kapcsolódó kutatási cikk Manohar a, Curtis AL, Zderic SA, Valentino RJ. 2017. A hólyaginformációk kódolásának alapjául szolgáló agytörzsi hálózati dinamika. eLife6: e29917. doi: 10.7554 / eLife.29917
az agynak és a húgyhólyagnak kommunikálnia kell, hogy megbizonyosodjon arról, hogy csak akkor és ott vizelünk, amikor és ahol helyénvaló. A vizelési folyamatot részben reflexek szabályozzák, részben tudatos ellenőrzés alatt áll (de Groat et al., 2015). Amint a hólyag megtelik, szenzoros információkat küld a központi idegrendszernek, és amikor a hólyag megtelt, ezek a jelek azt jelzik, hogy hamarosan ki kell üríteni.
az egyik jel, amely a másik irányba megy, az agytól a hólyagig, az agytörzs PMC nevű részének aktiválása, a pontine micturition center rövidítése. (A ‘vizelés’ szó eredetileg a vizelési ingerre utalt, de ma már gyakran használják a vizelési folyamat leírására is). A PMC a központi és perifériás idegrendszer más központjaihoz kapcsolódik, hogy koordinálja a vizeletürítést (Fowler et al., 2008). Számos tanulmány azonosította és megvizsgálta a vizelés szabályozásában részt vevő fő agyi központokat. Azonban a különböző központok közötti kapcsolatok, beleértve azt is, hogy mikor és mennyi ideig válnak aktívvá, továbbra is megfoghatatlanok. Az sem világos, hogy a kéreg – az agynak a magasabb gondolkodási folyamatokért felelős része – hogyan befolyásolja a vizelést.
most, az eLife-ban Rita Valentino, a Philadelphiai Gyermekkórház munkatársa és munkatársai – köztük Anitha Manohar, mint első szerző – beszámolnak arról, hogy a patkányoknál a vizeletürítés előtt, alatt és után hogyan zajlik a neuronális aktivitás (Manohar et al., 2017). A kutatók azt vizsgálták, hogy mikor és hol lőttek ki idegsejteket az érzéstelenítetlen patkányokban, amikor a hólyagjuk megtelt, majd kiürült az agy három olyan régiójában, amelyek részt vesznek a vizelésben: a PMC, a locus coeruleus és a mediális prefrontális kéreg (mPFC; 1.ábra). Ugyanakkor mérték mind a húgyhólyagon belüli nyomást, mind a vizeletmennyiség gyakoriságát.
a mediális prefrontális kéreg (mPFC) a homlok mögött, a kéreg elején helyezkedik el (zöld), míg a pontine micturition center (PMC) és a locus coeruleus (LC) az agytörzs pons (kék) néven ismert részén található. Ezeknek a régióknak az emberi agyon belüli hozzávetőleges helyét a bal oldali rajzfilm árnyékolja. Ez a három agyi régió jeleket küld és fogad (nyilakkal ábrázolva) egymásnak és egymástól. A hólyagból származó jeleket a gerincvelőn keresztül továbbítják az LC-hez, majd az agy más központjaihoz, beleértve a PMC-t is. A PMC jeleket küld a hólyagnak a gerincvelőn keresztül. A PMC különböző típusú neuronokat tartalmaz. A kortikotropin-felszabadító hormont expresszáló neuronok Crh + jelöléssel vannak ellátva, és ismert, hogy részt vesznek a vizelés megkezdésében. Azok a neuronok, amelyek nem expresszálják ezt a hormont, CRH-val vannak jelölve. Ezeknek a neuronoknak a szerepe kevésbé egyértelmű, de lehetséges, hogy részt vesznek a vizelet tárolásában. A Glut + és a GABA + olyan neuronokat jelöl, amelyek glutamátot és GABA-t termelnek. A nem egyértelmű hatásokkal rendelkező megerősített kapcsolatokat piros kérdőjel jelöli.
első, Manohar et al. megállapította, hogy a PMC összes idegsejtje ugyanazt a tüzelési mintát mutatja, amelyet lassú háttéraktivitás és gyors kitörések jellemeznek a vizelések közötti időközönként. Ezek a törések a vizelés előtt ritkává váltak, a vizelés során hangsúlyosabbá váltak, és néhány másodpercig folytatódtak a hólyag kiürítése után. A neuronális aktivitás időzítése arra utal, hogy a PMC neuronok valószínűleg összetettebb szerepet játszanak a hólyag ürítésének szabályozásában, mint egy egyszerű BE-KI kapcsoló. A PMC aktivitásának törése a vizelések közötti időközönként szintén érdekes volt. Korábban azt hitték, hogy a PMC neuronok csak vizelés közben aktívak (Betts et al., 1992).
a vizelés előtti másodpercekben a locus coeruleus neuronjai folyamatos alacsony frekvenciájú kitöréseket mutattak erősebb theta oszcillációkkal (aktivitási hullámok, amelyek másodpercenként körülbelül hétszer ismétlődnek). Ugyanakkor a locus coeruleus aktivitása jobban megegyezett az mPFC-vel, bár az mPFC-n belüli tevékenység kevésbé szinkronizált. Valószínű, hogy ezek közül a változások közül néhány segít a vizelés folyamatának megkezdésében azáltal, hogy növeli az izgalmat és a figyelmet a teljes hólyag felé irányítja (Michels et al., 2015).
a locus coeruleus (LC) és a PMC közötti kapcsolat szintén érdekes. Ezek a központok elég közel vannak ahhoz, hogy a neuronális aktivitást mindkét régióból egyszerre lehessen rögzíteni. Az eredmények azt mutatták, hogy az LC neuronok aktiválódtak a PMC neuronok előtt, ami arra utal, hogy az előbbi közvetett bemenetet kap a hólyagból, mielőtt az inger eléri a PMC-t. Ez összhangban van a korábbi megfigyelések segítségével fMRI patkányokban (Tai et al., 2009).
a Manohar et al. felteszek néhány kérdést. Az agytörzs és az agykéreg szerepe a húgyhólyagból származó információk feldolgozásában és a vizelés koordinálásában továbbra sem tisztázott. Az sem nyilvánvaló, hogy a PMC neuronok miért mutatnak aktivitást a vizelések közötti intervallumokban. A legfrissebb adatok arra utalnak, hogy a PMC-ben különböző típusú neuronok vannak (1.ábra), így lehetséges, hogy a PMC neuronok egy meghatározott populációja olyan jeleket küld, amelyek segítik a húgyhólyag vizelet tárolását különböző típusú neurotranszmitterek felszabadításával (Hou et al., 2016). Korábbi tanulmányok azt is kimutatták, hogy a vizelet tárolási reflexei elsősorban a gerincvelőben szerveződnek (Drake et al., 2010). Az agytörzsben található neuronok egy csoportja azonban szerepet játszhat a vizelet tárolásában is. Aktiválva ezek a neuronok aktívabbá tették a külső húgycső sphincterét – az izomot, amely lehetővé teszi számunkra, hogy elkezdjük a vizelést (Blok and Holstege, 1999).
további adatokra van szükségünk azokról az útvonalakról, amelyeken keresztül a locus coeruleus információt kap a hólyagból, mielőtt azt továbbítják a PMC-hez. A jövőbeni kísérleteknek azt is meg kell vizsgálniuk, hogy a kéreg más régiói szinkronizálódnak vagy deszinkronizálódnak a vizelés során. Manohar et al. spekuláljon ezeken a területeken, a közzétett irodalom alapján, de a további tanulmányok egyértelműen indokoltak a határozottabb válaszok érdekében.