PMC

hjernen og blæren skal kommunikere for at sikre, at vi kun tisser, når og hvor det er passende. Processen med vandladning styres delvist af reflekser og er delvis under bevidst kontrol (de Groat et al., 2015). Når blæren fyldes, sender den sensorisk information til centralnervesystemet, og når blæren er fuld, indikerer disse signaler, at den snart skal tømmes.

et af signalerne, der går den anden vej, fra hjernen til blæren, er aktiveringen af en del af hjernestammen kaldet PMC, forkortelse for pontine micturition center. (Ordet ‘micturition’ henviste oprindeligt til trangen til at urinere, men bruges nu ofte også til at beskrive vandladningsprocessen). PMC forbinder til andre centre i det centrale og perifere nervesystem for at koordinere, når vandladning forekommer (fugl et al., 2008). Mange undersøgelser har identificeret og undersøgt de vigtigste hjernecentre involveret i kontrol med vandladning. Forbindelserne mellem disse forskellige centre, herunder hvornår og hvor længe de bliver aktive, forbliver imidlertid undvigende. Det er også uklart, hvordan hjernebarken – den del af hjernen, der er ansvarlig for højere tankeprocesser – påvirker vandladning.

nu, i eLife, Rita Valentino fra Børnehospitalet i Philadelphia og kolleger-inklusive Anitha Manohar som første forfatter – rapporterer, hvordan neuronal aktivitet orkestreres før, under og efter vandladning hos rotter (Manohar et al., 2017). Forskerne vurderede, hvornår og hvor neuroner fyrede i ubesvarede rotter, da deres blærer blev fyldt og derefter tømt ved at registrere neural aktivitet i tre regioner i hjernen, der er involveret i vandladning: PMC, locus coeruleus og den mediale præfrontale bark (mPFC; Figur 1). Samtidig målte de både trykket i blæren og hyppigheden af urinproduktion.

neurovidenskaben ved vandladning.

den mediale præfrontale hjernebark (mPFC) er placeret bag panden foran på hjernebarken (grøn), mens pontin micturition center (PMC) og locus coeruleus (LC) er placeret inden for en del af hjernestammen kendt som pons (blå). De omtrentlige placeringer af disse regioner i den menneskelige hjerne er skraveret i tegneserien til venstre. Disse tre hjerneområder sender og modtager både signaler (repræsenteret af pile) til og fra hinanden. Signaler fra blæren videresendes via rygmarven til LC og derefter til andre centre i hjernen, herunder PMC. PMC sender signaler til blæren via rygmarven. PMC indeholder forskellige slags neuroner. Neuroner, der udtrykker kortikotropinfrigivende hormon, er mærket Crh+ og vides at være involveret i start af vandladning. Neuroner, der ikke udtrykker dette hormon er mærket Crh-. Disse neurons rolle er mindre klar, men det er muligt, at de er involveret i urinopbevaring. Glut+ og GABA + indikerer neuroner, der producerer henholdsvis glutamat og GABA. Bekræftede forbindelser med uklare effekter er markeret med et rødt spørgsmålstegn.

først, Manohar et al. fastslået, at alle neuroner i PMC viser de samme fyringsmønstre, kendetegnet ved langsom baggrundsaktivitet og hurtige udbrud i intervallerne mellem urineringer. Disse udbrud blev sjældne før vandladning, mere fremtrædende under vandladning og fortsatte i flere sekunder efter, at blæren var tømt. Denne timing af neuronal aktivitet antyder, at PMC-neuroner sandsynligvis spiller en mere kompleks rolle i reguleringen af tømningen af blæren end en simpel ‘on-off-kontakt’. Udbrud af aktivitet i PMC i intervallerne mellem urineringer var også spændende. Det blev tidligere antaget, at PMC-neuroner kun var aktive under vandladning (Betts et al., 1992).

i sekunder før vandladning viste neuroner i locus coeruleus løbende lavfrekvente udbrud med stærkere Theta-svingninger (bølger af aktivitet, der gentages ca.syv gange pr. Samtidig begyndte aktiviteten i locus coeruleus at matche den i mPFC, selvom aktiviteten på tværs af mPFC blev mindre synkroniseret. Det er sandsynligt, at nogle af disse ændringer hjælper med at starte processen med vandladning ved at øge ophidselse og skifte opmærksomhed mod fuld blære (Michels et al., 2015).

forholdet mellem locus coeruleus (LC) og PMC er også interessant. Disse centre er tæt nok til, at neuronal aktivitet kunne registreres fra begge regioner på samme tid. Resultaterne viste, at LC-neuroner blev aktiveret før PMC-neuroner, hvilket antyder, at førstnævnte modtager indirekte input fra blæren, før stimulus når PMC. Dette er i overensstemmelse med tidligere observationer ved hjælp af fMRI hos rotter (Tai et al., 2009).

de nye fund rapporteret af Manohar et al. rejs et par spørgsmål. Hjernestammen og hjernebarkens roller i behandlingen af information fra blæren og i koordineringen af vandladning forbliver uklare. Det er heller ikke indlysende, hvorfor PMC-neuroner viser udbrud af aktivitet i intervallerne mellem urineringer. Nylige data tyder på, at der er forskellige slags neuroner i PMC (Figur 1), så det er muligt, at en bestemt population af PMC-neuroner sender signaler, der hjælper blæren med at opbevare urin ved at frigive forskellige typer neurotransmittere (Hou et al., 2016). Tidligere undersøgelser viste også, at urinopbevaringsreflekser hovedsageligt er organiseret i rygmarven (Drake et al., 2010). Imidlertid kan en gruppe neuroner placeret i hjernestammen også spille en rolle i urinopbevaring. Når de blev aktiveret, gjorde disse neuroner den eksterne urethrale sfinkter – den muskel, der giver os mulighed for at vælge at starte vandladning-mere aktiv (Blok og Holstege, 1999).

vi har brug for flere data om de veje, gennem hvilke locus coeruleus modtager information fra blæren, før den overføres til PMC. Fremtidige eksperimenter bør også undersøge, hvilke andre regioner i barken der bliver synkroniseret eller desynkroniseret under vandladning. Manohar et al. spekulere i disse områder, baseret på den offentliggjorte litteratur, men yderligere undersøgelser er klart berettiget til at give mere endelige svar.