PMC

creierul și vezica urinară trebuie să comunice pentru a ne asigura că urinăm doar când și unde este potrivit. Procesul de urinare este parțial controlat de reflexe și este parțial sub control conștient (de Groat și colab., 2015). Pe măsură ce vezica se umple, trimite informații senzoriale către sistemul nervos central, iar atunci când vezica este plină, aceste semnale indică faptul că trebuie golită în curând.

unul dintre semnalele care merg invers, de la creier la vezică, este activarea unei părți a trunchiului cerebral numită PMC, prescurtare pentru Centrul de micțiune pontină. (Cuvântul ‘micțiune’ se referea inițial la nevoia de a urina, dar acum este adesea folosit pentru a descrie și procesul de urinare). PMC se conectează la alte centre din sistemul nervos central și periferic pentru a se coordona atunci când apare urinarea (Fowler și colab., 2008). Multe studii au identificat și examinat principalele centre ale creierului implicate în controlul urinării. Cu toate acestea, conexiunile dintre aceste centre diferite, inclusiv când și pentru cât timp devin active, rămân evazive. De asemenea, nu este clar cum cortexul – partea creierului responsabilă de procesele de gândire superioară – influențează urinarea.

acum, în eLife, Rita Valentino de la Spitalul de copii din Philadelphia și colegii-inclusiv Anitha Manohar ca prim autor – raportează modul în care activitatea neuronală este orchestrată înainte, în timpul și după urinare la șobolani (Manohar și colab., 2017). Cercetătorii au evaluat când și unde neuronii au tras la șobolani neanestezizați, pe măsură ce vezicile lor s-au umplut și apoi s-au golit prin înregistrarea activității neuronale în trei regiuni ale creierului care sunt implicate în urinare: PMC, locus coeruleus și cortexul prefrontal medial (mPFC; Figura 1). În același timp, au măsurat atât presiunea din vezică, cât și frecvența de ieșire a urinei.

neuroștiința urinării.

cortexul prefrontal medial (mPFC) este situat în spatele frunții în partea din față a cortexului (verde), în timp ce Centrul de micțiune pontină (PMC) și locus coeruleus (LC) sunt situate într-o parte a trunchiului cerebral cunoscută sub numele de pons (albastru). Locațiile aproximative ale acestor regiuni din creierul uman sunt umbrite în desenul animat din stânga. Aceste trei regiuni ale creierului trimit și primesc semnale (reprezentate de săgeți) una către și de la cealaltă. Semnalele din vezică sunt transmise prin măduva spinării către LC și apoi către alte centre din creier, inclusiv PMC. PMC trimite semnale către vezică prin măduva spinării. PMC conține diferite tipuri de neuroni. Neuronii care exprimă hormonul de eliberare a corticotropinei sunt etichetați Crh+ și se știe că sunt implicați în începerea urinării. Neuronii care nu exprimă acest hormon sunt etichetați Crh -. Rolul acestor neuroni este mai puțin clar, dar este posibil ca aceștia să fie implicați în depozitarea urinei. Glut + și GABA+ indică neuronii care produc glutamat și, respectiv, GABA. Conexiunile confirmate cu efecte neclare sunt marcate cu un semn de întrebare roșu.

în primul rând, Manohar și colab. stabilit că toți neuronii din PMC prezintă aceleași modele de ardere, caracterizate prin activitate lentă de fundal și explozii rapide în intervalele dintre urinări. Aceste explozii au devenit rare înainte de urinare, mai proeminente în timpul urinării și au continuat câteva secunde după ce vezica a fost golită. Această sincronizare a activității neuronale sugerează că neuronii PMC joacă probabil un rol mai complex în reglarea golirii vezicii urinare decât un simplu Comutator on-off. Exploziile de activitate din PMC în intervalele dintre urinări au fost, de asemenea, interesante. Se credea anterior că neuronii PMC erau activi numai în timpul urinării (Betts și colab., 1992).

în secundele dinaintea urinării, neuronii din locus coeruleus au prezentat explozii continue de joasă frecvență cu oscilații theta mai puternice (valuri de activitate care se repetă de aproximativ șapte ori pe secundă). În același timp, activitatea din locus coeruleus a început să se potrivească mai strâns cu cea din mPFC, deși activitatea din mPFC a devenit mai puțin sincronizată. Este probabil ca unele dintre aceste modificări să ajute la începerea procesului de urinare prin creșterea excitării și schimbarea atenției către vezica plină (Michels și colab., 2015).

relația dintre locus coeruleus (LC) și PMC este, de asemenea, interesantă. Aceste centre sunt suficient de apropiate încât activitatea neuronală ar putea fi înregistrată din ambele regiuni în același timp. Rezultatele au arătat că neuronii LC au fost activați înainte de neuronii PMC, sugerând că primii primesc intrare indirectă din vezică înainte ca stimulul să ajungă la PMC. Acest lucru este în concordanță cu observațiile anterioare folosind fMRI la șobolani (Tai și colab., 2009).

noile descoperiri raportate de Manohar și colab. ridică câteva întrebări. Rolurile trunchiului cerebral și ale cortexului în procesarea informațiilor din vezică și în coordonarea urinării rămân neclare. De asemenea, nu este evident de ce neuronii PMC prezintă explozii de activitate în intervalele dintre urinări. Datele recente sugerează că există diferite tipuri de neuroni în PMC (Figura 1), deci este posibil ca o populație specifică de neuroni PMC să trimită semnale care ajută vezica urinară să stocheze urina prin eliberarea diferitelor tipuri de neurotransmițători (Hou și colab., 2016). Studiile anterioare au arătat, de asemenea, că reflexele de stocare a urinei sunt organizate în principal în măduva spinării (Drake și colab., 2010). Cu toate acestea, un grup de neuroni localizați în trunchiul cerebral ar putea juca un rol și în stocarea urinei. Când sunt activate, acești neuroni au făcut ca sfincterul uretral extern – mușchiul care ne permite să alegem să începem urinarea – să fie mai activ (Blok și Holstege, 1999).

avem nevoie de mai multe date despre căile prin care locus coeruleus primește informații de la vezică înainte de a fi transmise PMC. Experimentele viitoare ar trebui să exploreze, de asemenea, ce alte regiuni ale cortexului se sincronizează sau se desincronizează în timpul urinării. Manohar și colab. specula în aceste domenii, pe baza literaturii publicate, dar studii suplimentare sunt în mod clar justificate pentru a oferi răspunsuri mai definitive.