PMC

El cerebro y la vejiga deben comunicarse para asegurarse de que solo orinamos cuando y donde sea apropiado. El proceso de orinar está en parte controlado por reflejos y en parte bajo control consciente(de Groat et al., 2015). A medida que la vejiga se llena, envía información sensorial al sistema nervioso central, y cuando la vejiga está llena, estas señales indican que debe vaciarse pronto.

Una de las señales que van en el otro sentido, del cerebro a la vejiga, es la activación de una parte del tronco encefálico llamada PMC, abreviatura de pontine miction center. (La palabra’ micción ‘ originalmente se refería a la necesidad de orinar, pero ahora también se usa a menudo para describir el proceso de orinar). El PMC se conecta a otros centros del sistema nervioso central y periférico para coordinarse cuando se produce la micción(Fowler et al., 2008). Muchos estudios han identificado y examinado los principales centros cerebrales involucrados en el control de la micción. Sin embargo, las conexiones entre estos diferentes centros, incluyendo cuándo y durante cuánto tiempo se activan, siguen siendo esquivas. Tampoco está claro cómo influye la corteza, la parte del cerebro responsable de los procesos de pensamiento superiores, en la micción.

Ahora, en eLife, Rita Valentino del Hospital Infantil de Filadelfia y compañeros de trabajo, incluida Anitha Manohar como primera autora, informan cómo se organiza la actividad neuronal antes, durante y después de orinar en ratas (Manohar et al., 2017). Los investigadores evaluaron cuándo y dónde se activaron las neuronas en ratas no anestesiadas cuando sus vejigas se llenaron y luego se vaciaron al registrar la actividad neuronal en tres regiones del cerebro que participan en la micción: el PMC, el locus coeruleus y la corteza prefrontal medial (mPFC; Figura 1). Al mismo tiempo, midieron la presión dentro de la vejiga y la frecuencia de la producción de orina.

la neurociencia de La micción.

La corteza prefrontal medial (mPFC) se encuentra detrás de la frente en la parte frontal de la corteza (verde), mientras que el centro de micción pontina (PMC) y el locus coeruleus (LC) se encuentran dentro de una parte del tronco encefálico conocida como puente (azul). Las ubicaciones aproximadas de estas regiones dentro del cerebro humano están sombreadas en la caricatura de la izquierda. Estas tres regiones cerebrales envían y reciben señales (representadas por flechas) hacia y desde la otra. Las señales de la vejiga se transmiten a través de la médula espinal al CP, y luego a otros centros del cerebro, incluido el PMC. El PMC envía señales a la vejiga a través de la médula espinal. El PMC contiene diferentes tipos de neuronas. Las neuronas que expresan la hormona liberadora de corticotropina están etiquetadas como Crh+ y se sabe que participan en el inicio de la micción. Las neuronas que no expresan esta hormona se etiquetan como Crh -. El papel de estas neuronas es menos claro, pero es posible que estén involucradas en el almacenamiento de orina. Glut+ y GABA+ indican neuronas que producen glutamato y GABA, respectivamente. Las conexiones confirmadas con efectos poco claros se marcan con un signo de interrogación rojo.

Primero, Manohar et al. se estableció que todas las neuronas en el PMC muestran los mismos patrones de disparo, caracterizados por una actividad de fondo lenta y ráfagas rápidas durante los intervalos entre las micciones. Estos estallidos se volvieron raros antes de orinar, más prominentes durante la micción, y continuaron durante varios segundos después de que la vejiga se había vaciado. Este momento de actividad neuronal sugiere que las neuronas PMC probablemente desempeñan un papel más complejo en la regulación del vaciado de la vejiga que un simple «interruptor de encendido y apagado». Las ráfagas de actividad en el PMC durante los intervalos entre las micciones también fueron intrigantes. Anteriormente se creía que las neuronas PMC solo estaban activas durante la micción (Betts et al., 1992).

En los segundos antes de orinar, las neuronas del locus coeruleus mostraron estallidos continuos de baja frecuencia con oscilaciones theta más fuertes (ondas de actividad que se repiten aproximadamente siete veces por segundo). Al mismo tiempo, la actividad en el locus coeruleus comenzó a coincidir más estrechamente con la del mPFC, aunque la actividad en todo el mPFC se sincronizó menos. Es probable que algunos de estos cambios ayuden a comenzar el proceso de orinar al aumentar la excitación y cambiar la atención hacia la vejiga llena (Michels et al., 2015).

La relación entre el locus coeruleus (LC) y el PMC también es interesante. Estos centros están lo suficientemente cerca como para poder registrar la actividad neuronal de ambas regiones al mismo tiempo. Los resultados mostraron que las neuronas LC se activaron antes que las neuronas PMC, lo que sugiere que las primeras reciben entrada indirecta de la vejiga antes de que el estímulo llegue a la PMC. Esto es consistente con observaciones anteriores usando IRMf en ratas (Tai et al., 2009).

Los nuevos hallazgos reportados por Manohar et al. haz algunas preguntas. Las funciones del tronco encefálico y la corteza en el procesamiento de la información de la vejiga y en la coordinación de la micción siguen sin estar claras. Tampoco es obvio por qué las neuronas PMC muestran ráfagas de actividad en los intervalos entre las micciones. Datos recientes sugieren que hay diferentes tipos de neuronas en el PMC (Figura 1), por lo que es posible que una población específica de neuronas PMC envíe señales que ayudan a la vejiga a almacenar orina liberando diferentes tipos de neurotransmisores (Hou et al., 2016). Estudios anteriores también mostraron que los reflejos de almacenamiento de orina se organizan principalmente en la médula espinal (Drake et al., 2010). Sin embargo, un grupo de neuronas ubicadas en el tronco encefálico también podría desempeñar un papel en el almacenamiento de orina. Cuando se activan, estas neuronas hacen que el esfínter uretral externo, el músculo que nos permite elegir comenzar a orinar, sea más activo (Blok y Holstege, 1999).

Necesitamos más datos sobre las vías por las que el locus coeruleus recibe información de la vejiga antes de transmitirla al CMP. Los experimentos futuros también deben explorar qué otras regiones de la corteza se sincronizan o desincronizan durante la micción. Manohar et al. especule en estas áreas, basándose en la literatura publicada, pero es evidente que se necesitan más estudios para proporcionar respuestas más definitivas.