PMC

de hersenen en de blaas moeten communiceren om ervoor te zorgen dat we alleen plassen wanneer en waar het passend is. Het urinatieproces wordt gedeeltelijk gecontroleerd door reflexen en gedeeltelijk onder bewuste controle (de Groat et al., 2015). Als de blaas vult, stuurt het zintuiglijke informatie naar het centrale zenuwstelsel, en wanneer de blaas vol is, geven deze signalen aan dat het snel moet worden geleegd.

een van de signalen die de andere kant op gaan, van de hersenen naar de blaas, is de activering van een deel van de hersenstam genaamd PMC, kort voor pontine mictiecentrum. (Het woord ‘mictie’ refereerde oorspronkelijk aan de drang om te plassen, maar wordt nu ook vaak gebruikt om het urinatieproces te beschrijven). De PMC verbindt met andere centra in de centrale en perifere zenuwstelsel te coördineren wanneer urineren optreedt (Fowler et al., 2008). Veel studies hebben geïdentificeerd en onderzocht de belangrijkste hersencentra betrokken bij de controle van urineren. De verbindingen tussen deze verschillende centra, inclusief wanneer en hoe lang ze actief worden, blijven echter ongrijpbaar. Het is ook onduidelijk hoe de cortex – het deel van de hersenen dat verantwoordelijk is voor hogere gedachteprocessen-het plassen beïnvloedt.In eLife rapporteren Rita Valentino van het Children ’s Hospital of Philadelphia en collega’ s-waaronder Anitha Manohar als eerste auteur – hoe neuronale activiteit wordt georkestreerd voor, tijdens en na het plassen bij ratten (Manohar et al., 2017). De onderzoekers evalueerden wanneer en waar neuronen afgevuurd in unanesthetized ratten als hun blazen gevuld en vervolgens geleegd door het opnemen van neurale activiteit in drie gebieden van de hersenen die betrokken zijn bij urineren: de PMC, de locus coeruleus, en de mediale prefrontale cortex (mPFC; figuur 1). Tegelijkertijd maten ze zowel de druk in de blaas als de frequentie van de urineproductie.

de neurowetenschap van urineren.

de mediale prefrontale cortex (mPFC) bevindt zich achter het voorhoofd aan de voorkant van de cortex (groen), terwijl het pontine-mictiecentrum (PMC) en de locus coeruleus (LC) zich bevinden in een deel van de hersenstam dat bekend staat als de Pons (blauw). De geschatte locaties van deze regio ‘ s in het menselijk brein zijn gearceerd in de cartoon aan de linkerkant. Deze drie hersengebieden zenden en ontvangen signalen (vertegenwoordigd door pijlen) van en naar elkaar. Signalen van de blaas worden doorgegeven via het ruggenmerg naar de LC, en vervolgens naar andere centra in de hersenen met inbegrip van de PMC. De PMC stuurt signalen naar de blaas via het ruggenmerg. De PMC bevat verschillende soorten neuronen. De neuronen die corticotropin-bevrijdend hormoon uitdrukken zijn geëtiketteerd Crh+, en zijn gekend om bij het beginnen urination te worden geà mpliceerd. Neuronen die dit hormoon niet uitdrukken zijn gelabeld Crh -. De rol van deze neuronen is minder duidelijk, maar het is mogelijk dat ze betrokken zijn bij urineopslag. Glut + en GABA+ wijzen op neuronen die glutamaat en GABA, respectievelijk produceren. Bevestigde verbindingen met onduidelijke effecten worden gemarkeerd met een rood vraagteken.

Ten eerste, Manohar et al. vastgesteld dat alle neuronen in de PMC dezelfde ontstekingspatronen vertonen, gekenmerkt door langzame achtergrondactiviteit en snelle uitbarstingen tijdens de intervallen tussen urinaties. Deze uitbarstingen werden zeldzaam voorafgaand aan het plassen, meer prominent tijdens het plassen, en bleef enkele seconden nadat de blaas was geleegd. Deze timing van neuronale activiteit suggereert dat PMC neuronen waarschijnlijk een complexere rol spelen bij het reguleren van de lediging van de blaas dan een eenvoudige ‘AAN-UIT schakelaar’. De uitbarstingen van activiteit in de PMC tijdens de intervallen tussen Plassen waren ook intrigerend. Eerder werd aangenomen dat PMC-neuronen alleen actief waren tijdens het plassen (Betts et al., 1992).

in de seconden voor het plassen vertoonden neuronen in de locus coeruleus aanhoudende lage frequentie uitbarstingen met sterkere Theta-oscillaties (activiteitsgolven die zich ongeveer zeven keer per seconde herhalen). Op hetzelfde moment, de activiteit in de locus coeruleus begon nauwer aan te passen die in de mPFC, hoewel de activiteit over de mPFC werd minder gesynchroniseerd. Het is waarschijnlijk dat sommige van deze veranderingen helpen om het proces van urineren te beginnen door het verhogen van opwinding en het verschuiven van de aandacht naar de volle blaas (Michels et al., 2015).

de relatie tussen de locus coeruleus (LC) en de PMC is ook interessant. Deze centra zijn dicht genoeg dat neuronale activiteit kan worden geregistreerd uit beide regio ‘ s op hetzelfde moment. De resultaten toonden aan dat de neuronen van LC vóór de neuronen van PMC werden geactiveerd, die suggereren dat de eerstgenoemde indirecte input van de blaas ontvangt alvorens de stimulus PMC bereikt. Dit is in overeenstemming met eerdere waarnemingen met fMRI bij ratten (Tai et al., 2009).

de nieuwe bevindingen gerapporteerd door Manohar et al. dat roept een paar vragen op. De rollen van de hersenstam en de cortex bij het verwerken van informatie van de blaas, en bij het coördineren van urineren, blijven onduidelijk. Het is ook niet duidelijk waarom PMC neuronen tonen uitbarstingen van activiteit in de intervallen tussen Plassen. Recente gegevens suggereren dat er verschillende soorten neuronen in de PMC (figuur 1), dus het is mogelijk dat een specifieke populatie van PMC neuronen stuurt signalen die helpen de blaas op te slaan urine door het vrijgeven van verschillende soorten neurotransmitters (Hou et al., 2016). Eerdere studies toonden ook aan dat urine opslag reflexen zijn voornamelijk georganiseerd in het ruggenmerg (Drake et al., 2010). Nochtans, zou een groep neuronen in de hersenstam een rol in urineopslag ook kunnen spelen. Wanneer deze neuronen geactiveerd werden, maakten ze de externe urethrale sluitspier – de spier die ons in staat stelt te kiezen om te gaan plassen – actiever (Blok en Holstege, 1999).

we hebben meer gegevens nodig over de routes waarlangs de locus coeruleus informatie van de blaas ontvangt voordat deze wordt overgedragen aan de PMC. Toekomstige experimenten moeten ook onderzoeken welke andere gebieden van de cortex worden gesynchroniseerd of desynchroniseerd tijdens het plassen. Manohar et al. speculeren op deze gebieden, op basis van de gepubliceerde literatuur, maar verdere studies zijn duidelijk gerechtvaardigd om meer definitieve antwoorden te bieden.