеносные сосуды, питающие минералы костей, тканей и надкостницы, продолжают поступать в костный мозг. Точно так же презумптивные сенсорные волокна (вещество P и иммунопозитивный CGRP) сопровождают норадренергические симпатические волокна вдоль тех же самых кровеносных сосудов, которые снабжают окружающую кость, и далее распределяются по всему костному мозгу. Функциональное разделение иннервации кости и костного мозга еще не установлено.Хотя применение методов отслеживания нейроанатомических путей для определения происхождения иннервации костного мозга по сравнению с окружающей тканью технически сложно, (Denes et al., 2005) недавно сообщили о первом нейроанатомическом исследовании по изучению происхождения нервной иннервации кости. костный мозг. Используя высокие концентрации PRV, они продемонстрировали транснейрональный транспорт вируса из бедренного костного мозга в грудопоясничные паравертебральные симпатические ганглии и спинномозговые симпатические преганглионарные нейроны T8-L1.При более длительном выживании мечение вируса было обнаружено в премоторных симпатических ядрах мозга в стволе головного мозга, мостах и гипоталамусе. Хотя центральный паттерн транснейронального мечения был сравним с тем, что сообщалось для тимуса и селезенки (Cano et al., 2001; Trotter et al., 2007), количество центрального мечения нейронов, инфицированных PRV, было очень ограниченным и, вероятно, было из-за высоких и нейротоксических доз PRV, необходимых для инициирования транснейронального транспорта из костного мозга. Однако их результаты устанавливают происхождение симпатического нервного входа в костный мозг, и, что важно, двойное транснейронное мечение с двумя изогенными, но гистохимически различимыми формами PRV позволило сравнить костный мозг с вышележащими скелетными мышцами.Хотя подобный центральный паттерн мечения PRV наблюдался во многих областях головного и спинного мозга, перекрытие (двойное мечение) по всей нервной оси было небольшим или отсутствовало. Например, мечение в паравентрикулярном ядре гипоталамуса и нисходящих катехоламиновых ядер в стволе и мосту головного мозга, продуцируемое инъекциями PRV как в мышечный, так и в костный мозг, было полностью раздельным, без двойной маркировки нейронов. Они не сообщили о каких-либо результатах относительно возможного сенсорного ввода в костный мозг.Таким образом, афферентная иннервация, а также любой возможный парасимпатический вход в костный мозг еще предстоит установить. Требуются дополнительные ретроградные исследования костного мозга и исследование костного мозга на наличие нервов, меченных переносчиком везикулярного ацетихолина.
ДРУГИЕ УЧАСТКИ НЕЙРОИММУННОЙ РЕГУЛЯЦИИ
Все области тела получают симпатический вход, и все поверхности тела, которые являются потенциальными местами микробной инвазии или антигенного воздействия (кожа, слизистая оболочка полости рта и кишечника, брюшина, легкие) получают обширную афферентную нервную иннервацию который тесно связан с клеточными элементами иммунной системы.Подобный адъюванту вклад сенсорных волокон в локальные действия микробов и антигенов на этих поверхностях тела представляет собой важный модулятор величины и эффективности локализованного воспалительного (врожденного) иммунного ответа, а также последующего адаптивного иммунного ответа (Shepherd et al. др., 2005).
РЕЗЮМЕ ИННЕРВАЦИИ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ
Существует преобладающий симпатический (катехоламиновый) вход ко всем компонентам иммунной системы, тогда как афферентная иннервация иммунной системы может ограничиваться лимфатическими узлами и костным мозгом.На сегодняшний день нет нейроанатомических доказательств эфферентной вагусной или парасимпатической иннервации иммунной системы, за возможным исключением дыхательных и пищеварительных трактов, которые еще предстоит продемонстрировать.
ЭКСПРЕССИЯ РЕЦЕПТОРОВ НА ИММУННЫХ КЛЕТКАХ
Результаты, подтверждающие расположение симпатических нервов и высвобождение NE в непосредственной близости от иммунных клеток, побудили разработать исследования для определения экспрессии адренергических рецепторов на поверхности иммунных клеток.Экспрессия таких рецепторов необходима для доставки нервных сигналов к иммунным клеткам. Существует два типа рецепторов, которые связывают NE, а именно альфа-адренергический рецептор (αAR) и бета-адренергический рецептор (βAR), которые экспрессируются тканеспецифическим образом и проявляют различное сродство к NE. Подтип бета2-адренорецепторов (β 2 AR) является первичным рецептором, который экспрессируется на иммунных клетках как у грызунов, так и у людей [подробно рассмотрен в (Kin and Sanders, 2006; Sanders et al., 2001)]. Количество β 2 AR, экспрессируемых на иммунных клетках, варьирует и регулируется рядом различных факторов, включая активацию клеток, цитокины, гормоны и нейротрансмиттеры. Стимуляция АР β 2 на иммунной клетке вызывает повышение внутриклеточного уровня цАМФ и последующую активацию протеинкиназы А (ПКА). Кроме того, стимуляция β 2 AR активирует другие промежуточные продукты передачи сигналов, такие как митоген-активируемая протеинкиназа (MAPK).
Появление молекулярных методов для сортировки конкретных популяций подмножеств иммунных клеток позволило определить, какая подгруппа экспрессирует конкретный подтип адренергических рецепторов на уровне экспрессии белков и генов. Было обнаружено, что клетки, участвующие в врожденном иммунитете, в первую очередь экспрессируют β 2 AR, но, как сообщается, некоторые клетки экспрессируют другие подтипы. Единственный обзор, суммирующий данные, подтверждающие экспрессию AR α 1 преимущественно моноцитами / макрофагами, был опубликован в Brain, Behavior & Immunity и включает обсуждение возможных патофизиологических последствий, которые могут возникнуть в результате α 1 Выражение AR (Kavelaars, 2002).Кроме того, в большинстве сообщений указано, что Т- и В-клетки, участвующие в адаптивном иммунитете, экспрессируют исключительно подтип β 2 AR. Основные популяции CD8 + и CD4 + Т-клеток экспрессируют β 2 AR, как и наивные CD4 + Т-клетки и мышиные Th2-клетки, в то время как клоны мышиных Th3-клеток этого не делают. Однако существуют противоречивые данные при использовании человеческих клеток: некоторые предполагают отсутствие β 2 AR, а некоторые предполагают наличие, в первую очередь потому, что было трудно получить очищенные популяции человеческого IFN-γ и IL-4, продуцирующие клетки, поскольку эти цитокины не поляризуются у людей так же хорошо, как у мышей.Однако по мере совершенствования методов очистки CD4 + Т-клеток человека, которые секретируют только Th2- или Th3-подобные цитокины, должна появиться возможность подтвердить, дифференциально ли экспрессируется β 2 AR, и если да, то с какой физиологической целью.
При активации CD4 + Т-клеток уровень экспрессии β 2 AR в большинстве клеток, за исключением мышиных Th3-клеток, либо увеличивался, либо снижался. Эти данные свидетельствуют о том, что экспрессия AR β 2 сохранялась, поскольку наивная Т-клетка дифференцировалась в клетку Th2, но подавлялась при дифференцировке в клетку Th3.Механизм, ответственный за опосредование дифференциальной экспрессии β 2 AR этими двумя субпопуляциями эффекторных клеток, остается неизвестным, но может включать эпигенетические механизмы (неопубликованные данные). В-клетка экспрессировала почти вдвое больше рецепторов, чем CD4 + Т-клетка. Несколько анализов связывания радиолиганда показали экспрессию αAR на В-клетках, но результаты могут вводить в заблуждение, поскольку тромбоциты, которые экспрессируют αAR на высоком уровне, не были удалены из образцов лимфоцитов перед анализом.Кроме того, все исследования рецепторов B-клеток на сегодняшний день проводились в основном на наиболее распространенном типе B-клеток, который также известен как B-2-клетки. На сегодняшний день нет информации о том, экспрессирует ли менее распространенная подгруппа В-клеток CD5 + B-1 β 2 AR. Известно, что вместе взятые клетки адаптивного иммунитета в основном экспрессируют β 2 AR, в то время как клетки врожденного иммунитета, по-видимому, экспрессируют как β 2 AR, 1 AR и 2 AR.
СИМПАТЕТИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА ВНУТРЕННЕГО ИММУНИТЕТА
Врожденный иммунитет представляет собой первую линию защиты от микробов.Врожденная иммунная система быстро реагирует на микробы (рецепторы Toll), но выражает ограниченное количество ответов на разнообразные организмы. Компоненты врожденной иммунной системы включают антимикробные химические вещества (дефенсины) на эпителиальных поверхностях (коже и слизистой оболочке), комплемент, фагоциты (макрофаги и нейтрофилы), естественные клетки-киллеры и гранулоциты, которые включают нейтрофилы, эозинофилы, базофилы и тучные клетки. воспалительные клетки являются эффекторными клетками как для врожденного, так и для специфического иммунитета.Макрофаги реагируют на присутствие различных типов бактерий, бактериальной ДНК (неметилированный CpG) и вирусов. Например, моноциты экспрессируют специфические рецепторы (CD14, Toll-4) для липополисахарида (LPS), составляющей клеточной стенки грамотрицательных бактерий. Инъекции ЛПС производят каскад воспалительных цитокинов, начиная с фактора некроза опухоли альфа (TNF-α), затем интерлейкина-1 бета (IL-1β) и затем интерлейкина 6 (IL-6). Другие важные регуляторные и эффекторные молекулы продуцируются макрофагами через более поздние промежутки времени, такие как интерлейкин-12, интерфероны и оксид азота.Эти макрофагозависимые продукты являются как эффекторными, так и сигнальными молекулами. Например, TFN-α действует на рецепторы клеточной смерти, убивая инфицированные и поврежденные клетки, и при его чрезмерном производстве вызывает септический шок. Вместе с IL-1β TNF-α вызывает пирогенный ответ (лихорадку), который способствует дальнейшему уничтожению бактерий. Эти воспалительные цитокины также оказывают локальное воздействие на эндотелиальные клетки сосудов, повышая экспрессию молекул адгезии, которые привлекают дополнительные иммунные клетки к участкам бактериальной инвазии.Сопутствующие изменения проницаемости сосудов способствуют иммиграции этих клеток из кровотока. IL-6 опосредует острофазовый ответ на инфекцию и стимулирует выработку и высвобождение белков острой фазы, таких как CRP, из печени. Важно отметить, что эти же цитокины закладывают основу для последующего взаимодействия и действий адаптивной иммунной системы. Макрофаги и их специализированные партнеры, дендритные клетки, служат в качестве антигенпрезентирующих клеток и обеспечивают важный первый шаг в полном задействовании антигенспецифической адаптивной иммунной системы.Таким образом, модуляция ранних действий врожденной иммунной системы оказывает значительное влияние на величину и качество специфического адаптивного иммунного ответа. Использование микробных адъювантов для усиления специфических иммунных ответов на антиген основано на этом фундаментальном иммунологическом процессе. Учитывая центральную роль макрофагов в регуляции врожденной иммунной системы, следующее обсуждение будет сосредоточено на нервной регуляции макрофагов и выработке ими воспалительных цитокинов.
Симпатические нервы, норэпинефрин и регуляция макрофагов
Норэпинефрин (NE) — это первичный медиатор, высвобождаемый из окончаний симпатических нервов. Эксперименты in vitro с макрофагами, собранными из селезенки и лимфатических узлов, показали, что через β-адренорецепторы NE может резко ингибировать продукцию и секрецию TNF-αin в ответ на LPS (Ignatowski et al., 1996). Менее согласованные результаты наблюдались для продукции IL-1β, но NE обычно считается ингибитором этого цитокина (Meltzer, et al, 2004).Отмечены как ингибирующие, так и стимулирующие эффекты NE на продукцию IL-6, и направление ответа IL-6 на NE может зависеть от одновременного присутствия или отсутствия LPS. Эти же исследования in vitro также показали, что активация α-адренергических рецепторов специфическими агонистами оказывает стимулирующее действие на продукцию TNF-α макрофагами в ответ на LPS. Однако, как будет обобщено ниже, активация симпатической нервной системы in vivo либо стрессом, либо центральными воспалительными стимулами подавляет функцию макрофагов селезенки, указывая на преобладание β-адренергических механизмов, влияющих на макрофаги селезенки.Иммуноцитохимия с двойной меткой подтвердила, что макрофаги селезенки являются основным источником продукции цитокинов в течение первых нескольких часов после заражения эндотоксином.
Влияние центральных воспалительных стимулов на макрофаги селезенки
Для проверки влияния симпатической нервной системы на функцию макрофагов были использованы две модельные системы. Во-первых, мы показали, что внутричерепные инъекции цитокинов и родственных медиаторов воспаления (простагландинов) активируют симпатическую нервную систему.Это было продемонстрировано повышенной скоростью обновления NE в селезенке (Vriend et al., 1993) и повышенной электрической активностью селезеночного нерва (MacNeil et al., 1997). Около 15 лет назад мы показали, что внутричерепные инъекции IL-1β за два часа до сбора макрофагов селезенки вызывают подавление продукции IL-1β in vitro в ответ на LPS (Brown et al., 1991). Примечательно, что прекращение подачи симпатического нерва к селезенке перед центральной инъекцией IL-1β отменяет подавление продукции IL-1β in vitro макрофагами селезенки в ответ на LPS.Кроме того, внутрижелудочковые инъекции простагландина (PGE2) вызывали быстрое увеличение активности симпатического нерва селезенки (MacNeil et al., 1997) и вызывали резкое подавление in vivo продукции мРНК и белка TNF-α в селезенке животных, которым вводили iv введение ЛПС (Nance, 2001). То же, что и для центральных инъекций IL-1β, разрезание селезеночного нерва перед центральной инъекцией PGE2 ослабляло подавляющие эффекты внутрижелудочковых инъекций PGE2 на продукцию TNF-α в селезенке.
Влияние стресса на макрофаги селезенки
Симпатическая нервная система активируется стрессовыми стимулами, такими как удары ногами, сдерживание и погружение в холодную воду. Короткий (15-минутный) сеанс прерывистого удара ногой использовался для изучения симпатической регуляции функции макрофагов селезенки у крыс (Meltzer et al., 2004). Уровни воспалительных цитокинов в селезенке и плазме измеряли в ответ на в / в. Введение ЛПС непосредственно до или после стрессора.По сравнению с контролем, уровни TNF-α как в селезенке, так и в плазме крови у подвергнутых стрессу животных были резко подавлены. Впоследствии мы обнаружили, что эффекты стресса на выработку TNF-α в селезенке все еще присутствовали у животных, подвергшихся адреналэктомии, что указывает на то, что ингибирующие эффекты стресса не зависят от гормонов надпочечников. Наконец, перерезка селезеночного нерва у адреналэктомированных животных отменяла иммуносупрессивные эффекты стресса на продукцию TNF-α, вызванную системным LPS.Наконец, демедуляция надпочечников в сочетании с перерезкой селезеночного нерва установила, что иммуносупрессивный эффект стресса на продукцию цитокинов макрофагами полностью опосредован симпатической нервной системой. Одновременные измерения мРНК IL-1β и белка в этих экспериментах показали, что изменения в продукции IL-1β следовали той же схеме, что и для TNF-α, но изменения были гораздо менее драматичными.
Таким образом, активация симпатической нервной системы (норадренергических нервов и мозгового вещества надпочечников) оказывает сильное противовоспалительное действие на врожденную иммунную систему.Среди воспалительных цитокинов, продуцируемых макрофагами, производство и высвобождение воспалительного цитокина TNF-α является основным цитокином, который регулируется симпатической нервной системой. Также интересно, что именно этот воспалительный цитокин был в центре внимания «холинеригической противовоспалительной гипотезы» (Borovikova et al., 2000; Saeed et al., 2005).
Роль блуждающего нерва и парасимпатической нервной системы.
С момента первого сообщения о том, что поддиафрагмальная ваготомия ослабляет центральные активирующие эффекты внутрибрюшинных инъекций умеренных доз ЛПС (Wan et al., 1994), многочисленные исследования показали фундаментальную роль сенсорного блуждающего нерва в передаче нейроиммунной афферентной информации из брюшной полости и внутренних органов (Maier et al., 1998). Однако эта иммуно-сенсорная функция афферентов блуждающего нерва не уникальна для блуждающего нерва, и все сенсорные волокна, распределенные по всему телу, такие как кожа, мышцы и все поверхности слизистой оболочки, могут реагировать на иммунологические стимулы и передавать эту информацию в центральные органы. нервная система. Однако исследования Tracey с коллегами (Borovikova et al., 2000; Saeed et al., 2005) предположили, что эфферентный блуждающий нерв и, следовательно, парасимпатическая нервная система, играют уникальную и мощную роль в регулировании системных и локализованных воспалительных процессов, в первую очередь за счет ингибирования продукции макрофагами TNF-α. Они показали, что эфферентная стимуляция блуждающего нерва может подавлять эндотоксин-индуцированный сепсис и продукцию TNF-α, а также локализованное воспаление, индуцированное в кожном воздушном мешке. Однако, как рассмотрено выше, мы показали, что мозговой слой надпочечников и симпатические нервы подавляют выработку макрофагами TNF-α и системное воспаление.Аналогичным образом, Yoon и др. (Yoon et al., 2006) показали, что ингибирование локализованного воспаления в модели воздушного мешка опосредуется через симпатоадреналовый путь. Возможно ли, что парасимпатическая и симпатическая нервные системы опосредуют подавление TNF-α и воспаление?
Хотя полный анализ холинергической противовоспалительной гипотезы выходит за рамки настоящего обзора, можно констатировать, что до сих пор нет доказательств противовоспалительной роли эфферентного блуждающего нерва, независимого от Симпатическая нервная система.Устойчивое, но обычно игнорируемое отсутствие нейроанатомических данных о влиянии блуждающего эфферента на иммунные органы и области тела за пределами дыхательных и пищеварительных трактов и внутренних висцеральных органов (сердце, поджелудочная железа и т. Д.) Было рассмотрено в обсуждениях выше. Кроме того, отсутствие везикулярных переносчиков ацетилхолина положительных волокон в лимфоидных органах (Schafer et al., 1998) указывает на отсутствие известного парасимпатического входа в иммунную систему. В других исследованиях Трейси основное внимание уделялось никотиновому ацетилхолиновому рецептору α7 как первичному медиатору противовоспалительного сигнала, передаваемого эфферентным блуждающим нервом (Wang et al., 2003). Однако никотиновые рецепторы, включая субъединицу α7, обеспечивают связь между спинальными «холинергическими» симпатическими преганглионарными нейронами и продуцирующими катехоламины нейронами, расположенными в симпатических ганглиях и мозговом веществе надпочечников (Skok et al., 1999). Кроме того, введение никотина стимулирует высвобождение катехоламинов за счет активации никотиновых рецепторов, локализованных на периферических постганглионарных симпатических нейронах и мозговом веществе надпочечников (Haass and Kubler, 1997). Наконец, мыши с дефицитом рецептора никотина α7 не обнаруживают функциональных нарушений парасимпатической вегетативной функции (Franceschini et al., 2000), что может быть предсказано холинергической противовоспалительной гипотезой (Wang et al., 2003). Однако, как было предсказано нейроанатомической и нейрохимической организацией вегетативной нервной системы, они обнаружили, что α7-дефицитные мыши обнаруживают дисфункцию регуляции симпатической нервной системы (Franceschini et al., 2000). Наконец, есть электрофизиологические доказательства того, что стимуляция ветвей блуждающего нерва активирует надпочечниковый нерв у крысы (Niijima, 1992), а также изящные антероградные нейроанатомические исследования с отслеживанием путей, в которых прослеживаются эфферентные волокна блуждающего нерва от дорсального моторного ядра позвоночника. vagus к превертебральным симпатическим ганглиям в брюшной полости, включая надпочечниковое сплетение (Berthoud and Powley, 1993).Таким образом, пока не будет доказано обратное, мы предполагаем, что многие, если не все, противовоспалительные эффекты, связанные с эфферентной стимуляцией блуждающего нерва, обусловлены одновременной активацией мозгового вещества надпочечников и симпатической нервной системы. Удивительно, что никто не исследовал влияние симпатэктомии, адренергической блокады или демедуляции надпочечников на ингибирование TNF-α и воспаление, вызванное эфферентной стимуляцией блуждающего нерва.
СИМПАТЕТИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ АДАПТИВНОГО ИММУНИТЕТА
Стимуляция β 2 AR как на мышиных, так и на человеческих T- и B-клетках, экспрессирующих β 2 AR увеличивала внутриклеточную концентрацию цАМФ и активность аденилатциклазы, предполагая потенциальную для модуляции клеточной активности на уровне экспрессии генов.Очень рано в этой области исследования были опубликованы результаты как in vitro, так и in vivo, чтобы поддержать предположение о том, что стимуляция NE и β 2 AR действительно способна изменять клеточную функцию [для обзора ранних исследований см. (Sanders and Мансон, 1985). Создание мыши с дефицитом β 2 AR считалось прорывом, который должен был убедительно показать, что экспрессия этого рецептора на иммунных клетках имеет физиологическое значение. Brain, Behavior & Immunity опубликовали первый всеобъемлющий иммунологический фенотип этой мыши в 2003 году (Sanders et al., 2003). Однако, вопреки ожиданиям, фенотип мышей был нормальным до и после иммунизации, вероятно, из-за механизмов компенсации in vivo, которые, по-видимому, не включали повышающую регуляцию другого подтипа адренергических рецепторов. Однако компенсаторный механизм был утерян, когда β 2 AR-дефицитные клетки были удалены из мышей и исследованы in vitro. Последнее открытие предполагает, что если клетки мыши с дефицитом β 2 AR были перенесены в нормальную мышь, они могли бы предоставить инструмент in vivo, который был бы необходим для изучения физиологической значимости этого рецептора на специфических подмножествах иммунных клеток.К сожалению, эти мыши принадлежат к «q» -гаплотипу, который является генетическим фоном, еще не доступным в модели мышей с иммунодефицитом. Следовательно, эксперименты по переносу клеток не могут быть выполнены до тех пор, пока мыши с дефицитом β 2 AR не будут подвергнуты обратному скрещиванию с линиями мышей, для которых доступны мыши с иммунодефицитом. Следовательно, наибольшая поддержка функциональной значимости β 2 AR была получена из функциональных анализов in vivo и in vitro.
Т-лимфоциты
Не так много исследований было разработано для изучения функции Т-клеток in vivo, но некоторые исследования заслуживают внимания [подробно рассмотрено в (Kohm and Sanders, 2001b).Мэдден и его коллеги показали, что реакция контактной чувствительности была снижена у мышей, у которых истощился NE до или после сенсибилизации, по сравнению с мышами без истощения (Madden et al., 1989). Снижение ответа было связано со снижением реактивности Т-клеток, что позволяет предположить, что NE необходим для развития и / или прогрессирования иммунного ответа, опосредованного Th2-клетками. Однако, когда два разных штамма мышей, C57Bl / 6J (штамм с наклонными клетками Th2) и Balb / c (штамм с наклонными Th3-клетками), были истощены по NE и иммунизировали через 2 дня Т-клеточно-зависимым антигеном KLH, селезенку клетки обеих линий мышей продуцировали больше Th2- и Th3-подобных цитокинов (Callahan and Moynihan, 2002), предполагая, что NE может оказывать подавляющее действие на развитие и / или прогрессирование Th2 / Th3-клеток.Столь противоречивые результаты потребовали использования другого экспериментального подхода. Чтобы удовлетворить эту потребность, использовали мышей с генетическим дефицитом фермента дофамин-бета-гидроксилазы, необходимого для синтеза NE из дофамина, для определения того, регулирует ли NE величину ответа, управляемого клетками Th2 (Alaniz et al., 1999 ). Эти мыши с дефицитом NE показали, что отсутствие NE приводит к уменьшению управляемой клетками Th2 ответа in vivo против патогенов Listeria monocytogenes или Mycobacterium tuberculosis , что позволяет предположить, что NE играет роль в повышении активности клеток Th2. опосредованный иммунный ответ.Взятые вместе, эти исследования являются первыми, показывающими, что NE оказывает влияние либо на раннее развитие наивных CD4 + Т-клеток в Th2-клетку, на стремление стать Th2-клеткой и / или на количество IFN-γ, секретируемого эффекторным Th2. клетка. Роль, которую NE играет in vivo во время развития и / или прогрессирования ответа, управляемого клетками Th3, остается неясной.
Ранние исследования in vitro с использованием нефракционированных популяций CD4 + Т-клеток показали, что NE, β 2 AR-селективные агонисты или другие агенты, повышающие цАМФ, либо ингибируют, либо повышают уровень IL-2, IFN-γ или IL-4. продуцируется, в то время как исследования с использованием популяций клеток Th2 и Th3 показали, что эти агенты снижают уровень IFN-γ и повышают уровень IL-4, соответственно [Обширный обзор в (Kin and Sanders, 2006; Kohm and Sanders, 2001a; Sanders и Straub, 2002).Когда наивные Т-клетки выделяли и активировали, секреция ИЛ-2 снижалась под действием NE, предполагая, что стимуляция NE и β 2 AR влияла на способность активированных наивных Т-клеток увеличиваться в количестве. Однако эти культуры продуцировали такое же количество жизнеспособных клеток через 5 дней культивирования, даже несмотря на то, что они продуцировали меньше IL-2, что позволяет предположить, что раннее снижение IL-2 после стимуляции β 2 AR может повлиять на начальную экспансию клеток, но это со временем этот эффект может исчезнуть.Кроме того, стимуляция NE β 2 AR на наивной CD4 + Т-клетке не влияла на количество Th2-клеток, которые развиваются в определенных Th2-стимулирующих условиях культивирования, но действительно повышала уровень IFN-γ, секретируемого на клетку при реактивации. Воздействие на клетки Th2 NE или β 2 AR-селективного агониста перед их активацией снижало продукцию как IL-2, так и IFN-γ, тогда как стимуляция во время или после активации клеток, по-видимому, не имела эффекта или индуцировал увеличение IFN-γ, соответственно.Однако оказывается, что NE не влияет на активность мышиных Th3-клеток, и это вероятно потому, что мышиные Th3-клетки не экспрессируют β 2 AR. Воздействие in vitro на PBMC человека NE или агониста β 2 AR вызывало снижение продукции IFN-γ, но увеличение IL-4 и IL-10 (Sanders and Straub, 2002), что позволяет предположить, что NE вызывает переход к Th3-подобной цитокиновой среде. Хотя эти результаты все еще обсуждаются, повышение внутриклеточного цАМФ в субпопуляциях мышиных CD4 + Т-клеток, по-видимому, может влиять на активность Т-клеток, но стимуляция NE и β 2 AR может влиять только на активность наивных клеток и клеток Th2, причем эффект зависит от время стимуляции β 2 AR по отношению к активации Т-клеток.
Воздействие NE на клетки селезенки мышей или клетки периферической крови человека увеличивало образование литической активности CD8 + Т-клеток, возможно, за счет ингибирования продукции TNF-α. Однако время воздействия катехоламина или агониста в зависимости от стадии дифференцировки CD8 + Т-клеток может иметь отношение к этим функциональным результатам. Если лиганды добавляли после генерации CTL, то есть во время эффекторной стадии ответа на антиген, происходило снижение активности CTL, что может быть связано с цАМФ-индуцированным снижением TCR-зависимого высвобождения цитотоксических гранул.Таким образом, роль стимуляции NE и / или β 2 AR в модулировании активности CD8 + Т-клеток остается неопределенной как у людей, так и у животных, но может зависеть от времени стимуляции адренергических рецепторов в зависимости от стадии дифференцировки CD8 + Т-клеток. .
B Lymphocytes
Эффект истощения NE на первичный Т-клеточно-зависимый ответ антител in vivo также изучался [подробно рассмотрен в (Kin and Sanders, 2006; Kohm and Sanders, 2001b; Sanders and Munson, 1985; Сандерс и Штрауб, 2002)].Данные показали, что после истощения NE происходит либо уменьшение, либо увеличение зависимого от Th-клеток ответа антител IgM. Взятые вместе, большинство результатов на мышах предполагают, что NE усиливает эндогенную активность иммунных клеток, которые генерируют ответ. Также было обнаружено, что истощение NE снижает сывороточный IgG1, образование зародышевых центров и экспрессию CD86 на В-клетках после воздействия антигена. При использовании мышей с дефицитом дофамин-β-гидроксилазы уровень IgG, продуцируемого В-клетками, у мышей дикого типа снижался (Alaniz et al., 1999), вероятно, из-за влияния на продукцию IFN-g, как описано выше для Т-клеток. У мышей с недостаточностью β 2 AR продукция IgG была такой же, как у мышей дикого типа, но это может быть связано с компенсаторными механизмами, как обсуждалось выше. Напротив, в другом исследовании сообщалось о штаммоспецифическом усилении продукции антител у мышей C57Bl / 6J и Balb / c с истощенным NE, что снова объясняется изменениями цитокинов. Таким образом, трудно сделать вывод о влиянии истощения NE на ответ IgM и IgG in vivo, хотя большинство данных указывают на супрессию, предполагая, что NE может быть необходимо для того, чтобы играть положительную роль в ответе антител in vivo, но механизмы
Обнаружение in vivo того факта, что мыши с истощенным NE неспособны повышать экспрессию CD86 на B-клетках по сравнению с мышами с интактным NE, позволяет предположить, что CD86 может регулироваться NE, чтобы способствовать усилению ответа антител, возможно через костимуляцию Т-лимфоцитов.Но при исследовании in vitro стимуляция β 2 AR на B-клетке во время активации B-клеток в присутствии или в отсутствие T-клетки непосредственно увеличивала уровень экспрессии CD86 и продуцирования IgG1 a. B-клетки [подробно рассмотрено в (Kin and Sanders, 2006). Индуцированное β 2 AR и CD86 увеличение IgG1 происходило в расчете на клетку за счет увеличения скорости продукции мРНК зрелого IgG1. Рекомбинация с переключением классов и количество клеток, продуцирующих IgG1, не изменились, что позволяет предположить, что стимуляция β 2 AR на В-клетке влияет на молекулярный процесс после переключения.Молекулярный механизм, ответственный за повышение уровня IgG1, включает индуцированное β 2 AR, CREB-опосредованное увеличение экспрессии белка-коактиватора OCA-B, которое взаимодействует с индуцированным CD86 увеличением фактора транскрипции Oct -2, способствуя их кооперативному связыванию с энхансером 3′-IgH для увеличения активности энхансера. Было также обнаружено, что стимуляция β 2 AR увеличивает уровень IgE, продуцируемого на клеточную основу. Однако, в отличие от индуцированного β 2 AR увеличения IgG1, которое, как было обнаружено, зависело от активации CREB, увеличения IgE не было.В случае IgE результаты показали, что связь между стимуляцией β 2 AR и увеличением IgE включает активацию p38 MAPK и образование sCD23 (Pongratz et al., 2006). Таким образом, стимуляция β 2 AR на B-клетке, которая активируется в присутствии IL-4, может индуцировать активацию двух различных сигнальных путей в B-клетке, чтобы регулировать уровень продуцируемых IgG1 и IgE, а также, по-видимому, повышает регуляцию Экспрессия CD86 на В-клетке участвует в опосредовании увеличения антител.
КОММЕНТАРИЙ
В совокупности эти исследования демонстрируют способность NE оказывать различное влияние на функцию Т- и В-клеток in vivo. Однако дополнительные проблемы возникают при сравнении in vivo и in vitro эффектов NE на функцию Т- и В-клеток. Как обсуждалось ранее, в большинстве исследований, изучающих влияние NE на функцию Т- и В-клеток in vivo, у нормальных мышей не было этого нейромедиатора. Таким образом, исследования in vitro специально изучали влияние добавления NE на популяции и функции конкретных Т- и В-клеток, в то время как исследования in vivo фактически изучали влияние истощения NE на все популяции клеток, которые участвовали в иммунном ответе. и выраженные адренорецепторы.Кроме того, иммунные ответы, измеренные у мышей с истощенным NE, вероятно, отражают иммунный ответ, который возникает in vitro, когда NE отсутствует, предполагая, что добавление NE к культуре in vitro может более точно отражать реальное состояние иммунного ответа in vivo, когда Нервные волокна, содержащие NE, не повреждены и функционируют. Наконец, исследования in vivo, возможно, также изучали влияние NE на клетки в различных состояниях дифференцировки, поскольку истощение NE, скорее всего, затронуло как наивные, так и эффекторные клетки у этих животных.Таким образом, будущим исследованиям может способствовать использование дополнительных модельных систем, таких как адаптивный перенос популяций специфических рецептор-дефицитных клеток иммунодефицитным мышам, для изучения роли NE в регуляции функции каждого типа клеток, способствующих продукции антител in vivo. . В качестве альтернативы также может оказаться полезным нарушение генов синтезирующих NE ферментов или экспрессии адренергических рецепторов в конкретных популяциях клеток in vivo с использованием систем условной экспрессии генов.
ВЫВОДЫ
Учитывая функциональное значение, приписываемое нейронной иннервации иммунной системы, важно понимать, что нейроатомическая основа этого звена в нейроиммунной сети по-прежнему опирается на несколько исследований.Сейчас, через двадцать лет после публикации первого и редко упоминаемого описания иннервации вилочковой железы (Nance et al., 1987), по-прежнему существует потребность в дальнейших нейроанатомических и нейрохимических анализах нервной иннервации иммунной системы. Все концептуальные модели нейроиммунной регуляторной системы, такие как недавняя «холинеригическая противовоспалительная гипотеза», ограничены анатомией и должны соответствовать нейроанатомической организации иннервации иммунной системы.
На сегодняшний день существует ряд клинических примеров, подтверждающих роль нейроиммунной взаимосвязи в этиологии или прогрессировании болезненного состояния, и многие из этих примеров подробно обсуждаются в ряде прекрасных обзоров (Glaser, 2005; Heijnen and Cohen, 1999; Сандерс и Штрауб, 2002). Во всех этих обзорах подчеркивается, что понимание клеточных, биохимических и молекулярных механизмов, с помощью которых NE регулирует уровень активности иммунных клеток, однажды приведет к разработке терапевтических подходов, которые изменят этиологию и / или развитие иммунной системы. сопутствующие заболевания.Такие терапевтические подходы будут важны для использования, поскольку иммунная система человека сталкивается с множеством антигенов в среде хозяина, будь то внешние или внутренние. Также будет важно понять, как уровень иммунокомпетентности может повлиять на различные компоненты нервной системы, которые оказывают влияние на активность иммунных клеток, например, уровень иннервации и / или локально секретируемый NE в лимфоидной ткани и / или уровень экспрессия β 2 AR на иммунных клетках.
Сноски
Заявление издателя: Это PDF-файл неотредактированной рукописи, принятой к публикации. В качестве услуги для наших клиентов мы предоставляем эту раннюю версию рукописи. Рукопись будет подвергнута копированию, верстке и рассмотрению полученного доказательства, прежде чем она будет опубликована в окончательной форме для цитирования. Обратите внимание, что во время производственного процесса могут быть обнаружены ошибки, которые могут повлиять на содержание, и все юридические оговорки, относящиеся к журналу, имеют отношение.
Информация для авторов
Дуайт М. Нэнс, Центр интегративной медицины Сьюзан Самуэли, Калифорнийский университет, Ирвин, Оранж, Калифорния, США.
Вирджиния М. Сандерс, Отдел молекулярной вирусологии, иммунологии и медицинской генетики, Медицинский центр Университета штата Огайо, Колумбус, Огайо, США.
БИБЛИОГРАФИЯ
- Alaniz RC, Thomas SA, Perez-Melgosa M, Mueller K, Farr AG, Palmiter RD, Wilson CB. Дефицит дофамин-бета-гидроксилазы нарушает клеточный иммунитет.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 1999; 96: 2274–2278. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
- Bellinger DL, Lorton D, Hamill RW, Felten SY, Felten DL. Окрашивание ацетилхолинэстеразы и активность холинацетилтрансферазы в селезенке молодых взрослых крыс: отсутствие доказательств холинергической иннервации. Иммунное поведение мозга. 1993; 7: 191–204. [PubMed] [Google Scholar]
- Berthoud HR, Powley TL. Характеристика иннервации блуждающего нерва у крыс с целиакией, надпочечниками и брыжеечными ганглиями. J Auton Nerv Syst.1993; 42: 153–169. [PubMed] [Google Scholar]
- Боровикова Л.В., Иванова С., Чжан М., Ян Х., Бочкина Г.И., Уоткинс Л.Р., Ван Х., Абумрад Н., Итон Дж. В., Трейси К.Дж. Стимуляция блуждающего нерва ослабляет системную воспалительную реакцию на эндотоксин. Природа. 2000; 405: 458–462. [PubMed] [Google Scholar]
- Браун Р., Ли З., Вринд С., Нирула Р., Янц Л., Фальк Дж., Нанс Д.М., Дайк Д.Г., Гринбург А.Х. Подавление секреции интерлейкина-1 макрофагами селезенки после интрацеребровентрикулярной инъекции интерлейкина-1β: данные для гипофизарно-надпочечникового и симпатического контроля.Cell.Immunol. 1991; 132: 84–93. [PubMed] [Google Scholar]
- Буллох К., Мур Р.Й. Иннервация вилочковой железы стволом головного мозга и спинным мозгом у мышей и крыс. Am J Anat. 1981; 162: 157–166. [PubMed] [Google Scholar]
- Bulloch K, Pomerantz W. Иннервация вегетативной нервной системы лимфоидной ткани, связанной с тимусом, у мышей дикого типа и голых мышей. J.Comp. Неврология. 1984. 228: 57–68. [PubMed] [Google Scholar]
- Каллахан Т.А., Мойнихан Дж.А. Воздействие химической симпатэктомии на цитокиновые ответы Т-клеток не опосредуется изменением функции клеток перитонеального экссудата или воспалительной реакцией.Иммунное поведение мозга. 2002; 16: 33–45. [PubMed] [Google Scholar]
- Кано Г., Свед А.Ф., Ринаман Л., Рабин Б.С., Card JP. Характеристика иннервации центральной нервной системы селезенки крысы с использованием вирусного транснейронального отслеживания. J Comp Neurol. 2001; 439: 1–18. [PubMed] [Google Scholar]
- Денес А., Болдогкой З., Уерецкий Г., Хорняк А., Русвай М., Палковиц М., Ковач К.Дж. Центральный вегетативный контроль костного мозга: отслеживание мультисинаптического тракта рекомбинантным вирусом псевдобешенства. Неврология.2005; 134: 947–963. [PubMed] [Google Scholar]
- Фельтен Д.Л., Фелтен С.Ю., Карлсон С.Л., Ольшука Дж.А., Ливнат С. Норадренергическая и пептидергическая иннервация лимфоидной ткани. J.Immunol. 1985; 135 (2): 755с – 765с. [PubMed] [Google Scholar]
- Franceschini D, Orr-Urtreger A, Yu W, Mackey LY, Bond RA, Armstrong D, Patrick JW, Beaudet AL, De Biasi M. Измененные реакции барорефлекса у мышей с дефицитом альфа7. Behav Brain Res. 2000; 113: 3–10. [PubMed] [Google Scholar]
- Глейзер Р. Связанная со стрессом иммунная дисрегуляция и ее важность для здоровья человека: личная история психонейроиммунологии.Иммунное поведение мозга. 2005; 19: 3–11. [PubMed] [Google Scholar]
- Хаасс М., Кублер В. Никотин и симпатическая нейротрансмиссия. Кардиоваск наркотики Ther. 1997. 10: 657–665. [PubMed] [Google Scholar]
- Heijnen CJ, Cohen N. Клиническое значение нейроэндокринного контроля аутоиммунных процессов: важная ниша для психонейроиммунологов? Иммунное поведение мозга. 1999; 13: 267–270. [PubMed] [Google Scholar]
- Игнатовский Т.А., Галлант С, Шпенглер Р.Н. Временная регуляция за счет стимуляции адренергическим рецептором продуцирования фактора некроза опухоли (TNF), производного макрофагами (M phi), после заражения LPS.J.Neuroimmunol. 1996. 65: 107–117. [PubMed] [Google Scholar]
- Imai S, Tokunaga Y, Maeda T., Kikkawa M, Hukuda S. Пептид, связанный с геном кальцитонина, вещество P и иммунореактивная иннервация тирозингидроксилазы костного мозга крыс: иммуногистохимическое и ультраструктурное исследование на возможные эфферентные и афферентные механизмы. J Orthop Res. 1997; 15: 133–140. [PubMed] [Google Scholar]
- Кавелаарс А. Регулируемая экспрессия адренергических рецепторов альфа-1 в иммунной системе.Иммунное поведение мозга. 2002; 16: 799–807. [PubMed] [Google Scholar]
- Кин Н.В., Сандерс В.М. Требуется нервозность, чтобы сказать Т- и В-клеткам, что им делать. J Leukoc Biol. 2006 [PubMed] [Google Scholar]
- Кохм А.П., Сандерс В.М. Стимуляция норадреналина и бета-2-адренорецепторов регулирует функцию CD4 + T- и B-лимфоцитов in vitro и in vivo. Фармакологические обзоры. 2001a; 53: 487–525. [PubMed] [Google Scholar]
- Кохм А.П., Сандерс В.М. Стимуляция норадреналина и бета-2-адренорецепторов регулирует функцию CD4 + T- и B-лимфоцитов in vitro и in vivo.Pharmacol Rev. 2001b; 53: 487–525. [PubMed] [Google Scholar]
- Курковски Р., Куммер В., Хейм С. Вещество P-иммунореактивные нервные волокна в трахеобронхиальных лимфатических узлах морской свинки: происхождение, ультраструктура и сосуществование с другими пептидами. Пептиды. 1990; 11: 13–20. [PubMed] [Google Scholar]
- MacNeil BJ, Jansen AH, Janz LJ, Greenberg AH, Nance DM. Периферический эндотоксин увеличивает активность симпатического нерва селезенки за счет центрального синтеза простагландинов. Am.J. Physiol. 1997; 273: R609 – R614.[PubMed] [Google Scholar]
- Мэдден К.С., Фелтен С.Ю., Фелтен Д.Л., Сундаресан П.Р., Ливнат С. Симпатическая нейронная модуляция иммунной системы. I. Снижение Т-клеточного иммунитета in vivo и in vitro после химической симпатэктомии. Brain Behav.Immun. 1989; 3: 72–89. [PubMed] [Google Scholar]
- Майер С.Ф., Гёлер Л.Е., Флешнер М., Уоткинс Л.Р. Роль блуждающего нерва в коммуникации цитокинов с мозгом. Энн Н.Ю., академик наук. 1998. 840: 289–300. [PubMed] [Google Scholar]
- Meltzer JC, MacNeil BJ, Sanders V, Pylypas S, Jansen AH, Greenberg AH, Nance DM.Стресс-индуцированное подавление продукции цитокинов селезенки in vivo у крыс с помощью нервных и гормональных механизмов. Иммунное поведение мозга. 2004. 18: 262–273. [PubMed] [Google Scholar]
- Nance DM, Burns J. Иннервация селезенки у крысы: свидетельство отсутствия афферентной иннервации. Brain Behav.Immun. 1989; 3: 281–290. [PubMed] [Google Scholar]
- Nance DM, Hopkins DA, Bieger D. Повторное исследование иннервации вилочковой железы у мышей и крыс. Brain Behav.Immun. 1987; 1: 134–147.[PubMed] [Google Scholar]
- Nance DM, MacNeil BJ. Иммунорегуляция со стороны симпатической нервной системы. Эльзевир; Лондон: 2001. С. 121–139. [Google Scholar]
- Нийдзима А. Электрофизиологическое исследование блуждающей иннервации надпочечников у крысы. J Auton Nerv Syst. 1992; 41: 87–92. [PubMed] [Google Scholar]
- Понграц Г., Макалис Дж. В., Конрад Д.Х., Эрбе Р.С., Хаас К.М., Сандерс В.М. Уровень IgE, продуцируемого В-клеткой, регулируется норэпинефрином в зависимости от p38 MAPK и CD23.J Immunol. 2006; 177: 2926–2938. [PubMed] [Google Scholar]
- Romeo HE, Fink T, Yanaihara N, Weihe E. Распределение и относительные пропорции нейропептида Y- и проэнкефалин-содержащих норадренергических нейронов в верхнем шейном ганглии крысы: отдельные проекции на подчелюстные лимфатические узлы. Пептиды. 1994; 15: 1479–1487. [PubMed] [Google Scholar]
- Саид Р.В., Варма С., Пенг-Немерофф Т., Шерри Б., Балахане Д., Хьюстон Дж., Трейси К.Дж., Аль-Абед И., Мец CN. Холинергическая стимуляция блокирует активацию эндотелиальных клеток и рекрутирование лейкоцитов во время воспаления.J Exp Med. 2005; 201: 1113–1123. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
- Сандерс В.М., Каспрович Д.И., Кохм А.П., Суонсон Массачусетс. Рецепторы нейротрансмиттеров на лимфоцитах и других лимфоидных клетках. В: Адер Р., Фелтен Д., Коэн Н., редакторы. Психонейроиммунология. 3-е изд. 2. Академическая пресса; Сан-Диего, Калифорния: 2001. С. 161–196. [Google Scholar]
- Сандерс В.М., Каспрович Д.И., Суонсон-Мангерсон М.А., Подожил Дж. Р., Кохм А.П. Адаптивный иммунитет у мышей, лишенных бета2-адренорецептора. Иммунное поведение мозга.2003. 17: 55–67. [PubMed] [Google Scholar]
- Сандерс В.М., Мансон А.Е. Норэпинефрин и ответ антител. Pharmacol.Rev. 1985. 37 (3): 229–248. [PubMed] [Google Scholar]
- Сандерс В.М., Штрауб Р.Х. Норэпинефрин, бета-адренорецепторы и иммунитет. Иммунное поведение мозга. 2002; 16: 290–332. [PubMed] [Google Scholar]
- Schafer MK, Eiden LE, Weihe E. Холинергические нейроны и терминальные поля, выявленные иммуногистохимическим методом для везикулярного переносчика ацетилхолина. II.Периферическая нервная система. Неврология. 1998. 84: 361–376. [PubMed] [Google Scholar]
- Шепард А.Дж., Бересфорд Л.Дж., Белл Э.Б., Миян Дж.А. Для мобилизации специфических Т-клеток из лимфатических узлов при контактной чувствительности требуется вещество P.J Neuroimmunol. 2005. 164: 115–123. [PubMed] [Google Scholar]
- Скок М.В., Войтенко Л.П., Войтенко С.В., Лихмус Е.Ю., Калашник Е.Н., Литвин Т.И., Цартос С.Ю., Скок В.И. Состав альфа-субъединиц никотиновых рецепторов ацетилхолина в нейронах вегетативных ганглиев крысы, определенный с помощью субъединичных антител против альфа (181-192) пептида.Неврология. 1999; 93: 1427–1436. [PubMed] [Google Scholar]
- Троттер Р.Н., Сторнетта Р.Л., Гайенет П.Г., Робертс М.Р. Транснейрональное картирование сети ЦНС, контролирующей симпатический отток в тимус крысы. Auton Neurosci. 2007; 131: 9–20. [PubMed] [Google Scholar]
- Vriend CY, Zuo L, Dyck DG, Nance DM, Greenberg AH. Центральное введение интерлейкина-1 бета увеличивает обмен норадреналина в селезенке. Brain Res.Bull. 1993; 31: 39–42. [PubMed] [Google Scholar]
- Ван В., Ветмор Л., Соренсен С.М., Гринберг А.Х., Нэнси Д.М.Нейронные и биохимические медиаторы эндотоксина и стресс-индуцированной экспрессии c-fos в головном мозге крыс. Brain Res.Bull. 1994; 34: 7–14. [PubMed] [Google Scholar]
- Ван Х, Ю М., Очани М., Амелла К.А., Танович М., Сусарла С., Ли Дж. Х., Ван Х., Янг Х., Уллоа Л., Аль-Абед И., Чура С.Дж., Трейси К.Дж. Субъединица альфа7 никотинового ацетилхолинового рецептора является важным регулятором воспаления. Природа. 2003; 421: 384–388. [PubMed] [Google Scholar]
- Юн С.И., Ким Х.В., Ро Д.Х., Квон И.Б., Хан Х.Дж., Бейтц А.Дж., Ли Дж.Х.Интратекальный клонидин подавляет индуцированную зимозаном миграцию периферических лейкоцитов в модели воздушного мешка у мышей за счет активации спинномозговых мускариновых рецепторов 2 типа и активности симпатоадреналового мозгового вещества. Нейрофармакология. 2006; 51: 829–837. [PubMed] [Google Scholar]
Нейротрансмиттеров и рецепторов | Безграничная анатомия и физиология
Холинергические нейроны и рецепторы
Ацетилхолин — нейромедиатор в центральной и периферической нервной системе, влияющий на пластичность, возбуждение и вознаграждение.
Цели обучения
Идентифицировать холинергические нейроны и рецепторы вегетативной системы
Основные выводы
Ключевые моменты
- Нейромедиатор ацетилхолин (ACh) — единственный нейротрансмиттер, используемый в двигательном отделе соматической нервной системы, и главный нейротрансмиттер в вегетативных ганглиях.
- В ЦНС нейроны, которые высвобождают ACh и отвечают на него, составляют холинергическую систему, которая вызывает противовозбуждающие эффекты.
- ACh играет роль в синаптической пластичности, включая обучение и кратковременную память.
- ACh может связывать мускариновые или никотиновые рецепторы.
- ACh синтезируется в холинергических нейронах (например, в базальном ядре Мейнерта) из холина и ацетил-КоА с использованием фермента, называемого холинацетилтрансферазой.
Ключевые термины
- холинацетилтрансфераза : сокращенно ChAT, это фермент, который синтезируется в теле нейрона.Затем он передается к нервному окончанию через аксоплазматический поток. Роль холинацетилтрансферазы заключается в соединении ацетил-КоА с холином, что приводит к образованию нейромедиатора ацетилхолина.
- вегетативные ганглии : скопления тел нервных клеток и их дендритов, которые представляют собой соединение между вегетативными нервами, исходящими из центральной нервной системы, и вегетативными нервами, иннервирующими свои органы-мишени на периферии.
- никотиновые рецепторы : также называемые nAChR, это холинергические рецепторы, которые образуют лиганд-зависимые ионные каналы в плазматических мембранах определенных нейронов и на постсинаптической стороне нервно-мышечного соединения.
Ацетилхолин
Ацетилхолин (ACh) — это органический многоатомный ион, который действует как нейротрансмиттер как в периферической нервной системе (ПНС), так и в центральной нервной системе (ЦНС) во многих организмах, включая человека. Ацетилхолин — один из многих нейромедиаторов вегетативной нервной системы (ВНС) и единственный нейротрансмиттер, используемый в моторном отделе соматической нервной системы (сенсорные нейроны используют глутамат и различные пептиды в своих синапсах).
Ацетилхолин также является основным нейромедиатором во всех вегетативных ганглиях.В сердечной ткани нейротрансмиссия ацетилхолина оказывает тормозящее действие, что снижает частоту сердечных сокращений. Однако ацетилхолин также действует как возбуждающий нейромедиатор в нервно-мышечных соединениях в скелетных мышцах.
Ацетилхолин : изображена химическая структура ацетилхолина.
Ацетилхолин был впервые идентифицирован в 1914 году Генри Халлеттом Дейлом из-за его действия на сердечную ткань. Он был подтвержден как нейротрансмиттер Отто Лоуи, который первоначально дал ему название Vagusstoff, потому что он выделялся из блуждающего нерва.За свою работу они совместно получили Нобелевскую премию 1936 года по физиологии и медицине. Ацетилхолин был также первым идентифицированным нейромедиатором.
Функции
Мускариновый ацетилхолиновый рецептор M2 : Этот человеческий мускариновый ацетилхолиновый рецептор M2 связан с антагонистом (ACh).
Ацетилхолин выполняет функции как в периферической нервной системе (ПНС), так и в центральной нервной системе (ЦНС) в качестве нейромодулятора. В периферической нервной системе ацетилхолин активирует мышцы и является основным нейромедиатором в вегетативной нервной системе.В центральной нервной системе ацетилхолин и связанные с ним нейроны образуют холинергическую систему.
Когда ацетилхолин связывается с рецепторами ацетилхолина на волокнах скелетных мышц, он открывает лиганд-зависимые натриевые каналы в клеточной мембране. Затем ионы натрия попадают в мышечную клетку, инициируя последовательность шагов, которые в конечном итоге вызывают сокращение мышц. Хотя ацетилхолин вызывает сокращение скелетных мышц, он действует через рецептор другого типа, подавляя сокращение волокон сердечной мышцы.
В вегетативной нервной системе ацетилхолин выделяется в следующих участках: все пре- и постганглионарные парасимпатические нейроны, все пре-ганглионарные симпатические нейроны, некоторые постганглионарные симпатические волокна и псевдомоторные нейроны потовых желез.
В центральной нервной системе ACh оказывает множество эффектов в качестве нейромодулятора пластичности, возбуждения и вознаграждения. ACh играет важную роль в усилении сенсорного восприятия, когда мы просыпаемся, и в поддержании внимания.
Было показано, что повреждение холинергической (производящей ацетилхолин) системы в головном мозге вероятно связано с дефицитом памяти, связанным с болезнью Альцгеймера. Было также показано, что ACh способствует быстрому сну.
В коре головного мозга тонический ACh подавляет нейроны слоя 4, основные мишени таламокортикальных входов, в то же время возбуждая пирамидные клетки в слоях 2/3 и 5. Это отфильтровывает слабые сенсорные входы в слое 4 и усиливает входные сигналы, которые достигают слоев 2/3. и возбуждающие микросхемы 5-го слоя.
В результате эти специфические для слоя эффекты ACh могут работать для улучшения отношения сигнал / шум корковой обработки. В то же время ацетилхолин действует через никотиновые рецепторы, возбуждая определенные группы тормозных интернейронов в коре головного мозга, что еще больше снижает активность коры.
Никотиновые рецепторы ацетилхолина: Эти схемы описывают гетеромерную и гомомерную природу nAChR. Гетеромерные рецепторы, обнаруженные в центральной нервной системе, состоят из 2 α и 3 β субъединиц с сайтом связывания на границе α и соседней субъединицы.Гомомерные рецепторы содержат 5 идентичных субъединиц и имеют 5 сайтов связывания, расположенных на границах раздела между соседними субъединицами.
Одной из хорошо поддерживаемых функций ACh в коре головного мозга является повышенная реакция на сенсорные стимулы, форма внимания. Было обнаружено, что фазовое повышение ACh во время предъявления зрительных, слуховых и соматосенсорных стимулов увеличивает скорость возбуждения нейронов в соответствующих первичных сенсорных кортиках.
Когда холинергические нейроны в базальной части переднего мозга поражены, способность животных обнаруживать зрительные сигналы сильно и стойко нарушалась.В том же исследовании способность животных правильно отклонять нецелевые испытания не была нарушена, что дополнительно подтверждает интерпретацию, что фазовый ACh способствует реакции на стимулы.
ACh участвует в сообщении об ожидаемой неопределенности в окружающей среде, основываясь как на предлагаемых функциях, перечисленных выше, так и на результатах, записанных во время выполнения субъектом задания на поведенческую сигнализацию. Было обнаружено, что разница во времени реакции между испытаниями с правильно подобранными и неправильно подобранными сигналами, называемая достоверностью реплик, обратно пропорциональна уровням ACh у приматов с фармакологически и хирургически измененными уровнями ACh.Этот результат был также обнаружен у пациентов с болезнью Альцгеймера и курильщиков после употребления никотина (агониста ACh).
Создание АЧ
Ацетилхолин синтезируется в некоторых нейронах ферментом холинацетилтрансферазой из соединений холина и ацетил-КоА. Холинергические нейроны способны продуцировать АХ.
Примером центральной холинергической области является базальное ядро Мейнерта в базальной части переднего мозга. Фермент ацетилхолинэстераза превращает ацетилхолин в неактивные метаболиты холин и ацетат.Этот фермент в изобилии присутствует в синаптической щели, и его роль в быстром выводе свободного ацетилхолина из синапса важна для правильного функционирования мышц.
Некоторые нейротоксины действуют путем ингибирования ацетилхолинэстеразы, что приводит к избытку ацетилхолина в нервно-мышечном соединении. Это приводит к параличу мышц, необходимых для дыхания, и останавливает сердцебиение.
Адренергические нейроны и рецепторы
Адренергические рецепторы — это молекулы, связывающие катехоламины.Их активация приводит к общим стимулирующим и симпатомиметическим ответам.
Цели обучения
Описание адренергических нейронов и рецепторов вегетативной нервной системы
Основные выводы
Ключевые моменты
- Адренергические рецепторы состоят из двух основных групп, α и β, нескольких подгрупп (α1, α2, β1, β2, β3) и нескольких подтипов подгруппы α2 (α2A, α2B, α2C).
- Адреналин связывает как α-, так и β-адренорецепторы, вызывая сужение сосудов и расширение сосудов.
- При активации рецептор α1 вызывает сокращение гладкой мускулатуры кровеносных сосудов кожи, желудочно-кишечного тракта, почек и мозга, а также в других областях.
- При активации рецептор α2 запускает ингибирование инсулина и индукцию высвобождения глюкагона в поджелудочной железе, сокращение сфинктеров желудочно-кишечного тракта и усиление агрегации тромбоцитов.
- При активации рецептор α2 запускает ингибирование инсулина и индукцию высвобождения глюкагона в поджелудочной железе, сокращение сфинктеров желудочно-кишечного тракта и усиление агрегации тромбоцитов.
Ключевые термины
- адренорецептор : это класс рецепторов, связанных с G-белком, которые являются мишенями для катехоламинов, особенно норадреналина (норадреналина) и адреналина (адреналина). Многие клетки обладают этими рецепторами, и связывание катехоламина с рецептором обычно стимулирует симпатическую нервную систему.
- G-белковые рецепторы : они включают большое семейство белков трансмембранных рецепторов, которые воспринимают молекулы вне клетки и активируют внутренние пути передачи сигнала и, в конечном итоге, клеточные ответы.Любые адренергические эффекты на клетки обычно опосредуются рецепторами, связанными с G-белками.
- адренергический рецептор : любой из нескольких участков на поверхностных мембранах клеток, иннервируемых адренергическими нейронами.
Адренергические рецепторы (или адренорецепторы) представляют собой класс метаботропных рецепторов, связанных с G-белком, которые являются мишенями для катехоламинов, особенно норадреналина или норадреналина, и адреналина (адреналина). Хотя дофамин является катехоламином, его рецепторы относятся к другой категории.
Многие клетки обладают этими рецепторами, и связывание агониста обычно вызывает симпатический (или симпатомиметический) ответ (например, ответ «бей или беги»). Например, частота сердечных сокращений увеличится, зрачки будут расширяться, энергия будет мобилизована, а кровоток будет перенаправлен от второстепенных органов к скелетным мышцам.
Адреналин (адреналин) : проиллюстрирована двухмерная структура адреналина (адреналина).
Норадреналин (норадреналин) : Здесь проиллюстрирована двумерная структура норадреналина (норадреналина).
Есть две основные группы адренергических рецепторов, α и β, с несколькими подтипами. Рецепторы α имеют подтипы α1 (рецептор, связанный с Gq) и α2 (рецептор, связанный с Gi). Фенилэфрин — селективный агонист α-рецептора.
β-рецепторов имеют подтипы β1, β2 и β3. Все три связаны с белками Gs (хотя β2 также связывается с Gi), которые, в свою очередь, связаны с аденилатциклазой. Таким образом, связывание агонистов вызывает повышение внутриклеточной концентрации второго мессенджера цАМФ.Последующие эффекторы цАМФ включают цАМФ-зависимый белок, киназу (ПКА), которая опосредует некоторые внутриклеточные события после связывания гормона. Изопреналин — неселективный агонист.
Адреналин или норадреналин являются лигандами рецепторов для α1, α2 или β-адренорецепторов (путь показан на следующей диаграмме).
- α1 соединяется с Gq, что приводит к увеличению внутриклеточного Ca2 +, что приводит к сокращению гладких мышц. С другой стороны,
- α2 соединяется с Gi, что вызывает снижение активности цАМФ, что приводит к сокращению гладких мышц. Рецепторы
- β связываются с Gs и увеличивают внутриклеточную активность цАМФ, что приводит к сокращению сердечной мышцы, расслаблению гладких мышц и гликогенолизу.
Передача адренергического сигнала : На этой схеме показан механизм адренергических рецепторов. Адреналин и норадреналин являются лигандами α1, α2 или β-адренорецепторов. α1-рецепторы соединяются с Gq, что приводит к увеличению внутриклеточного Ca2 + и вызывает сокращение гладких мышц. Рецепторы α2 соединяются с Gi, вызывая снижение активности цАМФ и приводящее к сокращению гладких мышц.β-рецепторы связываются с Gs, увеличивая внутриклеточную активность цАМФ и приводя к сокращению сердечной мышцы, расслаблению гладких мышц и гликогенолизу.
Адреналин (адреналин) реагирует как с α-, так и с β-адренорецепторами, вызывая сужение сосудов и расширение сосудов соответственно. Хотя α-рецепторы менее чувствительны к адреналину, при активации они подавляют расширение сосудов, опосредованное β-адренорецепторами. В результате высокий уровень циркулирующего адреналина вызывает сужение сосудов.При более низких уровнях циркулирующего адреналина доминирует стимуляция β-адренорецепторов, вызывая общее расширение сосудов.
Поведение гладких мышц варьируется в зависимости от анатомического расположения. Одно важное замечание — это дифференциальные эффекты увеличения цАМФ в гладких мышцах по сравнению с сердечными мышцами. Повышенный цАМФ будет способствовать расслаблению гладких мышц, одновременно способствуя увеличению сократимости и частоты пульса в сердечной мышце.
α-рецепторы имеют несколько общих функций, но также имеют индивидуальные эффекты.Общие (или все еще неуточненные) эффекты включают: сужение сосудов сердечных артерий (коронарных артерий), сужение сосудов вен и снижение подвижности гладких мышц желудочно-кишечного тракта.
α1-адренорецепторов являются членами суперсемейства рецепторов, связанных с G-белком. При активации гетеротримерный белок G, Gq, активирует фосфолипазу C (PLC).
PLC расщепляет фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат (PIP2), что, в свою очередь, вызывает увеличение инозитолтрифосфата (IP3) и диацилглицерина (DAG).Первый взаимодействует с кальциевыми каналами эндоплазматического и саркоплазматического ретикулума, изменяя таким образом содержание кальция в клетке. Это вызывает все остальные эффекты.
Специфические действия α1-рецептора в основном связаны с сокращением гладких мышц. Он вызывает сужение сосудов во многих кровеносных сосудах, включая сосуды кожи, желудочно-кишечного тракта, почек (почечная артерия) и головного мозга. Другие области сокращения гладких мышц:
- Мочеточник.
- Семявыносящий проток.
- Волосы (мышцы, выпрямляющие пили).
- Матка (при беременности).
- Сфинктер уретры.
- Бронхиолы (хотя и незначительные по отношению к расслабляющему действию рецептора β2 на бронхиолы).
- Кровеносные сосуды цилиарного тела (стимуляция вызывает мидриаз).
Другие эффекты включают гликогенолиз и глюконеогенез из жировой ткани и печени, а также секрецию потовых желез и реабсорбцию Na + из почек. Антагонисты могут использоваться при артериальной гипертензии.
Существует 3 высокогомологичных подтипа рецепторов α2: α2A, α2Β и α2C.
Эффекты α2-рецепторов
- Подавление высвобождения инсулина в поджелудочной железе.
- Индукция высвобождения глюкагона из поджелудочной железы.
- Сокращение сфинктеров желудочно-кишечного тракта.
- Отрицательная обратная связь в синапсах нейронов — пресинаптическое подавление выброса норадреналина в ЦНС.
Эффекты β1-рецепторов
- Увеличивает сердечный выброс за счет увеличения частоты сердечных сокращений (положительный хронотропный эффект), увеличения проводимости импульсов (положительный дромотропный эффект) и увеличения сокращения (положительный инотропный эффект), тем самым увеличивая объем, выбрасываемый с каждым ударом (увеличенная фракция выброса).
- Увеличивает секрецию ренина юкстагломерулярными клетками почек.
- Увеличивает секрецию грелина из желудка.
Эффекты β2-рецепторов
- Сглаживает расслабление мышц, например, в бронхах и желудочно-кишечном тракте (снижение моторики).
- Липолиз жировой ткани.
- Анаболизм в скелетных мышцах.
- Расслабляет небеременную матку.
- Расширяет артерии до скелетных мышц.
- Гликогенолиз и глюконеогенез.
- Стимулирует секрецию инсулина.
- Сужает сфинктеры желудочно-кишечного тракта.
- Утолщает выделения слюнных желез.
- Подавляет высвобождение гистамина из тучных клеток.
- Увеличивает секрецию ренина почками.
- Расслабление бронхиол (сальбутамол, агонист бета-2, снимает сужение бронхиол).
Агонисты, антагонисты и лекарственные препараты
Лекарства, влияющие на холинергическую нейротрансмиссию, могут блокировать, препятствовать или имитировать действие ацетилхолина и изменять постсинаптическую передачу.
Цели обучения
Различать эффекты агониста и антагониста в вегетативной нервной системе
Основные выводы
Ключевые моменты
- Агонисты и антагонисты ацетилхолиновых рецепторов оказывают либо прямое действие на рецепторы, либо действуют косвенно, влияя на фермент ацетилхолинэстеразу.
- Агенты, нацеленные на рецепторы ACh, могут нацеливаться на никотиновые или мускариновые рецепторы ACh.
- Атропин, антагонист мускариновых рецепторов ACh, снижает парасимпатическую активность мышц и желез в парасимпатической нервной системе.
- Неостигмин является непрямым агонистом рецептора ACh, который ингибирует ацетилхолинэстеразу, предотвращая распад ацетилхолина. Он используется при лечении миастении и отменяет действие нервно-мышечных блокаторов, используемых для анестезии.
- Фенилэфрин, продаваемый как заменитель Судафеда в противоотечных целях, является агонистом α1-адренорецепторов.
- Бета-блокаторы, как следует из их названия, блокируют действие адреналина и норэпинефрина на β-адренорецепторы и используются для лечения сердечных аритмий, кардиозащиты после сердечного приступа и гипертонии.
Ключевые термины
- ацетилхолинэстераза : фермент, катализирующий распад нейромедиатора ацетилхолина.
- бета-блокаторы : Также называемые бета-адреноблокаторами, бета-адренергическими антагонистами, антагонистами бета-адренорецепторов или бета-антагонистами, это класс препаратов, используемых по различным показаниям. Как антагонисты бета-адренорецепторов, они уменьшают действие адреналина (адреналина) и других гормонов стресса.
- атропин : алкалоид, извлеченный из растения паслен смертоносный (Atropa belladonna) и других источников. В медицине он используется в качестве лекарственного средства из-за его паралитического действия (например, в хирургии для расслабления мышц, в стоматологии для высушивания рта, в офтальмологии для расширения зрачков), хотя передозировки фатальны.
Блокирование, сдерживание или имитация действия ацетилхолина имеет множество применений в медицине. Лекарства, которые действуют на ацетилхолиновую систему, являются либо агонистами рецепторов, которые стимулируют систему, либо антагонистами, которые ее ингибируют.
Агонисты и антагонисты ацетилхолиновых рецепторов могут оказывать прямое действие на рецепторы или оказывать свое действие косвенно. Например, при воздействии на фермент ацетилхолинэстеразу лиганд рецептора разлагается. Агонисты повышают уровень активации рецепторов, антагонисты снижают.
Ацетилхолин в ANS
Блуждающие (парасимпатические) нервы, которые иннервируют сердце, выделяют ацетилхолин (ACh) в качестве основного нейромедиатора. ACh связывается с мускариновыми рецепторами (M2), которые обнаруживаются в основном на клетках, составляющих синоатриальный (SA) и атриовентрикулярный (AV) узлы.
мускариновых рецепторов связаны с G i -белком; следовательно, активация блуждающего нерва снижает цАМФ. Активация G i -белка также приводит к активации каналов KACh, которые увеличивают отток калия и гиперполяризует клетки.
Повышение активности блуждающего нерва в узле SA снижает частоту активации клеток кардиостимулятора за счет уменьшения наклона потенциала кардиостимулятора и уменьшения частоты сердечных сокращений. Путем гиперполяризации клеток активация блуждающего нерва увеличивает порог активации клетки, что способствует снижению скорости возбуждения.
Подобные электрофизиологические эффекты также наблюдаются в атриовентрикулярном АВ-узле. Однако в этой ткани эти изменения проявляются в снижении скорости проведения импульса через АВ-узел. В состоянии покоя сердце в значительной степени подвержено тонусу блуждающего нерва, который отвечает за низкую частоту сердечных сокращений в состоянии покоя.
Также имеется некоторая иннервация блуждающего нерва предсердной мышцы и, в гораздо меньшей степени, мышцы желудочка. Таким образом, активация блуждающего нерва приводит к умеренному снижению сократимости предсердий (инотропии) и даже меньшему снижению сократимости желудочков.
Мускариновые антагонисты
Атропин : Здесь проиллюстрирована двумерная химическая структура атропина.
Антагонисты мускариновых рецепторов связываются с мускариновыми рецепторами, тем самым предотвращая связывание ACh и активацию рецептора. Блокируя действие ACh, антагонисты мускариновых рецепторов очень эффективно блокируют влияние активности блуждающего нерва на сердце. Тем самым они увеличивают частоту сердечных сокращений и скорость проводимости.
Атропин — это природный тропановый алкалоид, извлекаемый из смертоносного паслена (Atropa belladonna), травы Джимсона (Datura stramonium), мандрагоры (Mandragora officinarum) и других растений семейства Solanaceae.Фармакологические эффекты атропина обусловлены его способностью связываться с мускариновыми рецепторами ацетилхолина. Это антимускариновое средство.
Действуя как неселективный мускариновый ацетилхолинергический антагонист, атропин увеличивает возбуждение синоатриального узла (СА) и проводимость через атриовентрикулярный узел (АВ) сердца, противодействует действиям блуждающего нерва, блокирует участки рецепторов ацетилхолина и снижает бронхиальную секрецию. При передозировке атропин ядовит.
Никотиновые агонисты
Никотиновый агонист — это лекарство, которое имитирует, так или иначе, действие ацетилхолина (ACh) на никотиновые рецепторы ацетилхолина (nAChR).Никотиновые рецепторы ацетилхолина — это рецепторы, обнаруженные в центральной нервной системе, периферической нервной системе и скелетных мышцах.
Это ионные каналы, управляемые лигандами, с сайтами связывания для ацетилхолина, а также других агонистов. Когда агонисты связываются с рецептором, он стабилизирует открытое состояние ионного канала, обеспечивая приток катионов.
Никотиновые рецепторы ацетилхолина: NAchR представляют собой холинергические рецепторы, которые образуют лиганд-зависимые ионные каналы в плазматических мембранах определенных нейронов и на постсинаптической стороне нервно-мышечного соединения.
Разработка агонистов никотиновых рецепторов ацетилхолина началась в начале девяностых годов после открытия положительного воздействия никотина на память животных. Никотиновые антагонисты в основном используются при параличе периферических мышц в хирургии, классическим агентом этого типа является тубокурарин, но некоторые соединения центрального действия, такие как бупропион, мекамиламин и 18-метоксикоронаридин, блокируют никотиновые ацетилхолиновые рецепторы в головном мозге и были предложены для лечения лекарственными препаратами. зависимость.
Агонисты никотиновых рецепторов ацетилхолина привлекают все большее внимание в качестве кандидатов в лекарственные средства при множественных расстройствах центральной нервной системы, таких как болезнь Альцгеймера, шизофрения, синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) и никотиновая зависимость. В 2009 году на рынке было не менее пяти препаратов, влияющих на никотиновые рецепторы ацетилхолина.
Большинство агонистов рецепторов ACh непрямого действия действуют путем ингибирования фермента ацетилхолинэстеразы. В результате накопление ацетилхолина вызывает постоянную стимуляцию мышц, желез и центральной нервной системы.
Они являются примерами ингибиторов ферментов и усиливают действие ацетилхолина, задерживая разложение; некоторые из них использовались в качестве нервно-паралитических агентов (зарин и нервно-паралитический газ VX) или пестицидов (органофосфаты и карбаматы). В клинической практике их применяют для отмены действия миорелаксантов, для лечения миастении и для лечения симптомов болезни Альцгеймера (ривастигмин увеличивает холинергическую активность в головном мозге).
Антагонисты бета-рецепторов
Бета-блокаторы (иногда обозначаемые как β-блокаторы) или бета-адреноблокаторы, бета-адренорецепторы, антагонисты бета-адренорецепторов или бета-антагонисты — это класс препаратов, используемых по различным показаниям.Они особенно используются для лечения сердечной аритмии, защиты сердца после инфаркта миокарда (сердечного приступа) и гипертонии.
Как антагонисты бета-адренорецепторов, они уменьшают действие адреналина (адреналина) и других гормонов стресса. Бета-блокаторы блокируют действие эндогенных катехоламинов — в частности, эпинефрина (адреналин) и норадреналина (норадреналин) — на β-адренорецепторы, часть симпатической нервной системы, которая опосредует реакцию «бей или беги».
Автономная нервная система — Knowledge @ AMBOSS
Резюме
Вегетативная нервная система (ВНС) является частью периферической нервной системы и регулирует непроизвольные, висцеральные функции организма в различных системах органов (например, сердечно-сосудистой, желудочно-кишечной, мочеполовой системах). Он делится на симпатическую и парасимпатическую нервные системы. Симпатическая нервная система имеет грудопоясничный отток и активируется во время реакции борьбы или бегства, в то время как парасимпатическая нервная система имеет краниосакральный отток и активируется во время пищеварения и отдыха.Симпатическая и парасимпатическая нервные системы состоят из преганглионарных и постганглионарных нейронов. Преганглионарные волокна обоих отделов ВНС и постганглионарные волокна парасимпатического отдела являются холинергическими волокнами (высвобождают ацетилхолин), которые действуют на холинергические рецепторы (никотиновые или мускариновые). Все постганглионарные волокна симпатического отдела являются адренергическими волокнами (выделяют норадреналин), которые действуют на адренергические альфа- или бета-рецепторы для нейротрансмиссии, за исключением холинергических волокон, иннервирующих потовые железы.В мозговом веществе надпочечников нет постсинаптического нейрона. Симпатические преганглионарные волокна стимулируют хромаффинные клетки мозгового вещества надпочечников непосредственно через ацетилхолин на никотиновых рецепторах, что приводит к высвобождению норадреналина и адреналина, опосредующих реакцию борьбы или бегства. Симпатическая и парасимпатическая нервные системы оказывают антагонистическое действие на некоторые системы органов. Воздействие симпатической нервной системы на органы-мишени включает мидриаз, увеличение частоты сердечных сокращений, сократимости и скорости проводимости, бронходилатацию, секрецию пота, снижение перистальтики кишечника и повышенное высвобождение ренина.Воздействие парасимпатической нервной системы на органы-мишени включает миоз, снижение частоты сердечных сокращений, сократительной способности и скорости проводимости; усиление перистальтики кишечника; и бронхоспазм. В дополнение к симпатической и парасимпатической нервной системе существует кишечная нервная система, которая состоит из кишечных ганглиев, кишечного сплетения (Ауэрбаха) и подслизистого (Мейснера) сплетений, а также интерстициальных клеток Кахаля. Кишечная нервная система контролирует моторику и секрецию желудочно-кишечного тракта.На вегетативную функцию могут влиять лекарства (например, селективные ингибиторы обратного захвата серотонина, холинолитики), а также заболевания (например, сахарный диабет, болезнь Паркинсона, множественная системная атрофия).
Обзор
- Функция: управляет бессознательными, непроизвольными и внутренними функциями организма, то есть сердечно-сосудистой, терморегуляторной, желудочно-кишечной, мочеполовой и зрачковой системами.
Компоненты
- Висцеральные моторные (эфферентные) пути: состоят из преганглионарных нейронов (берут начало в головном или спинном мозге) и постганглионарных нейронов (тело клетки в вегетативном ганглии вне ЦНС)
- Висцеральные сенсорные (афферентные) пути: берут начало в висцеральных рецепторах, чувствительных к физиологическим раздражителям (например,г., механический, термический)
- Ганглии (нейроанатомия): в нейроанатомии ганглии — это скопление тел нейронных клеток за пределами ЦНС.
- Ядра (нейроанатомия): в нейроанатомии ядро - это скопление тел нейронных клеток в ЦНС.
- Кишечная нервная система
Типы рецепторов
Все бета-рецепторы связаны с белками G s . Нечетные альфа-рецепторы и мускариновые рецепторы ацетилхолина (альфа-1, M1, M3 и M5) связаны с белками G q .Даже альфа-рецепторы и мускариновые рецепторы ацетилхолина (альфа-2, M2 и M4) связаны с белками G i .
Типы нервных волокон
- Мелкие миелинизированные волокна: передают преганглионарные вегетативные эфференты и соматические афференты (быстрые)
- Немиелинизированные волокна (например, которые иннервируют потовые железы): передают постганглионарные вегетативные эфференты и соматические / вегетативные афференты 67 (медленные)67
- Строение: образуют цепочку ганглиев на каждой стороне позвоночника, идущую от основания черепа до копчика, которые образуют симпатический ствол
- Включают: верхние шейные, средние шейные и шейно-грудные (звездчатые) ганглии., грудной (12), поясничный (4) и крестцовый (4) ганглии, а также непарный ганглий (непарный)
- Функция
- Все паравертебральные ганглии: иннервация кровеносных сосудов, мышц, выпрямляющих пили, и потовых желез
- Верхний шейный ганглий: иннервирует подъязычную железу, подчелюстную железу, околоушную железу, каротидное тело, сосудистое сплетение, расширяющие зрачки и верхний леватор пальпебры.
- Средний шейный ганглий: ответвляется к щитовидной железе, снабжает сердце
- Звездчатый ганглий: снабжает голову, шею, руки, сердце и легкие.
- Грудные симпатические ганглии
- Верхний грудной симпатический ствол: образует сердечное сплетение, легочное сплетение, аортальное сплетение и пищеводное сплетение, которые снабжают кровью шею, верхние конечности и грудную клетку (i.е., сердце, аорта, трахея, легкие и пищевод)
- Нижний грудной симпатический ствол (T5 – T12): в основном отдает преганглионарные волокна, которые образуют чревные нервы, которые идут к чревным и аортекоренальным ганглиям и снабжают внутренние органы брюшной полости.
- Поясничные и крестцовые симпатические ганглии: иннервируют тазовое дно и нижние конечности
- Не являются частью симпатического ствола
- Тесно связан с основными брюшными ветвями аорты:
- Ганглии глютена около истока чревной артерии: иннервирует печень (через печеночное сплетение), желчный пузырь, желчный проток, селезенку (через селезеночное сплетение), поджелудочную железу, надпочечники (через надпочечниковое сплетение) и первую часть тонкой кишки.
- Аорторенальный ганглий (отделившаяся часть нижнего чревного ганглия) рядом с почечной артерией: образует почечное сплетение и иннервирует почки.
- Верхний мезентериальный ганглий рядом с началом верхней брыжеечной артерии: иннервирует тонкий кишечник.
- Нижний брыжеечный ганглий рядом с источником нижней брыжеечной артерии: иннервирует нисходящую ободочную кишку, сигмовидную кишку, прямую кишку, мочевой пузырь и половые органы
- Состоит из:
- Функция: контроль секреции и моторики ЖКТ
- Расположение: обнаруживается в стенке кишечника, начинается в пищеводе и продолжается до заднего прохода
- Структура
- Функция
- Способствует секреции желудочно-кишечного тракта для пищеварения
- Позволяет расслабить сфинктер для прохождения пищи
- Стимулировать перистальтику желудочно-кишечного тракта
- Вход
- Эффект ввода
- Вегетативная дисфункция
- Может быть вызвана неврологическим заболеванием, метаболическими нарушениями (например, болезнью Вильсона), возрастными изменениями или эффектами фармакотерапии
- Может проявляться любой комбинацией дисфункции автономно регулируемых процессов (например,g., мочеиспускание, дефекация, потоотделение, слюноотделение, регуляция артериального давления, частота сердечных сокращений)
- Множественная системная атрофия
- Сахарный диабет
- Рассеянный склероз
- Медикаментозная вегетативная дисфункция
- Синдром Гийена-Барре
- Болезнь Лайма
- GIST
- Симпатическая денервация
- Синдром Хорнера
- Болезнь Гиршпрунга
- Парасимпатомиметические препараты
- Парасимпатолитические препараты
- Симпатомиметические препараты
- Симпатолитические препараты 7
Передатчиками симпатической нервной системы являются ацетилхолин (преганглионарные → постганглионарные нейроны) и норэпинефрин (постганглионарные нейроны → эффекторный орган).
ВНС иннервация органов
Симпатическая нервная система
Для быстрого обзора см. Таблицу «Обзор симпатической и парасимпатической нервной системы». [1]
Симпатические ганглии
Паравертебральные ганглии
Превертебральные ганглии (или преаортальные ганглии)
Повреждение шейного симпатического ствола (особенно.верхний шейный ганглий, снабжающий висцеральные структуры головы и шеи) может привести к синдрому Горнера (частичный птоз, миоз, ангидроз).
Парасимпатическая нервная система
Для быстрого обзора см. Таблицу «Обзор симпатической и парасимпатической нервной системы».
Общая информация
Черепной отток через CN III, CN VII, CN IX снабжает висцеральные структуры головы, шеи и лица, а через CN X — грудную клетку и верхнюю часть живота.
Крестцовый отток
Симпатическая и парасимпатическая нервная система
Симпатическая и парасимпатическая нервные системы опосредуют многочисленные, иногда антагонистические эффекты в органах, которые они иннервируют. В целом симпатическая нервная система стимулирует реакцию организма «бей или беги», в то время как парасимпатическая нервная система контролирует гомеостаз и тело в состоянии покоя.
Симпатическая нервная система предназначена для борьбы или бегства. Парасимпатическая нервная система предназначена для отдыха и переваривания пищи.
Кишечная нервная система
Кишечная нервная система состоит из сложных сетей афферентных и эфферентных нервных волокон. Он может действовать независимо от головного и спинного мозга, но его активность обычно регулируется симпатической и парасимпатической нервными системами.
Сплетения
В то время как симпатическая система оказывает тормозящее действие на желудочно-кишечный тракт, парасимпатическая система способствует секреции и моторике.Однако удаление вагусных или симпатических связей с желудочно-кишечным трактом оказывает лишь незначительное влияние на функцию желудочно-кишечного тракта из-за автономности кишечной нервной системы.
Клиническая значимость
Обзор, Гросс-анатомия, микроскопия
Моторная единица состоит из клетки переднего рога, его моторного аксона, мышечных волокон, которые он иннервирует, и связи между ними (нервно-мышечное соединение).Клетки переднего рога расположены в сером веществе спинного мозга и, таким образом, технически являются частью ЦНС. В отличие от двигательной системы тела афферентных сенсорных волокон лежат вне спинного мозга, в ганглиях задних корней.
Нервные волокна за пределами спинного мозга соединяются, образуя передние (вентральные) моторные корешки и задние (дорсальные) корешки чувствительных корешков. Передний и задний корешки объединяются, образуя спинномозговой нерв. Тридцать из 31 пары спинномозговых нервов имеют передний и задний корешки; С1 не имеет сенсорного корня.
Спинномозговые нервы выходят из позвоночника через межпозвонковое отверстие. Поскольку спинной мозг короче позвоночного столба, чем дальше спинной нерв каудальнее, тем дальше отверстие от соответствующего сегмента спинного мозга. Таким образом, в пояснично-крестцовой области нервные корешки из нижних сегментов спинного мозга спускаются в позвоночный столб почти вертикальной связкой, образуя конский хвост. Сразу за межпозвонковым отверстием спинномозговые нервы разветвляются на несколько частей.
Ветви шейных и пояснично-крестцовых спинномозговых нервов анастомозируют по периферии в сплетения, затем разветвляются на нервные стволы, которые заканчиваются на расстоянии до 1 мкм в периферических структурах.Межреберные нервы сегментарные.
Термин «периферический нерв» относится к части спинномозгового нерва, дистальнее нервных корешков. Периферические нервы — это пучки нервных волокон. Их диаметр колеблется от 0,3 до 22 мкм. Клетки Шванна образуют тонкую цитоплазматическую трубку вокруг каждого волокна и дополнительно оборачивают более крупные волокна многослойной изолирующей мембраной (миелиновой оболочкой).
Периферические нервы имеют несколько слоев соединительной ткани, окружающих аксоны, с эндоневрием, окружающим отдельные аксоны, периневрием, связывающим аксоны в пучки, и эпиневрием, связывающим пучки в нерв.Кровеносные сосуды (vasa vasorum) и нервы (nervi nervorum) также находятся внутри нерва. Нервные волокна в периферических нервах имеют волнистую форму, так что длина периферического нерва может быть растянута вдвое, прежде чем напряжение будет напрямую передано нервным волокнам. В нервных корнях гораздо меньше соединительной ткани, а отдельные нервные волокна в корнях прямые, что приводит к некоторой уязвимости.
Периферические нервы получают коллатеральные артериальные ветви от соседних артерий.Эти артерии, которые способствуют анастомозу vasa nervorum с артериальными ветвями, входящими в нерв выше и ниже, чтобы обеспечить непрерывное кровообращение по ходу нерва.
Отдельные нервные волокна имеют широкий диапазон диаметров и также могут быть миелинизированными или немиелинизированными. Миелин в периферической нервной системе происходит из клеток Шванна, а расстояние между узлами Ранвье определяет скорость проводимости. Поскольку определенные условия преимущественно влияют на миелин, они, скорее всего, будут влиять на функции, опосредованные самыми большими, самыми быстрыми и наиболее сильно миелинизированными аксонами.
Сенсорные нейроны в некоторой степени уникальны: у них есть аксон, который простирается к периферии, и другой аксон, который простирается в центральную нервную систему через задний корешок. Тело клетки этого нейрона находится в ганглии заднего корешка или в одном из сенсорных ганглиев сенсорных черепных нервов. И периферический, и центральный аксон прикрепляются к нейрону в одной и той же точке, и эти сенсорные нейроны называются «псевдоуниполярными» нейронами.
Прежде чем сенсорный сигнал может быть передан в нервную систему, он должен быть преобразован в электрический сигнал в нервном волокне.Это включает в себя процесс открытия ионных каналов в мембране в ответ на механическую деформацию, температуру или, в случае ноцицептивных волокон, на сигналы, испускаемые поврежденной тканью. Многие рецепторы становятся менее чувствительными при продолжении раздражения, и это называется адаптацией. Эта адаптация может быть быстрой или медленной, при этом быстро адаптирующиеся рецепторы специализируются на обнаружении изменяющихся сигналов.
В коже существует несколько структурных типов рецепторов. Они попадают в категорию инкапсулированных или неинкапсулированных рецепторов.Неинкапсулированные окончания включают свободные нервные окончания, которые представляют собой просто периферический конец сенсорного аксона. В основном они реагируют на ядовитые (болевые) и тепловые раздражители. Некоторые специализированные свободные нервные окончания вокруг волос реагируют на очень легкое прикосновение; Кроме того, некоторые свободные нервные окончания контактируют со специальными клетками кожи, называемыми клетками Меркеля.
Эти клетки (диски) Меркеля представляют собой специализированные клетки, которые высвобождают передатчик на периферические сенсорные нервные окончания. Инкапсулированные окончания включают тельца Мейснера, тельца Пачини и окончания Руффини.Капсулы, окружающие инкапсулированные окончания, изменяют характеристики реакции нервов. Большинство инкапсулированных рецепторов предназначены для прикосновения, но тельца Пачини очень быстро приспосабливаются и, следовательно, специализируются на обнаружении вибрации. В конечном счете, интенсивность стимула кодируется относительной частотой генерации потенциала действия в сенсорном аксоне.
Помимо кожных рецепторов, мышечные рецепторы участвуют в обнаружении растяжения мышц (мышечное веретено) и мышечного напряжения (органы сухожилия Гольджи).Мышечные веретена расположены в брюшках мышц и состоят из интрафузальных мышечных волокон, расположенных параллельно большинству волокон, составляющих мышцу (т. Е. Экстрафузальных волокон). Концы интрафузальных волокон сокращаются и иннервируются гамма-мотонейронами, в то время как центральная часть мышечного веретена прозрачна и обернута сенсорным нервным окончанием, аннулоспиральным окончанием. Это окончание активируется растяжением мышечного веретена или сокращением интрафузальных волокон (см. Раздел V).Органы сухожилия Гольджи расположены в мышечно-сухожильном соединении и состоят из нервных волокон, переплетенных с коллагеновыми волокнами в мышечно-сухожильных соединениях. Они активируются сокращением мышцы (напряжением мышц).
Как симпатическая, так и парасимпатическая части вегетативной нервной системы имеют 2-нейронный путь от центральной нервной системы к периферическому органу. Следовательно, ганглии вставлены в каждый из этих путей, за исключением симпатического пути к надпочечному (надпочечниковому) мозговому веществу.Надпочечный мозг в основном функционирует как симпатический ганглий. Два нервных волокна в этом пути называются преганглионарными и постганглионарными. На уровне вегетативных ганглиев нейротрансмиттером обычно является ацетилхолин. Постганглионарные парасимпатические нейроны также выделяют ацетилхолин, в то время как норэпинефрин является постганглионарным передатчиком для большинства симпатических нервных волокон. Исключением является использование ацетилхолина для симпатической передачи к потовым железам и мышцам, выпрямляющим пили, а также к некоторым кровеносным сосудам в мышцах.
Симпатические преганглионарные нейроны расположены между T1 и L2 в боковом роге спинного мозга. Таким образом, симпатии получили название «грудопоясничный отток». Эти преганглионарные висцеральные двигательные волокна покидают спинной мозг в переднем нервном корешке и затем соединяются с симпатической цепью через белые коммуникативные ветви. Эта цепочка связанных ганглиев проходит по бокам позвонков от головы до копчика. Эти аксоны могут синапсировать с постганглионарными нейронами в этих паравертебральных ганглиях.В качестве альтернативы преганглионарные волокна могут проходить непосредственно через симпатическую цепь, чтобы достичь превертебральных ганглиев вдоль аорты (через внутренние нервы).
Кроме того, эти преганглионарные препараты могут проходить сверху или снизу через межганглионарные ветви симпатической цепи, достигая головы или нижних пояснично-крестцовых областей. Симпатические волокна могут попасть во внутренние органы одним из двух путей. Некоторые постганглионарные препараты могут покидать симпатическую цепь и следовать по кровеносным сосудам к органам.В качестве альтернативы преганглионарные волокна могут проходить непосредственно через симпатическую цепь и попадать в брюшную полость в виде чревных нервов. Эти синапсы в ганглиях расположены вдоль аорты (чревные, аортекоренальные, верхние или нижние брыжеечные ганглии) с постганглионарными. Опять же, постганглионарные препараты следят за кровеносными сосудами.
Симпатические постганглионарные вещества из симпатической цепи могут возвращаться в спинномозговые нервы (через серые коммуникативные ветви) и распространяться в соматические ткани конечностей и стенок тела.Например, соматический ответ на активацию симпатической нервной системы приведет к потоотделению, сужению кровеносных сосудов кожи, расширению сосудов в мышцах и пилоэрекции. Повреждение симпатических нервов головы приводит к небольшому сужению зрачка, небольшому птозу и потере потоотделения на этой стороне головы (так называемый синдром Хорнера). Это может произойти в любом месте нервного пути, включая верхний грудной отдел позвоночника и нервные корешки, верхушку легкого, шею или сонное сплетение постганглионарных больных.
Парасимпатические нервы возникают от черепных нервов III, VII, IX и X, а также от крестцовых сегментов S2-4. Поэтому их назвали «краниосакральным оттоком». Парасимпатические средства в синапсе III черепного нерва в цилиарном ганглии участвуют в сужении зрачков и аккомодации для зрения вблизи. Парасимпатики в синапсе VII черепного нерва в крылонебном ганглии (слезотечение) или в подчелюстном ганглии (слюноотделение), а парасимпатики в синапсе IX черепного нерва в слуховом ганглии (слюноотделение из околоушной железы).
Блуждающий нерв проходит долгий путь, снабжая органы грудной клетки и брюшной полости до уровня дистального отдела поперечной ободочной кишки, синапсируя ганглии внутри стенок органов. Тазовые парасимпатики, которые выглядят как внутренние тазовые нервы, активируют сокращение мочевого пузыря, а также питают нижние органы брюшной полости и тазовые органы.
Физиология
Миелиновая оболочка усиливает проводимость импульсов. Самые крупные и наиболее сильно миелинизированные волокна проводят быстро; они передают двигательные, сенсорные и проприоцептивные импульсы.Менее миелинизированные и немиелинизированные волокна проводят медленнее; они передают боль, температуру и вегетативные импульсы. Поскольку нервы являются метаболически активными тканями, они нуждаются в питательных веществах, поставляемых кровеносными сосудами, называемыми vasa nervorum.
Периферическая нервная система | гистология
49 Моторная нервная клетка — брюшной рог спинного мозга кролика, мультиполярный Тело моторного нейрона Посмотреть виртуальный слайд ЭМ
Тело моторного нейрона. На этой электронной микрофотографии обратите внимание на некоторые особенности, которые вы видели в мотонейронах вентрального рога с помощью светового микроскопа, такие как большое бледное ядро, выступающее ядрышко, тельца Ниссля, дендриты и аксон.Обратите внимание на миелинизированные аксоны разного размера, расположенные рядом с нейроном, а также на отсутствие промежутков между клеточными отростками. Все пространства заняты либо отростками нейронов, либо глии, либо капиллярами (эти капилляры здесь несколько набухли, потому что ткань была зафиксирована перфузией).
52 Периферический нерв — продольный разрез узла Ранвье Просмотр виртуального ЭМ слайда
Узел Ранвье (продольный разрез). Помните, что узел Ранвье на самом деле представляет собой короткий сегмент аксона, оголенный на стыке между двумя шванновскими клетками, что делает возможной «скачкообразную проводимость».Обратите внимание на то, как миелин заканчивается в каждой шванновской клетке на стыке, путем «отслаивания» последовательных слоев миелина, которые ложатся на аксон в виде небольших цитоплазматических вздутий.
53 Периферический нерв — продольный разрез — миелинизированный View Virtual EM Slide
Миелинизированные нервные волокна (продольный разрез). На этом изображении показан типичный вид миелинизированного нерва, состоящего из параллельных пучков аксонов (светлые участки), обернутых миелиновыми оболочками (темные участки).Так как в периферической нервной системе каждая шванновская клетка миелинизирует только один аксон, прерывистый вид аксона, обозначенного 5, в шванновской клетке, вероятно, связан с его кривизной вокруг ядра.
54 Периферический нерв — клетка Шванна с миелинизированным нервным волокном Посмотреть виртуальный ЭМ слайд
Клетка Шванна с миелинизированным нервным волокном (поперечный разрез). На этом поперечном срезе миелинизированного нервного отростка обратите внимание на аксон, содержащий микротрубочки и нейрофиламенты и ограниченный плазматической мембраной («аксолеммой»).Снаружи плазматической мембраны аксона находится миелиновая оболочка, которая, как вы помните, состоит из плотно обернутых плазматических мембран шванновской клетки. Также обратите внимание на ядро и цитоплазматические органеллы шванновской клетки. Помните, что миелин является частью шванновской клетки, а не аксона.
55 Периферический нерв — немиелинизированные нервные волокна — поперечное сечение View Virtual EM Slide
Немиелинизированные нервные волокна (поперечное сечение). Все аксоны, видимые на этой электронной микрофотографии, не являются миелинизированными.Они встроены в бороздки на поверхности шванновских клеток (в некоторых случаях может быть более одного аксона на бороздку), при этом каждая шванновская клетка поддерживает значительное количество этих маленьких немиелинизированных аксонов. Хотя аксоны расположены очень близко друг к другу, вы увидите между ними тонкие перегородки из клетки Шванна.
57 Ганглии целиакии — Кролик — Вегетативные — Мультиполярные клетки Мультиполярные нейроны Просмотреть виртуальный ЭМ слайд
Мультиполярные нейроны (ганглии целиакии).Чревные ганглии — это вегетативные ганглии. Обратите внимание на большие ганглиозные клетки с несколько эксцентрично расположенными ядрами в нескольких клетках, характерную особенность вегетативных ганглиозных клеток.
59 Пучок нервных сосудов — поперечный разрез скелетной мышцы крысы Миелинизированный нерв с эндоневрием и периневрием Посмотреть виртуальный слайд ЭМ
Миелинизированный нерв с эндоневрием и периневрием (поперечный разрез). Между аксонами вы увидите нежную соединительную ткань и случайные фибробласты, которые составляют эндоневрий.На периферии пучка обратите внимание на периневрий, состоящий из нескольких слоев уплощенных клеток; это узкоспециализированный слой, который действует как барьер и защищает нерв от окружающей среды.
60 Мионевральное соединение — Концевая пластина мотора крысы Нервно-мышечное соединение View Virtual EM Slide
Нервно-мышечное соединение. Это торцевая пластина двигателя. Обратите внимание, что аксон нерва теряет миелиновую оболочку по мере приближения к моторной концевой пластине и заканчивается выпуклым расширением в углублении на поверхности мышечных клеток.Выпуклая ручка показывает многочисленные митохондрии и небольшие синаптические пузырьки, которые содержат холинергические нейротрансмиттеры. Когда эти везикулы сливаются с клеточной мембраной луковицы аксона (пресинаптической мембраной), и содержимое высвобождается в синаптические щели, чтобы быть поглощенным постсинаптической мембраной (мембрана мышечной клетки).
61 Нервно-мышечное веретено — поперечное сечение полярного сегмента Нервно-мышечное веретено Просмотр виртуального ЭМ-слайда
Нервно-мышечное веретено.Обратите внимание на два типа внутрифузионных мышечных волокон, волокна ядерной сумки и волокна ядерной цепи, заключенные в тонкую внутреннюю капсулу. Это устройство служит рецептором растяжения мышц. Сенсорные нервные окончания активируются за счет растяжения внутрифузионных волокон, и генерируемый нервный импульс возбуждает соматические двигательные нейроны в спинном мозге, вызывая рефлекторное сокращение экстрафузионных волокон.
Синоатриальный узел — обзор
Каналы HCN
Активируемые гиперполяризацией циклические нуклеотид-зависимые (HCN) каналы кажутся маловероятными кандидатами на патогенную роль при эпилепсии.Первоначально идентифицированные в синоатриальном узле в качестве ключевого регулятора частоты сердечных сокращений, с тех пор они были широко обнаружены в головном мозге, причем подтип HCN1 распространялся в основном на неокортекс и гиппокамп, в то время как подтип HCN2 обнаруживался в подкорковых областях, таких как таламус. Недавние данные свидетельствуют о нарушении функции этих каналов как при генетической, так и при приобретенной эпилепсии. Генетическая потеря функции каналов HCN явно вызывает эпилепсию; нокаут канала HCN2 вызывает генерализованный фенотип эпилепсии у грызунов, в то время как инбредные линии крыс с эпилепсией демонстрируют измененную функцию каналов HCN2 и HCN1.Неясно, вызывает ли нокаут канала HCN1 эпилептический фенотип, хотя неофициальные данные свидетельствуют о том, что у мышей с нокаутом HCN1 отсутствуют спонтанные припадки, но проявляются более тяжелые припадки, спровоцированные киндлингом или пилокарпином. На сегодняшний день генетическая родословная человека с эпилепсией не связана с мутацией канала HCN.
Появляется все больше доказательств того, что приобретенная экспериментальная эпилепсия связана с изменением функции и экспрессии каналов HCN. Одно из первых исследований, сделавших эту ассоциацию, обнаружило увеличение I h , тока, опосредованного каналами HCN, в соматических записях пирамидных нейронов гиппокампа после приступов, спровоцированных гипертермией.Однако, как и каналы Kv4.2 и Т, каналы HCN преимущественно локализованы в апикальных дендритах пирамидных нейронов, поэтому было особенно интересно, что последующие исследования, измеряющие дендритные I h , показали, что каналы HCN демонстрируют острую потерю выражения в течение первой недели после SE. Эта потеря экспрессии сохраняется при хронической эпилепсии и связана с гиперполяризационным сдвигом в зависимом от напряжения стробировании, который дополнительно подавляет I h .(Поскольку каналы HCN активируются с гиперполяризацией, гиперполяризационный сдвиг в активации снижает количество I ч , присутствующее в потенциале покоя.) Интересно, что, когда рецидивирующие приступы после SE блокируются введением фенобарбитала, измененное гейтирование каналов HCN возвращается в норму. в норму, в то время как потеря экспрессии канала HCN сохраняется. Этот результат предполагает, что существуют отдельные механизмы подавления HCN-каналов при эпилепсии, некоторые из которых явно зависят от продолжающихся припадков и не являются неотъемлемой частью эпилептогенеза как такового.Подобные предостережения могут относиться к другим наблюдаемым изменениям в функции ионных каналов.
Изменения функции HCN-канала при эпилепсии, по крайней мере, для пирамидных нейронов, представляют собой другой пример ионной каннелопатии, ограниченной дендритами, подобной той, что наблюдается для каналов K + A-типа. Механизмы, лежащие в основе потери дендритного HCN и экспрессии A-канала, неясны; Хотя есть доказательства того, что транскрипция канала HCN1 хронически снижается после приступов, вызванных гипертермией, быстрая потеря дендритных каналов HCN (через 24 часа после SE) предполагает дополнительные, вероятно, посттрансляционные механизмы.В пирамидных нейронах подавление HCN-канала вызывает гипервозбудимость нейронов, хотя это не так просто продемонстрировать, как для каналов Na + и K + , учитывая иногда противоречивое влияние I h на входное сопротивление нейронов. , постоянная времени и мембранный потенциал покоя.
