복측전엽핵

Ventrolateral preoptic nucleus
복측전핵
Hypothalamus small.gif
VLPO는 시상하부 앞쪽에 위치한다. 전엽핵의 중간핵이라고도 한다.
세부 사항
의 일부전핵
식별자
약어VLPO 또는 IPA
NeuroNames3122
신경조영술의 해부학적 용어

복측전핵(VLPO)은 전두엽 시상하부(IPA)의 중간핵으로도 알려져 있으며, 인간과 다른 동물의 뇌의 시신경 바로 위와 측면에 자리잡고 있는 작은 신경세포 군집이다.[1][2] 는 각성 상태, 잠을 자고, tra을 조절하는 뇌간, 시상 하부와 기저 앞 뇌의 구성 요소가 포함되어 있는 상승 자극 시스템이 가지고 있던 뇌의 sleep-promoting 핵(예를 들어, VLPO,parafacial 존, 핵 accumbens 핵심이며, 외측 시상 하부의 평균 혈구 헤모글로빈 뉴런)[3][4][5][6]함께, 상호 연결된 신경 시스템이다.nsitions이 두 주를 [1][4][5]빙빙 돌다 VLPO는 특히 비급속 안구 운동 수면(NREM 수면) 시, 수면 중에 활성화되며,[7] 주로 GABA와 갈라닌을 중심으로 억제 신경전달물질을 방출하는데, 이는 경각과 흥분과 관련이 있는 상승흥분계의 뉴런을 억제한다.[1][8] VLPO는 오름차순 경락계의 여러 구성 요소에서 나오는 뉴런들에 의해 차례로 내향적으로 작용한다.[9] VLPO는 내인성 수면 촉진 물질 아데노신과[10][11] 프로스타글란딘 D2에 의해 활성화된다.[12] VLPO는 경각심을 유발하는 신경전달물질인 노르에피네프린과 아세틸콜린에 의해 억제된다.[9] 수면과 깨어있는 상태에서 VLPO의 역할, 그리고 수면 장애와의 연관성, 특히 불면증과 기면증은 신경과학 연구의 증가하는 영역이다.

구조

상승흥분계통에 투영되는 VLPO의 뉴런 중 적어도 80%는 GABAergic(GABA를 생산하는 뉴런은 GABAERGIC이다.[13] 쥐의 체외 연구 결과, VLPO에서 노레피네프린이나 아세틸콜린에 의해 억제되는 많은 뉴런들이 문턱 스파이크가 낮은 다극 삼각형 모양의 세포인 것으로 나타났다.[9] 이러한 삼각 다극성 뉴런은 VLPO의 두 가지 하위 부류에 존재한다.

  • 유형 1 – 세로토닌에 의해 억제됨.
  • 유형 2 – 세로토닌과 아데노신에 의해 흥분된다.

아데노신이 깨어있을[11] 때 축적되기 때문에 타입 2 세포는 수면 유도에서 역할을 할 가능성이 높다.

VLPO의 나머지 3분의 1은 노레피네프린에 의해 흥분된다. 그들의 역할이 불분명하다.

함수

수면/깨어난 상태

플립-플롭 스위치 가설의 개략도 표현

20세기 초 콘스탄틴 폰 이코노토는 앞 시상하부에 병변이 있는 뇌염에 걸린 인간들이 불면증을 가지고 있다고 지적하고, 그 영역에서 수면 촉진 효과를 제안하였다.[2] 20세기 중반 쥐와 고양이를 대상으로 한 동물 연구 결과, 전립샘과 기저전두뇌의 매우 큰 병변이 불면증을[14][15] 유발한다는 사실은 확인되었지만, 책임이 있는 세포군은 규명하지 못했다. 1996년 세린과 동료들은 수면 중에 cFos(최근 활발해진 뉴런에서 자주 발견되는 단백질)를 발현하는 VLPO에 세포군의 존재를 보고했으며, 이들 뉴런에는 억제성 신경전달물질 GABA와 갈라닌이 들어 있다고 밝혔다.[13][7] These same neurons were found to innervate components of the ascending arousal system, including the tuberomammillary nucleus (TMN) and other components of the lateral hypothalamus; the raphe nuclei; the locus coeruleus (LC); the pedunculopontine (PPT) and laterodorsal tegmental nuclei (LDT); and the parabrachial nucleus (PB). VLPO 뉴런의 광학 또는 화학적 활성화를 이용한 보다 최근의 연구는 그들이 수면을 촉진한다는 것을 확인했다.[16]

VLPO 뉴런의 수면 촉진 효과는 가바(GABA)와 신경계 뉴런의 발화를 억제하는 갈라닌의 방출 때문인 것으로 생각된다. VLPO도 아세틸콜린과 노르에피네프린과 같은 항성계통의 구성요소에 의해 방출되는 신경전달물질에 의해 억제되므로, 현재 이론에서는 VLPO와 항성계가 "플립플롭" 회로를 형성한다고 제안하였다.[9][1][2] 전기 공학에서 이 용어는 상호 억제가 회로의 각 구성 요소가 켜질 때 다른 구성 요소를 꺼서 한 상태(웨이크 또는 절전)에서 다른 상태로 빠르게 전환되고 전환 상태가 최소화된 회로를 의미한다. 이 이론은 병리학적 상태와 약물에 대한 반응을 포함하여 동물에서 일어나는 잠자는 행동의 많은 부분을 설명하는 수학 모델을 만드는 데 사용되어 왔다.[1][17][18] 후측측 시상하부의 오레신 뉴런은 상승각 신경계에 있는 뉴런을 잠재우고 깨어있는 상태에서 뇌를 안정시키는 것을 돕는다(그리고 동심동맥 수면 드라이브를 구축하는 통합적 깨어있는 것은 나중의 수면 동안 뇌를 안정시키는 데 도움이 된다). 장애 내실증에서 [1]오레신 뉴런이 상실되면 절전-절전 스위치가 불안정해져 절전-절전-절전-절전-절전-절전-절전-절전-절전-절전-절전-절전-절전-절전-절전-절전-절전-절전-절전-절전-절전증

서커디안

포유류에는 강한 순환 수면 리듬이 있다. 포유류의 순환 리듬에 대한 "마스터 시계"는 초거대성 핵이다. SCN은 VLPO 뉴런에 직접 투영되는 경우는 거의 없다. 대신에 그들은 인접한 심실하부로 강하게 투영하며, 이는 시상하부의 등측핵을 내측하는 억제성 GABAergic 뉴런을 포함하고 있다.[19][20] 등심핵의 병변은 수면의 순환 리듬을 거의 완전히 제거한다. 등심핵의 GABAERGIC 뉴런은 VLPO를 내측하고, 글루타마테라믹 뉴런은 측상 시상하부 내측을 내측하며, 등심핵은 주로 활동기간(인간의 낮 시간) 동안 깨어있는 상태를 촉진한다는 것을 시사한다.[19]

임상적 유의성

불면증

중간핵(설치류의 VLPO 갈라닌 뉴런과 동등한 인간)에 갈라닌 뉴런이 더 많은 노인 인간 환자들은 더 좋고, 더 연속적인 수면을 취한다. VLPO 뉴런의 감소된 수는 더 많은 파편화된 수면과 연관된다.[21]

쥐의 VLPO에 있는 병변은 NREM 수면 시간이 50-60% 감소하고 불면증이 장기화된다.[22] 보다 최근의 연구는 스트레스로 인한 불면증이 신경계 및 VLPO 뉴런에 대한 입력의 불균형 때문일 수 있다는 것을 시사한다.[23]

진정제/하이퍼토닉 약물

많은 진정제/고혈압 약물은 GABA-A 수용체에 결합하여 작용한다. 여기에는 에탄올, 클로로알 하이드레이트, 바비투라테스와 같은 오래된 약품뿐만 아니라 새로운 벤조디아제핀과 "비벤조디아제핀" 약품(같은 수용체와 결합하지만 화학적 구성이 다른 졸피뎀)과 프로포폴, 이소플루란과 같은 마취제까지 포함된다. 흥분계에 대한 VLPO 입력이 이 같은 수용체를 사용하므로, 이 약들은 기본적으로 VLPO에 힘을 주어 졸린 상태를 만들어냄으로써 작용한다. 동물 연구는 VLPO 뉴런이 이러한 약물의 진정제 투여 후 cFos 활성화를 보여주며,[24] VLPO 병변은 그들의 진정제 효과에 대한 내성을 발생시킨다는 것을 보여준다.[25] 그러나 마취의 수술면을 생성하는 높은 용량에서 이러한 약물은 VLPO에 의존하지 않는 훨씬 광범위한 억제 효과를 가진다.[26] 진정제 용량에서 에탄올, 클로로알 하이드레이트, 프로포폴, 이소플루란 등의 가스마취제 등 GABA-A 수용체를 잠재워 작용하는 복수의 진정제/하이퍼토닉 약물이 생쥐의 VLPO 뉴런 활동을 증가시킨다는 연구결과가 나왔다.[27] 이 발견은 비교적 낮은 진정제 용량에서 이러한 약물이 VLPO 뉴런의 발화를 포함하는 공통적인 작용 메커니즘을 가질 수 있음을 시사한다. 그러나 수술 마취에 사용되는 고량은 신경계 전반에 걸쳐 뉴런의 활동을 감소시킨다.

참조

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외부 링크

Gallopin T, Luppi PH, Cauli B, Urade Y, Rossier J, Hayaishi O, Lambolez B, Fort P (2005). "The endogenous somnogen adenosine excites a subset of sleep-promoting neurons via A2A receptors in the ventrolateral preoptic nucleus". Neuroscience. 134 (4): 1377–90. doi:10.1016/j.neuroscience.2005.05.045. PMID 16039802. S2CID 27732204.