Funkcionális neuroanatómia 5 . A táplálékfelvétel, a só- és vízháztartás neuroanatómiája

1. Funkcionális neuroanatómia 5. A táplálékfelvétel, a só- és vízháztartás neuroanatómiája 2011 - Neuromorfológia PhD program

2. food intake receptors gastrointestinal brain

3. food intake receptors gastrointestinal brain humoral inputs NTS / AP hypothalamic

5. CIRCUMVENTRICULAR ORGANS subfornical organ area postrema OVLT arcuate nucleus subcommissural organ

6. Circumventricularis szervek Kamrakörüli területek gazdag vérellátással, ahol hiányzik a vér-agy gát. Az állatvilágban, főleg a phylogenesis alsóbb fokán igen jelentősek, emberben nem mindegyik található meg. Ide soroljuk a szubfornikális szervet, az area postremát, az eminentia medianát a nucleus arcuatus egy részével, és az organum vasculosum laminae terminalist. Tágabb értelemben ide tartozik a hypophysis hátsó lebenye és a corpus pineale is.

8. Area postrema Az ún. circumventriculáris szervek közé tartozik, melyek az agykamrák falánál jellegzetes sejtcsoportokat alkotnak, területükön nincs vér-agy gát. Mint ilyen, az area postrema, mely emberben az obexnél a IV. kamra két oldalán helyezkedik el, a nyúltvelő „nyitott kapujának” tekinthető, melynek erein át a nyúltvelő viszceroszenzoros központja (nucleus tractus solitarii) humorális afferentációt kap. Az area postremát a n. vagus idegzi be. Sokáig „hányás központ”-ként volt ismeretes.

9. AP

10. Szubfornikális szerv – SFO (subfornical organ) Vér-agy gát-mentes circumventriculáris szerv, a hypothalamus egyik „kapuja”, a foramen interventricularénál domborodik be a kamraüregbe. Az agy angiotensin II. receptorban leggazdagabb területe. Rostjai a lamina terminalis mentén érik el a preopticus areát és az elülső hypothalamust.

11. vHC LV vHC vHC LV III. III. LV rat human

16. 3V

18. LEPTIN - acts on the brain to inhibit feeding - the effects of leptin on appetite and energy balance are mediated by hypothalamic neurons: basal hypothalamic lesions prevent leptin action in the brain - brain microvessels bind and internalize leptin. Leptin may gain access to neurons by receptor mediated transcytosis - leptin receptors (Ob-Rb) are expressed by arcuate, paraventricular, ventromedial and dorsomedial neurons - leptin reduces NPY levels and NPY mRNA expression in the arcuate nucleus - leptin stimulates POMC mRNA expression in the arcuate, CRH mRNA expression in the paraventricular nucleus - leptin activates CART neurons in the arcuate nucleus that project to sympathetic preganglionic neurons in the spinal cord

19. INSULIN - insulin stimulates leptin expression and release - insulin activates sympathetic activity and thermogenesis - insulin receptors and insulin receptor substrate protein (IRS-1) are expressed in arcuate neurons - insulin inhibits NPY expression in the arcuate nucleus

20. GHRELIN - ghrelin stimulates food intake - it is predominantly synthesized in the stomach - it stimulates NPY, CRH and growth hormone release - it is also expressed in the arcuate nucleus - NPY appears to be important in mediating the orexigenic action of ghrelin

21. food intake receptors gastrointestinal brain humoral inputs NTS / AP hypothalamic neuronal pathways vagal afferents

23. NEURONAL INPUTS - to the NTS - vagal inputs (from the stomach and the duodenum) - taste signals (facial and glossopharyngial)

24. Nucleus tractus solitarii (Nucleus of the solitary tract – NTS) Primer viszceroszenzoros mag a nyúltagy dorsalis részében. Viszceroszenzoros általános és viszceroszenzoros speciális (ízérző) rostok kapcsolódnak itt át. Rostokat kap a gerincvelőből is (tractus spinosolitarius). Felszálló viszceroszenzoros rostjai az amygdalában és a hypothalamusban, ízérző rostjai az insuláris kéregben végződnek. Az NTS érző neuronjai a vagus viszceromotoros neuronjaival (nucleus motorius dorsalis vagi) az autonóm szabályozó reflexívek részei. Artériás ellátása egyedi a dorsális medullában, a posterior inferior cerebelláris artéria látja el az area postremán keresztül. Az erek jelentős részén nincs vér-agy gát, így az NTS a nervus vaguson és a gerincvelőn kívül jelentős humorális afferentációt is kap.

25. Human brain-040611 / fig10b-071031.jpg Phd 0500602 Neuropeptidek 43. dia

26. NUCLEUS OF THE SOLITARY TRACT - gastrointestinal viscerosensory nerve terminals - glucagon-like peptide-1, CCK, NPY, somatostatin - CCKA receptors - leptin, ghrelin and insulin receptors - m, d, k opiate receptors - CB1 receptors -m-opiate receptor agonist injected into the NTS stimulates food intake -short-term signals related to the quality and quantity of food ingested

27. food intake receptors gastrointestinal brain humoral inputs NTS / AP hypothalamic neuronal pathways vagal afferents NTS – ascending

28. food intake NEURONAL INPUTS - short-term signals related to the quality and quantity of food ingested - strech- and mechanoreceptors trigger signals to the CNS through vagal nerve - signals are relayed in the nucleus of the solitary tract (NTS) and ascending fibers terminate in the paraventricular, ventromedial and dorsomedial hypothalamic nuclei

31. Human brain-040611 / fig10b-071031.jpg Phd 0500602 Neuropeptidek 43. dia

32. food intake NEURONAL INPUTS - short-term signals related to the quality and quantity of food ingested - strech- and mechanoreceptors trigger signals to the CNS through vagal nerve - signals are relayed in the nucleus of the solitary tract (NTS) and ascending fibers terminate in the paraventricular, ventromedial and dorsomedial hypothalamic nuclei

33. Nucleus paraventricularis hypothalami A hypothalamus egyik legjelentősebb magja, magno- és parvocellularis részre osztható. A magnocelluláris neuroszekretoros sejtek vasopressint és oxytocint termelnek, axonjaik a tractus hypothalamo-hypophysealis egy részét alkotják, és a hypothalamus hátulsó lebenyében végződnek. A parvocelluláris neuroszekretoros idegsejtek több peptiderg neurohormont (corticotropin-releasing hormon – CRH, thyrotropin-releasing hormon – TRH, vasopressin) és neuromodulátort (neuropeptidet) termelnek. A parvocellularis neuronok egy része az eminentia mediana portális erei révén juttatja el termékét a hypophysis elülső lebenyébe, másik részük a nyúltvelőbe és a gerincvelőbe projíciál. A CRH-termelő idegsejtek révén a paraventriculáris magot a stresszválasz központi részének, a „hypothalamo-hypophysis-mellékvesekéreg szabályozó rendszer” („HPA axis”) kiinduló pontjának tekintik.

34. Nucleus arcuatus A hypothalamus magja a III. kamra alsó részének két oldalán, a retrochiasmaticus area és a corpus mamillare kezdete között, közvetlenül az eminentia medianától dorsolaterálisan. Sejtjeik számos neuropeptidet és peptid receptort, egy részük dopamint (A12 catecholamin sejtcsoport) termel. Emberben nucleus infundibularisnak is nevezik. Neuronjai a hypothalamus más magjaihoz és a nyúltvelői és gerincvelői autonóm sejtekhez projíciálnak. A mag mediális részében nincs vér-agy gát. Jelentős szerepet visz a táplálékfelvétel idegrendszeri szabályozásában.

35. Nucleus dorsomedialis hypothalami A hypothalamus középső részében, a harmadik agykamra két oldalán, a nucleus ventromedialis felett helyezkedik el. Neuronjai több szubdivíziót alkotnak, melyek a táplálékfelvétel központi szabályozásában és a stressz válaszban visznek szerepet.

36. VENTROMEDIAL NUCLEUS VENTROMEDIAL NUCLEUS - lesioning of this nucleus (electrolytic or gold thioglucose) induces hyperphagia and resulted in extreme obesity - stimulation of ventromedial neurons suppress feeding - injections of leptin and urocortin into the nucleus inhibit, injections of NPY, β-endorphin or galanin stimulate feeding - local administration of 2-deoxy-glucose (cellular glucoprivation) evokes rapid increases in plasma levels of glucose

50. food intake receptors gastrointestinal brain humoral inputs NTS / AP hypothalamic neuronal pathways vagal afferents NTS – ascending hypothalamic circuits