Area postrema

Area postrema — это небольшой участок головного мозга, расположенный на дне четвёртого желудочка, в области продолговатого мозга. Он относится к циркумвентрикулярным органам и лишён гематоэнцефалического барьера, что позволяет ему напрямую взаимодействовать с химическим составом крови и спинномозговой жидкости. Основная функция area postrema — запуск рвотного рефлекса в ответ на токсины и другие раздражители, циркулирующие в крови.

Анатомия и расположение

Area postrema представляет собой парное образование, расположенное в каудальной части четвёртого желудочка, у места перехода продолговатого мозга в спинной мозг. У человека его размеры составляют около 2–3 мм в длину и 1–2 мм в ширину. Структура состоит из плотного скопления нейронов, глиальных клеток и специализированных эпендимальных клеток. Кровоснабжение area postrema осуществляется из задней нижней мозжечковой артерии.

Циркумвентрикулярный орган

Area postrema входит в группу циркумвентрикулярных органов (circumventricular organs, CVO) — специализированных участков мозга, где гематоэнцефалический барьер отсутствует или ослаблен. Другими представителями этой группы являются сосудистый орган терминальной пластинки, субфорникальный орган, нейрогипофиз и срединное возвышение гипоталамуса. Благодаря этой особенности area postrema может напрямую воспринимать химические сигналы из крови, включая токсины, гормоны и лекарственные вещества.

Физиология

Основная функция area postrema — хеморецепция, то есть обнаружение химических веществ в крови и спинномозговой жидкости. Она играет ключевую роль в запуске рвотного рефлекса, а также участвует в регуляции водно-солевого баланса, аппетита и вегетативных реакций.

Рвотный рефлекс

Area postrema является центральным звеном рвотного рефлекса, вызываемого циркулирующими в крови токсинами. Она содержит рецепторы к различным нейромедиаторам и гормонам, в том числе:

• Дофаминовые рецепторы D2 — реагируют на дофамин и его агонисты, такие как апоморфин.
• Серотониновые рецепторы 5-HT3 — активируются серотонином, выделяющимся при повреждении слизистой желудочно-кишечного тракта.
• Мускариновые рецепторы M1 — участвуют в реакции на ацетилхолин.
• Гистаминовые рецепторы H1 — вовлечены в реакцию на гистамин.
• Нейрокининовые рецепторы NK1 — связывают субстанцию P.

При активации этих рецепторов area postrema посылает сигналы в рвотный центр продолговатого мозга, который координирует сокращения диафрагмы, мышц брюшного пресса и желудка, приводящие к рвоте. Этот механизм служит защитной реакцией организма, направленной на удаление потенциально опасных веществ.

Регуляция водно-солевого баланса

Помимо рвотного рефлекса, area postrema участвует в регуляции артериального давления и водно-солевого обмена. Она содержит рецепторы к ангиотензину II, вазопрессину и натрийуретическим пептидам. Через связи с ядрами гипоталамуса и ствола мозга area postrema влияет на жажду, выделение антидиуретического гормона и симпатическую активность. Например, повышение уровня ангиотензина II в крови стимулирует нейроны area postrema, что приводит к усилению жажды и повышению артериального давления.

Аппетит и тошнота

Area postrema также вовлечена в регуляцию аппетита и чувства тошноты. Она реагирует на изменения уровня глюкозы, инсулина и лептина, а также на токсины, вызывающие пищевое отвращение. У животных повреждение area postrema приводит к снижению тошноты и рвоты в ответ на химические раздражители, но не влияет на рвоту, вызванную вестибулярными стимулами (например, укачиванием).

Связи с другими структурами мозга

Area postrema имеет обширные афферентные и эфферентные связи с различными отделами центральной нервной системы:

• Афферентные входы: от блуждающего нерва (n. vagus), ядра одиночного пути, гипоталамуса и периферических хеморецепторов.
• Эфферентные выходы: к ядру одиночного пути, дорсальному моторному ядру блуждающего нерва, парабрахиальному ядру и гипоталамусу.

Эти связи обеспечивают интеграцию информации о химическом составе крови с вегетативными и поведенческими реакциями, такими как рвота, тошнота, изменение аппетита и регуляция кровообращения.

Клиническое значение

Тошнота и рвота при заболеваниях

Area postrema играет важную роль в патогенезе тошноты и рвоты при различных заболеваниях, включая:

• Уремия — при почечной недостаточности токсины (например, мочевина) накапливаются в крови и активируют area postrema.
• Кетоацидоз — при сахарном диабете кетоновые тела стимулируют рвотный центр.
• Опухоли головного мозга — особенно при локализации в области четвёртого желудочка, что может вызывать внутричерепную гипертензию и прямое раздражение area postrema.
• Лучевая болезнь — радиация повреждает клетки желудочно-кишечного тракта, что приводит к выделению серотонина и активации area postrema.

Фармакология

Area postrema является мишенью для многих противорвотных препаратов. К ним относятся:

• Антагонисты дофаминовых рецепторов (например, метоклопрамид, домперидон) — блокируют D2-рецепторы в area postrema.
• Антагонисты серотониновых рецепторов 5-HT3 (например, ондансетрон, гранисетрон) — подавляют активацию, вызванную серотонином.
• Антагонисты нейрокининовых рецепторов NK1 (например, апрепитант) — блокируют действие субстанции P.

Эти препараты используются для профилактики и лечения тошноты и рвоты при химиотерапии, послеоперационном периоде, укачивании и других состояниях.

Хирургическое значение

При хирургических вмешательствах в области задней черепной ямки, особенно при удалении опухолей четвёртого желудочка, повреждение area postrema может привести к стойкой тошноте, рвоте и нарушениям глотания. В редких случаях при неоперабельных опухолях применяется стереотаксическая радиохирургия (например, гамма-нож) для деструкции area postrema с целью купирования неукротимой рвоты.

Сравнительная анатомия

Area postrema присутствует у всех млекопитающих, а также у птиц и рептилий. У человека она развита относительно слабо по сравнению с некоторыми животными, например, с грызунами, у которых она играет более выраженную роль в регуляции водно-солевого баланса. У рыб area postrema отсутствует, а её функции выполняют другие циркумвентрикулярные органы.

Интересные факты

• Area postrema была впервые описана немецким анатомом Генрихом Вильгельмом Готфридом в 1868 году.
• Название происходит от латинского «area» (область) и «postrema» (последняя, задняя), что связано с её расположением в самом заднем отделе четвёртого желудочка.
• Отсутствие гематоэнцефалического барьера делает area postrema уязвимой для инфекций и токсинов, однако эта же особенность позволяет использовать её как «входные ворота» для некоторых лекарств, вводимых интраназально или интратекально.
• У людей с повреждением area postrema (например, после инсульта или травмы) может развиться синдром неукротимой рвоты, который трудно поддаётся лечению.

Источники

• Неттер Ф. Атлас анатомии человека. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018.
• Гайтон А. К., Холл Дж. Э. Медицинская физиология. — М.: Логосфера, 2008.
• Paxinos G., Mai J. K. The Human Nervous System. — Academic Press, 2004.
• Carpenter M. B. Core Text of Neuroanatomy. — Williams & Wilkins, 1996.
• Miller A. D., Leslie R. A. The area postrema and vomiting. — Frontiers in Neuroendocrinology, 1994, 15(4): 301–320.
• Price C. J., Hoyda T. D., Ferguson A. V. The area postrema: a brain monitor and integrator of systemic autonomic state. — The Neuroscientist, 2008, 14(2): 182–194.