PMC

aivojen ja rakon on viestittävä siitä, että virtsaamme vain silloin, kun Ja missä se on sopivaa. Virtsaamisprosessia ohjataan osin reflekseillä ja osin tietoisella kontrollilla (de Groat et al., 2015). Kun rakko täyttyy, se lähettää aistitietoa keskushermostoon, ja kun rakko on täynnä, nämä signaalit osoittavat, että se on tyhjennettävä pian.

yksi toiseen suuntaan, aivoista virtsarakkoon, menevistä signaaleista on aivorungon osan, PMC: n, aktivoituminen. (Sana ”virtsaaminen” viittasi alun perin virtsaamistarpeeseen, mutta nykyään sitä käytetään usein kuvaamaan myös virtsaamisprosessia). PMC kytkeytyy muihin keskuksiin keskus – ja ääreishermostossa koordinoimaan, kun virtsaaminen tapahtuu (Fowler et al., 2008). Monissa tutkimuksissa on tunnistettu ja tutkittu tärkeimmät virtsaamisen säätelyyn osallistuvat aivokeskukset. Näiden eri keskusten välisiä yhteyksiä, myös sitä, milloin ja kuinka kauan ne aktivoituvat, on kuitenkin vaikea löytää. On myös epäselvää, miten aivokuori – se aivojen osa, joka vastaa korkeammista ajatusprosesseista-vaikuttaa virtsaamiseen.

nyt Elife-lehdessä Rita Valentino Philadelphian lastensairaalasta ja työtoverit – mukaan lukien Anitha Manohar ensimmäisenä kirjoittajana – kertovat, miten hermosolujen toiminta on järjestetty ennen, sen aikana ja sen jälkeen, kun rotilla virtsataan (Manohar et al., 2017). Tutkijat arvioivat, milloin ja missä neuronit ampuivat unanestetisoituneilla rotilla, kun niiden rakot täyttyivät ja sitten tyhjenivät tallentamalla hermotoimintaa kolmella aivojen alueella, jotka osallistuvat virtsaamiseen: PMC, locus coeruleus ja medial prefrontal cortex (mPFC; Kuva 1). Samalla he mittasivat sekä rakon sisäistä painetta että virtsanerityksen tiheyttä.

virtsaamisen neurotiede.

mediaalinen prefrontaalinen aivokuori (mPFC) sijaitsee otsan takana aivokuoren etupuolella (Vihreä), kun taas pontiininen virtsaamiskeskus (PMC) ja locus coeruleus (LC) sijaitsevat aivorungon osassa, joka tunnetaan nimellä pons (sininen). Näiden alueiden likimääräiset sijainnit ihmisaivoissa on varjostettu vasemmalla olevassa piirretyssä. Nämä kolme aivoaluetta sekä lähettävät että vastaanottavat signaaleja (joita edustavat nuolet) toisilleen ja toisiltaan. Signaalit virtsarakon välitetään kautta selkäytimen LC, ja sitten muihin keskuksiin aivoissa kuten PMC. PMC lähettää signaaleja virtsarakkoon selkäytimen kautta. PMC sisältää erilaisia neuroneja. Kortikotropiinia vapauttavaa hormonia ilmentävät hermosolut on merkitty Crh+: ksi, ja niiden tiedetään osallistuvan virtsaamisen aloittamiseen. Neuronit, jotka eivät ilmaise tätä hormonia, merkitään Crh-. Näiden neuronien rooli on epäselvempi, mutta on mahdollista, että ne osallistuvat virtsan varastointiin. Glut+ ja GABA+ viittaavat neuroneihin, jotka tuottavat glutamaattia ja GABA vastaavasti. Vahvistetut yhteydet, joilla on epäselviä vaikutuksia, on merkitty punaisella kysymysmerkillä.

ensin Manohar ym. todettu, että kaikki hermosolut PMC näyttää samat laukaisumallit, ominaista hidas Tausta-aktiivisuus ja nopea murtuu aikana intervallit virtsaamisen. Nämä purskahdukset harvinaistuivat ennen virtsaamista, korostuivat virtsaamisen aikana ja jatkuivat useita sekunteja virtsarakon tyhjentämisen jälkeen. Tämä hermosolujen toiminnan ajoitus viittaa siihen, että PMC-neuroneilla on todennäköisesti monimutkaisempi rooli virtsarakon tyhjentymisen säätelyssä kuin yksinkertaisella on-off-kytkimellä. PMC: n aktiviteettipurkaukset virtsaamisvälien aikana olivat myös kiehtovia. Aiemmin uskottiin, että PMC-neuronit olivat aktiivisia vain virtsaamisen aikana (Betts et al., 1992).

virtsaamista edeltävinä sekunteina coeruleus-lokuksen neuroneissa näkyi jatkuvia matalataajuisia purkauksia, joissa oli voimakkaampia theta-värähtelyjä (aktiivisuusaaltoja, jotka toistuvat noin seitsemän kertaa sekunnissa). Samaan aikaan, toiminta locus coeruleus alkoi paremmin sama kuin mPFC, vaikka toiminta koko mPFC tuli vähemmän synkronoitu. On todennäköistä, että jotkut näistä muutoksista auttavat aloittamaan virtsaamisprosessin lisäämällä kiihottumista ja siirtämällä huomiota kohti täyttä virtsarakkoa (Michels et al., 2015).

myös locus coeruleuksen (LC) ja PMC: n välinen suhde on mielenkiintoinen. Nämä keskukset ovat niin lähellä, että neuronien toiminta voitaisiin tallentaa molemmilta alueilta yhtä aikaa. Tulokset osoittivat, että LC-neuronit aktivoituivat ennen PMC-neuroneja, mikä viittaa siihen, että ensin mainittu saa epäsuoraa syöttöä virtsarakosta ennen kuin ärsyke saavuttaa PMC: n. Tämä on yhdenmukainen aikaisempien havaintojen kanssa, joissa käytettiin fMRI: tä rotilla (Tai et al., 2009).

Manoharin ym. raportoimat uudet löydökset. herää muutama kysymys. Aivorungon ja aivokuoren roolit virtsarakon informaation käsittelyssä ja virtsaamisen koordinoinnissa ovat edelleen epäselviä. Ei myöskään ole selvää, miksi PMC-neuroneissa näkyy aktiivisuuden purkauksia virtsaamisen väleissä. Viimeaikaiset tiedot viittaavat siihen, että on olemassa erilaisia neuronien PMC (Kuva 1), joten on mahdollista, että tietty populaatio PMC neuronien lähettää signaaleja, jotka auttavat virtsarakon tallentaa virtsan vapauttamalla erilaisia välittäjäaineiden (Hou et al., 2016). Aiemmat tutkimukset osoittivat myös, että virtsan säilytysrefleksit järjestetään pääasiassa selkäytimessä (Drake et al., 2010). Aivorungossa sijaitsevalla hermosoluryhmällä saattaa kuitenkin olla merkitystä myös virtsan varastoinnissa. Aktivoituessaan nämä hermosolut tekivät ulkoisesta virtsaputken sulkijalihaksesta-lihaksesta, jonka avulla voimme valita virtsaamisen aloittamisen-aktiivisemman (Blok and Holstege, 1999).

tarvitsemme lisää tietoa väylistä, joiden kautta Locus coeruleus vastaanottaa tietoa virtsarakosta ennen kuin se lähetetään PMC: hen. Tulevissa kokeissa olisi myös tutkittava, mitä muita alueita aivokuori saada synkronoitu tai desynkronoitu aikana virtsaaminen. Manohar ym. spekuloi näillä alueilla julkaistun kirjallisuuden perusteella, mutta lisätutkimukset ovat selvästi perusteltuja antamaan lopullisempia vastauksia.