Lučno jezgro

Lučno jezgro ili arkuatno jezgro hipotalamusa (poznato i kao ARH,^[1] ARC,^[2] ili infundibulsko jezgro^[2][3]) je nakupina neurona u mediobaznom dijelu hipotalamusa, uz treću komoru i srednju eminenciju. Lučno jezgro uključuje nekoliko važnih i raznolikih populacija neurona koji pomažu u posredovanju različitih neuroendokrinih i fizioloških funkcija, uključujući neuroendokrine neurone, centralno projicirane neurone i astrocite. Populacije neurona pronađene u lučnom jezgru temelje se na hormonima, koje oni luče ili sa kojima komuniciraju i odgovorne su za funkciju hipotalamusa, poput regulacije hormona koji se oslobađaju iz hipofize ili lučenja vlastitih hormona. Neuroni u ovoj regiji također odgovorni su za integriranje informacija i pružanje ulaza drugim jezgrima u hipotalamusu ili ulaza u područja izvan ovog dijela mozga. Ovi neuroni, generirani iz ventralnog dijela periventrikulskog epitela tokom embrionskog razvoja, nalaze se dorzalno u hipotalamusu, postajući dio ventromedijalne hipotalamusne regije.^[1][2][4] Funkcija lučnog jezgra oslanja se na njegovu raznolikost neurona, ali njegova središnja uloga uključena je u homeostazu. Lučno jezgro ima mnoge fiziološke uloge uključene u ishranu, metabolizam, plodnost i kardiovaskularnu.^[1][2][4][5]

Lučno jezgro
Lučno jezgro ('AR'), u dnu, centar, zeleno
Detalji
Latinski	Nucleus arcuatus hypothalami
Dio od	Hipotalamus
Identifikatori
Akronim(i)	ARH
TA	A14.1.08.923
FMA	62329
Anatomska terminologija

Tipovi ćelija

Neuroendokrini neuroni

Različite grupe neuroendokrinih neurona lučnog jezgra luče različite tipove ili kombinacije neurotransmitera i neuropeptida, poput neuropeptida Y (NPY), gonadotropin-oslobađajućeg hormona (GnRH) , agouti-vezanog peptida (AgRP), kokainom i amfetaminom reguliranog transkripta (CART), kispeptina, dopamina, P-supstance, hormon rasta-oslobađajućeg hormona (GHRH), neurokinina B (NKB), β-endorfina, mwlanocit-stimulirajućeg hormona (MSH) i somatostatina. Proopiomelanokortin (POMC) je prekursorni polipeptid koji se cijepa u MSH, ACTH i β-endorfin i eksprimira u lučnom jezgru.

Grupe neuroendokrinih neurona su:

• TIDA neuroni ili tuberoinfundibulski dopaminski neuroni, su neuroni koji regulišu sekreciju prolaktina iz hipofize i oslobađaju neurotransmiter dopamin. TIDA neuroni imaju nervne završetke u srednjoj eminenciji koja oslobađaju dopamin u hipofiznu portnu krv.^[6] Kod ženki u laktaciji, TIDA neuroni inhibiraju se podražajem sisanja. Dopamin oslobođen iz njihovih nervnih završetaka na srednjoj eminenciji transportuje se u prednji režanj hipofize, gde reguliše lučenje prolaktina. Dopamin inhibira lučenje prolaktina, pa kada se inhibiraju TIDA-neuroni, dolazi do povećane sekrecije prolaktina, koji stimuliše laktogenezu (proizvodnju mleka). Prolaktin djeluje na negativni povratni način u kratkom spoju kako bi smanjio nivo, stimulirajući oslobađanje dopamina. Dopaminergični neuroni lučnog jezga također inhibiraju oslobađanje gonadotropin-oslobađajućedg hormona, objašnjavajući dijelom zašto dojilja (ili drugačije hiperprolaktinemijska) žena doživljava oligomenoreju ili amenoreju (rijetkost ili odsustvo menstruacije).
• Kispeptin/NKB neuroni unutar lučnog jezgra čine sinaptičke ulaze sa TIDA neuronima. Ovi neuroni eksprimiraju receptor estrogena i koekspresiraju neurokinin B kod ženki pacova.^[7]
• GHRH-neuroni pomažu u kontroli sekrecije hormona rasta (GH) u kombinaciji sa somatostatinom i NPY.^[8]
• NPY/AgRP-neuroni iPOMC/CART-neuroni čine dvije skupine neurona u lučnom jezgru koji su centralno uključeni u neuroendokrinu funkciju ishrane. Kao neurotransmitere za podsticanje apetita, medijalni neuroni koriste NPY peptide, a bočni neuroni koriste POMC / CART za inhibiciju apetita.^[2] NPY i POMC/CART-neuroni osjetljivi su na periferne hormone, kao što su leptin j i insulin.^[4] POMC/CART-neuroni takpođer luče melanocit-stimulirajući hormon, koji suzbija apetit.^[9][10]:419
• GnRH-neuroni također su pronađeni. Ovi neuroni luče GnRH i histamin.
• Postoje i grupe neurona koji eksprimiraju NKB i dinorfin, koji pomažu u kontroli reprodukcije.

Centralno projicirajući neuroni

Ostali tipovi neurona imaju putedve projekcije iz lučnog jezgra koji posreduju u različitim regijama hipotalamusa ili u drugim regijama izvan hipotalamusa. Projekcije ovih neurona protežu se na veliku udaljenost od lučnog jezgra do srednje eminencije, kako bi uticali na oslobađanje hormona iz hipofize. Neuroni lučnog jezgra imaju unutarhipotalamusne projekcije za neuroendrokrine sklopove, kao što su neuronske projekcije koje utiču na ponašanje u ishrani na paraventrikulskom jezgru hipotalamusa (PVH), dorzomedijalnom hipotalamusnom jezgru (DMH i lateralnom području hipotalamusa (LHA). Grupe neurona povezuju se sa srednjim režnjevima hipofize, od bočnih dijelova ARH do nervnih i srednjih dijelova hipofize i kaudalnih dijelova na ARH do medijane eminencije.

Grupe neurona koji projiciraju negdje drugdje unutar centralnog nervnog sistema uključuju:

• Centralno projicirani neuroni koji sadrže neuropeptid Y (NPY), agouti-vezani protein (AGRP) i inhibitorni neurotransmiter GABA. Ovi neuroni, u najentromedijalnijem dijelu jezgra, snažno izlaze na lateralni hipotalamus i paraventrikularno jezgro hipotalamusa i važni su u regulaciji apetita. Kada se aktiviraju, ovi neuroni mogu izazvati proždrljivost. Te neurone inhibiraju leptin, insulin i peptid YY, a aktivira grelin.
• Centralno projiciranje neurona koji sadrže peptid proizvode proopiomelanokortin (POMC) i kokainom i amfetaminom regulirani transkript (CART). Ovi neuroni imaju široko rasprostranjene projekcije na mnoga područja mozga, uključujući sve jezgre u hipotalamusu. Te ćelije su važne za regulaciju apetita i, kada se aktiviraju, inhibiraju ishranu. Ovi neuroni aktiviraju se cirkulirajućim koncentracijama leptina i insulina, a oni se direktno inerviraju i inhibiraju NPY-neuronima.^[11] POMC-neuroni koji se projiciraju na medijalno preoptičko jezgro, također su uključeni u regulaciju seksualno ponašanje i kod muškaraca i kod žena. Ispoljavanje POMC-a reguliraju gonadni steroidi. Oslobađanje POMC-ovog proizvoda, beta-endorfina regulirano je putem NPY.
• Centralno projiciranje neurona koji stvaraju somatostatin; neurosekretorni somatostatinski neuroni koji regulišu lučenje hormona rasta su različita populacija koja se nalazi u periventrikulskom jezgru.
• Regulatorni neuroni ishrane također aktiviraju neurone periventrikulskog jezgra (PVN) koji sadrže oksitocin, akoji se projiciraju na jezgro tractus solitarius u medulla oblongata.
• Drugi primaju izravne sinapsne ulaze s dodatnih mjesta hipotalamusa koji se projiciraju u amigdalu, hipokampus i entorinski korteks.

Ostali neuroni

Ostale ćelijske populacije uključuju:

• Mala grupa neurona osetljivih na grelin. Njena uloga nije poznata; mnogi neuroni u lučnom jezgru izmaju receptore za grelin, ali se smatra da oni uglavnom reaguju na grelin koji se prenosi krvlju.^[12][13]
• Lučno jezgro također sadrži grupuu specijaliziranih ependimskih ćelija, nazvanih taniciti.
• Astrociti u lučnom jezgru drže transportere glukoze velikog kapaciteta koji funkcioniraju kao nutritivni senzori za neurone koji kontroliraju apetit.
• Raznovrsne i specijalizovane kolekcije neurona nalaze se u posebnom odeljku sa glijinim ćelijama i imaju svoju mrežu kapilara i membranu tanicita koji pomažu u stvaranju krvno-moždane barijere. Cirkulirajuće ili molekule poput hormona putuju krvlju i mogu direktno uticati na ove neurone i njihovu plastičnost kao dokaz neurogeneze odraslih.

Reference

1. Bouret SG, Draper SJ, Simerly RB (mart 2004). "Formation of projection pathways from the arcuate nucleus of the hypothalamus to hypothalamic regions implicated in the neural control of feeding behavior in mice". The Journal of Neuroscience. 24 (11): 2797–805. doi:10.1523/JNEUROSCI.5369-03.2004. PMID 15028773.
2. Dudas, Bertalan (2013). The Human Hypothalamus: Anatomy, Functions and Disorders. New York: Nova Science Publishers. ISBN 978-1-62081-806-0.
3. "onderzoekinformatie.nl - Project: Does activation of neurons in the infundibular nucleus in menopause prevent the occurrence of Alzheimer changes?". Arhivirano s originala, 22. 5. 2008. Pristupljeno 17. 1. 2021.
4. Sapru HN (april 2013). "Role of the hypothalamic arcuate nucleus in cardiovascular regulation". Autonomic Neuroscience. 175 (1–2): 38–50. doi:10.1016/j.autneu.2012.10.016. PMC 3625681. PMID 23260431.
5. Coppari R, Ichinose M, Lee CE, Pullen AE, Kenny CD, McGovern RA, Tang V, Liu SM, Ludwig T, Chua SC, Lowell BB, Elmquist JK (januar 2005). "The hypothalamic arcuate nucleus: a key site for mediating leptin's effects on glucose homeostasis and locomotor activity". Cell Metabolism. 1 (1): 63–72. doi:10.1016/j.cmet.2004.12.004. PMID 16054045.
6. Voogt JL, Lee Y, Yang S, Arbogast L (1. 1. 2001). "Regulation of prolactin secretion during pregnancy and lactation". Progress in Brain Research. 133: 173–85. doi:10.1016/S0079-6123(01)33013-3. ISBN 9780444505484. PMID 11589129.
7. Sawai N, Iijima N, Takumi K, Matsumoto K, Ozawa H (septembar 2012). "Immunofluorescent histochemical and ultrastructural studies on the innervation of kisspeptin/neurokinin B neurons to tuberoinfundibular dopaminergic neurons in the arcuate nucleus of rats". Neuroscience Research. 74 (1): 10–6. doi:10.1016/j.neures.2012.05.011. PMID 22691459.
8. Mano-Otagiri A, Nemoto T, Sekino A, Yamauchi N, Shuto Y, Sugihara H, Oikawa S, Shibasaki T (septembar 2006). "Growth hormone-releasing hormone (GHRH) neurons in the arcuate nucleus (Arc) of the hypothalamus are decreased in transgenic rats whose expression of ghrelin receptor is attenuated: Evidence that ghrelin receptor is involved in the up-regulation of GHRH expression in the arc". Endocrinology. 147 (9): 4093–103. doi:10.1210/en.2005-1619. PMID 16728494.
9. Baltatzi M, Hatzitolios A, Tziomalos K, Iliadis F, Zamboulis C (septembar 2008). "Neuropeptide Y and alpha-melanocyte-stimulating hormone: interaction in obesity and possible role in the development of hypertension". International Journal of Clinical Practice. 62 (9): 1432–40. doi:10.1111/j.1742-1241.2008.01823.x. PMID 18793378.
10. Carlson, Neil R. (2012). Physiology of Behavior Books a La Carte Edition (11th izd.). Boston: Pearson College Div. ISBN 978-0-205-23981-8.
11. Arora S, Anubhuti (decembar 2006). "Role of neuropeptides in appetite regulation and obesity--a review". Neuropeptides. 40 (6): 375–401. doi:10.1016/j.npep.2006.07.001. PMID 16935329.
12. Riediger T, Traebert M, Schmid HA, Scheel C, Lutz TA, Scharrer E (maj 2003). "Site-specific effects of ghrelin on the neuronal activity in the hypothalamic arcuate nucleus". Neuroscience Letters. 341 (2): 151–5. doi:10.1016/S0304-3940(02)01381-2. PMID 12686388.
13. Schaeffer M, Langlet F, Lafont C, Molino F, Hodson DJ, Roux T, Lamarque L, Verdié P, Bourrier E, Dehouck B, Banères JL, Martinez J, Méry PF, Marie J, Trinquet E, Fehrentz JA, Prévot V, Mollard P (januar 2013). "Rapid sensing of circulating ghrelin by hypothalamic appetite-modifying neurons". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (4): 1512–7. Bibcode:2013PNAS..110.1512S. doi:10.1073/pnas.1212137110. PMC 3557016. PMID 23297228.

Dopunska literatura

• Kawano H, Daikoku S (maj 1988). "Somatostatin-containing neuron systems in the rat hypothalamus: retrograde tracing and immunohistochemical studies". The Journal of Comparative Neurology. 271 (2): 293–9. doi:10.1002/cne.902710209. PMID 2897982.
• Cone RD (maj 2005). "Anatomy and regulation of the central melanocortin system" (PDF). Nature Neuroscience. 8 (5): 571–8. doi:10.1038/nn1455. PMID 15856065.
• Abizaid A, Horvath TL (august 2008). "Brain circuits regulating energy homeostasis". Regulatory Peptides. 149 (1–3): 3–10. doi:10.1016/j.regpep.2007.10.006. PMC 2605273. PMID 18514925.

Šablon:Međumozak