| periakveduktální šedá hmota | |
|---|---|
| Řez colliculus superior , ukazující dráhu okulomotorického nervu . Periaqueduktální šedá hmota je oblast šedé hmoty , která bezprostředně sousedí s mozkovým akvaduktem . | |
| Průřez středním mozkem . | |
| Katalogy | |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons |
Periaqueduktální šedá hmota (také známá jako periaqueduktální šedá hmota nebo centrální šedá hmota středního mozku) je sbírka šedé hmoty pod akvaduktem mozku , anatomicky příbuzná tegmentu středního mozku . Periaqueduktální šedá hmota směřuje své vzestupné výběžky do raphe nuclei a locus coeruleus, stejně jako do somatosenzorických a viscerosensorických jader thalamu . Má také klesající výběžky do míchy . Vzestupná nervová vlákna spinothalamické dráhy , která vedou pocity bolesti a teploty , na své cestě do thalamu dělají mezilehlou „zastávku“ v periakvaduktální šedé hmotě. Tato část spinothalamické dráhy se nazývá spinomesencefalická dráha . Jádra thalamu , která vnímají pocity bolesti a teploty, zase směrují svá sestupná zpětnovazební vlákna do míchy také přes periakvaduktální šedou hmotu.
Periaqueduktální šedá hmota (CAG) je jedním z hlavních center sestupné regulace citlivosti na bolest , tedy jedním z hlavních center antinociceptivního systému. Obsahuje neurony , které produkují enkefaliny a snižují vnímání vzestupných impulsů bolesti z míchy . Elektrody implantátů zařízení DBS (deep brain stimulation) jsou často implantovány do této oblasti při léčbě pacientů s různými syndromy chronické bolesti.
Tento mechanismus funguje následovně: stimulace periakvaduktální šedé hmoty aktivuje její neurony obsahující enkefalin, které pak vysílají svůj enkefalinový signál do raphe nuclei v mozkovém kmeni a do locus coeruleus . Nervová zakončení raphe nuclei uvolňují serotonin a nervová zakončení locus coeruleus uvolňují norepinefrin . Sestupná nervová vlákna jak z raphe nuclei, tak z jader namodralé skvrny jdou do želatinózní substance zadních rohů míšních. Tam tvoří excitační serotonergní a excitační noradrenergní synapse s inhibičními (inhibičními) enkefalinergními, dinorfinergními nebo GABAergními interneurony (interneurony).
Když jsou aktivovány sestupným serotonergním nebo noradrenergním signálem z jader raphe nebo locus coeruleus, tyto interneurony uvolňují enkefaliny, dynorfin nebo GABA. Tyto látky se uvolňují na synaptických zakončeních na axonech vláken A-delta nebo C vstupujících do míchy, která přenášejí pocity bolesti a teploty z nociceptorů z periferie do mozku, a vážou se tedy na inhibiční opioidní receptory mu, kappa a/nebo delta podtypy nebo na GABA receptory . Aktivace těchto receptorů zase vede k inhibici aktivity odpovídajícího axonu a ke snížení jeho uvolňování látky P.
Snížení aktivity těchto příchozích axonů z neuronů prvního řádu, snížení uvolňování látky P v jejich synaptických zakončeních pod vlivem inhibičních signálů enkefalinu, dynorfinu nebo GABAergních signálů zase vede k inhibici aktivity. neuronů druhého řádu odpovědných za přenos signálů bolesti a teploty směrem nahoru, podél spinothalamické dráhy do ventrálního posterolaterálního jádra thalamu.
Pod vlivem tohoto mechanismu je tedy přenos signálu bolesti přerušen nebo výrazně omezen již ve fázi vstupu signálu do zadních rohů míšních, dlouho předtím, než se tento signál dostane k filtrům thalamu, a ještě více takže předtím, než se dostane do těch oblastí mozkové kůry , které jsou si tohoto signálu vědomy a interpretují jej jako oblasti bolesti, jako je přední cingulární kůra . Tato teorie se nazývá „teorie kontroly brány bolesti“ . Potvrzuje to zejména fakt, že elektrická stimulace periakvaduktální šedé hmoty vede k rozvoji okamžitého a silného analgetického účinku (analgezie) [1] .
Periakvaduktální šedá hmota se aktivuje také při prohlížení statických obrazů a videí spojených s pociťováním bolesti (například fotografie a videa rvaček, domácích zranění nebo chirurgických operací), při vnímání odpovídajících zvuků spojených s bolestí, jako jsou výkřiky, sténání , pláč a při vnímání pachu krve nebo hnisu. Ve všech těchto případech má analgezii předem i ten, kdo se dívá, slyší nebo cítí odpovídající obrazy, zvuky nebo čich, ačkoliv mu v tuto chvíli ještě nikdo nezpůsobil bolest [2] . Popsaný systém se nazývá antinociceptivní systém mozku [2] .
Analgetický (analgetický) účinek (exogenních) opiátů a opioidů vstupujících do systémového oběhu zvenčí , jako je morfin , heroin , kodein , fentanyl , je také z velké části realizován prostřednictvím interakce s opioidními receptory periakvaduktální šedé hmoty, např. stejně jako s opioidními receptory ventrálního posterolaterálního nucleus thalamu (centrální nebo supraspinální, analgetický účinek) a pouze částečně prostřednictvím interakce s opioidními receptory želatinové substance v zadních rozích míšních (spinální analgetický účinek). Pokud jsou však opiáty a opioidy podávány epidurálně nebo subdurálně do dutiny míšního kanálu, jejich působení se naopak realizuje především na úrovni páteře. V tomto případě jsou vyžadovány mnohem (v desetinném pořadí) menší dávky než při podávání do systémového oběhu. Existují tři podtypy opioidních receptorů: mu, kappa a delta. Vlastnosti interakce konkrétního opioidního léku s různými podtypy opioidních receptorů určují spektrum a závažnost jeho vedlejších účinků, jako je závažnost euforie a respirační deprese.
Analgetický účinek antidepresiv je realizován jednou nebo dvěma úrovněmi níže uvedené hierarchie antinociceptivního systému: nikoli v thalamu a ne v periaqueduktální šedé hmotě, ale v jádrech raphe inervovaných OSV a v jádrech namodralé skvrny . Pod vlivem antidepresiv v těchto formacích se zvyšuje koncentrace serotoninu a norepinefrinu. Výsledná stimulace sestupných serotonergních a noradrenergních vláken vycházejících z těchto jader do želatinové substance míchy vede k aktivaci inhibičních interkalárních opioidergních a GABAergních neuronů želatinové substance a k přerušení nebo zeslabení signálu bolesti z primárního somatosenzorické a viscerosensorické neurony k sekundárním. Analgetický účinek GABAergních léků, jako je baklofen , je realizován ještě o jednu úroveň níže v hierarchii - přímo na úrovni GABAergních interneuronů míchy.
Stimulace hřbetní a/nebo laterální části SS vyvolává u pokusných zvířat různého druhu obranné reakce, od zmrazení, poslechu a očichání v napjaté připravenosti k okamžitému provedení reakce „bojuj nebo uteč“ až po útěk, skákání, nebo projevy obranné agrese jako je vyceňování zubů, zuby, vyčnívající drápy, čechrání vlny. Všechny tyto reakce jsou také doprovázeny zvýšením dechové frekvence a její hloubky s rozvojem přechodné fyziologické tachypnoe , zvýšením srdeční frekvence s rozvojem přechodné fyziologické tachykardie , zvýšením krevního tlaku s rozvojem přechodné fyziologické arteriální hypertenze , zvýšením srdeční frekvence s rozvojem dočasné fyziologické tachykardie . zvýšení rychlosti metabolismu a tělesné teploty na subfebrilní čísla , zvýšení glukózy v krvi s rozvojem dočasné fyziologické hyperglykémie , zvýšený svalový tonus. K těmto fyziologickým posunům dochází dříve, než zvíře uteče, skočí nebo zaútočí na potenciálního agresora samo, a jsou nezbytné k přípravě těla na efektivní provedení reakce bojuj nebo uteč (zvýšené napumpování krve do svalů, lepší přísun glukózy a kyslík atd.)...). Zároveň se u pokusného zvířete vyvine silná analgezie, sloužící zřejmě jako preventivní obrana proti možným následkům útoku predátora nebo zraněním utrpěným při zbrklém letu.
Naopak stimulace kaudálního ventrolaterálního úseku SSV způsobuje u pokusných zvířat reakci známou jako "play dead" - paralýzu pohledu s otevřenýma očima nebo zavřením očních víček , rozšíření zornice , zmrazení v nehybnosti, ale na rozdíl od první typ reakce s hlubokou svalovou relaxací a přijetím voskové flexibility (zvíře pasivně zaujímá jakoukoli pozici, kterou mu dá výzkumník nebo predátor, ale pak končetiny domněle „mrtvého“ zvířete buď samy padnou pod vlivem gravitace nebo „zmrazení“, napodobující rigor mortis ), maximální možné zpomalení metabolismu, snížení tělesné teploty na stupeň mírné hypotermie , zpomalení dýchání a snížení jeho hloubky s rozvojem bradypnoe , zpomalení srdečních kontrakcí do stupně mírné bradykardie pokles krevního tlaku s rozvojem určité hypotenze . Celý tento soubor reakcí má za cíl zajistit, aby případný predátor (z nichž většina nežere mršinu, preferuje oběť čerstvě zabitou sám sebou) s co nejmenší pravděpodobností rozeznal zvíře, které předstíralo smrt, od skutečně mrtvého. Tato reakce je také doprovázena rozvojem výrazné analgezie, ještě silnější než v prvním případě (což opět zvyšuje pravděpodobnost přežití a úspěšnost "hraní mrtvého" v takové situaci, protože dobře analgetické zvíře je méně pravděpodobné, že bude hlasovat nebo se pohybovat, nebo bude dýchat častěji, když ho dravec začne mučit a kontroluje, zda je skutečně mrtvý).
Inhibice aktivity kaudálního ventrolaterálního segmentu SS naopak vede ke zvýšení zájmu pokusných zvířat o vnější svět a explorativní pohybové (motorické) aktivity.
Léze nebo poranění kaudální ventrolaterální části CWS vedou k výraznému oslabení nebo úplnému vymizení podmíněného reflexu vyblednutí v reakci na podmíněně nepříjemné podněty (například zvuk, po kterém by měl následovat elektrický výboj). Léze nebo poranění hřbetní nebo laterální části RZ výrazně snižují agresivitu zvířat a jejich sklony k projevům vrozených nespecifických obranných reakcí, jako je vyceňování zubů, vyčnívající drápy, čechrání vlny, ale i sklon k útěku popř. skrýt.
Neurony v periaqueduktální šedé hmotě přijímají vstup z ventromediálního jádra hypotalamu a hrají roli v kopulačním chování, především u žen. Poskytují ženě pozici submisivity a submisivity, snížení její agresivity, rozvoj lordózy („otevření zadku“, „dřepy“) u feny před pohlavním stykem a také určitý stupeň analgezie pro oba. partnery během pohlavního styku a nějakou dobu po něm.
Periaqueduktální šedá hmota se podílí na regulaci rodičovského (především mateřského), rodinného a přátelského chování. V zóně OSV je velmi vysoká hustota receptorů pro prolaktin , oxytocin a vasopresin , stejně jako buněk, které je vylučují. Tyto důležité neuropeptidy se podílejí na regulaci rodičovského (zejména mateřského), rodinného a přátelského chování, na utváření vazeb mezi rodiči a dětmi, partnerských a přátelských vztahů, jakož i na utváření sociálních vazeb obecnějšího charakteru a v regulace úrovně agresivity vůči příslušníkům jejich vlastního druhu. Oblast OSB bohatá na tyto receptory má navíc úzké spojení s orbitofrontální kůrou . Vliv OSV na aktivitu orbitofrontálního kortexu ve skutečnosti zprostředkovává roli OSV v regulaci rodičovského, partnerského a přátelského chování. Laterální orbitofrontální kůra je aktivována příjemnými vizuálními, hmatovými a čichovými podněty. Jeho aktivita přitom nezávisí na intenzitě podnětu, ale na vnímání toho či onoho podnětu jako příjemného. Uvolnění oxytocinu (v některých případech, jako je mateřství nebo sexuální aktivita, také uvolňování prolaktinu) v OCB, následované zvýšením aktivity laterálního orbitofrontálního kortexu v reakci na tak subjektivně příjemné podněty, jako je vzhled a vůně partnerova těla nebo vlasů, vzhledu a vůně dětského těla, hmatové vjemy doteku pokožky partnera nebo dítěte nebo hmatové vjemy přátelských objetí a podání rukou (lidská obdoba vzájemného „škrábání“ u primátů) je zprostředkována rychlým vznikem rodičovské vazby, vazby na partnera nebo přítele [3] .
Schematické znázornění hlavních kategorií bazálních jader (od I do V).
Průřez středním mozkem na úrovni colliculi inferior quadrigeminy .
Průřez středním mozkem na úrovni colliculi superior quadrigeminy .