slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Funkcionális neuroanatómia 5 . A táplálékfelvétel, a só- és vízháztartás neuroanatómiája PowerPoint Presentation
Download Presentation
Funkcionális neuroanatómia 5 . A táplálékfelvétel, a só- és vízháztartás neuroanatómiája

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 85

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


  • 118 Views
  • Uploaded on

Funkcionális neuroanatómia 5 . A táplálékfelvétel, a só- és vízháztartás neuroanatómiája. 2011 - Neuromorfológia PhD program. food intake. receptors gastrointestinal brain. food intake. receptors gastrointestinal brain humoral inputs NTS / AP hypothalamic.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Funkcionális neuroanatómia 5 . A táplálékfelvétel, a só- és vízháztartás neuroanatómiája' - phyllis-weeks


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Funkcionális neuroanatómia

5.

A táplálékfelvétel, a só- és vízháztartás neuroanatómiája

2011 - Neuromorfológia PhD program

slide2

food intake

receptors

gastrointestinal

brain

slide3

food intake

receptors

gastrointestinal

brain

humoral inputs

NTS / AP

hypothalamic

slide5

CIRCUMVENTRICULAR ORGANS

subfornical organ

area postrema

OVLT

arcuate nucleus

subcommissural organ

slide6

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.

slide8

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.

slide10

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.

slide11

vHC

LV

vHC

vHC

LV

III.

III.

LV

rat

human

slide18

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

slide19

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

slide20

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

slide21

food intake

receptors

gastrointestinal

brain

humoral inputs

NTS / AP

hypothalamic

neuronal pathways

vagal afferents

slide23

NEURONAL INPUTS

- to the NTS

- vagal inputs (from the stomach and the duodenum)

- taste signals (facial and glossopharyngial)

slide24

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.

slide25

Human brain-040611 / fig10b-071031.jpg

Phd 0500602 Neuropeptidek 43. dia

slide26

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

slide27

food intake

receptors

gastrointestinal

brain

humoral inputs

NTS / AP

hypothalamic

neuronal pathways

vagal afferents

NTS – ascending

slide28

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

slide31

Human brain-040611 / fig10b-071031.jpg

Phd 0500602 Neuropeptidek 43. dia

slide32

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

slide33

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.

slide34

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.

slide35

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.

slide36

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

slide50

food intake

receptors

gastrointestinal

brain

humoral inputs

NTS / AP

hypothalamic

neuronal pathways

vagal afferents

NTS – ascending

hypothalamic circuits

slide51

INTRAHYPOTHALAMIC NEURONAL CIRCUITS

- arcuate – PVN projection

- arcuate – dorsolateral hypothalamic projections

- intraarcuate interactions

- intrahypothalamic orexin projections

slide52

NEUROPEPTIDE Y (NPY)

- NPY is the most potent orexigenic agent known

- NPY neurons in the arcuate nucleus co-express AgRP

- arcuate preproNPY mRNA level is increased by food deprivation

- arcuate NPY cells express leptin receptors (Ob-Rb form)

- expression of NPY mRNA in the arcuate nucleus is inhibited by leptin and insulin

- the appetite-promoting effect of NPY is mediated by NPY Y5 receptors

- glucose, as well as carbohydrate-reach meal causes rapid increase in NPY level and NPY mRNA expression in the arcuate nucleus

- 2-deoxy-glucose, which blocks glucose utilization stimulates the expression and production of NPY in the arcuate nucleus

AGOUTI-RELATED PEPTIDE (AgRP)

- AgRP-NPY neurons in the arcuate nucleus project to the paraventricular and dorsomedial nuclei, act on MCR4 receptors to increase feeding

- AgRP injections into the paraventricular nucleus result in a long-lasting food intake

- leptin inhibits AgRP expression in arcuate neurons

- AgRP blocks the inhibitory action of POMC on food intake

- AgRP binds to MC4 receptors and antagonize the action of α-MSH

slide53

PRO-OPIOMELANOCORTINS (POMC)

- leptin stimulates POMC expression in the arcuate nucleus

- POMC and leptin receptors are co-expressed in arcuate neurons

- POMC is co-expressed with CART peptide

- α-MSH released from arcuate POMC axons in the paraventricular nucleus exerts anorexic effects by acting on MC4 receptors

CART (cocaine- and amphetamine-regulated trascript) PEPTIDE

- CART mRNA expression is down-regulated in food-deprived rats

- I.c.v. given CART inhibits food intake

- CART peptide blocks the feeding response induced by NPY

- CART cells in the arcuate nucleus express leptin receptors

- CART expression in the arcuate nucleus is stimulated by leptin

slide54

OREXINS (HYPOCRETINS)

- orexin enhances food intake when injected into the hypothalamus

- orexin levels are markedly elevated during starvation and decrease by refeeding

- food deprivation (48 h) upregulates prepro-orexin mRNA levels in the hypothalamus

- orexin expression is blocked by leptin

- orexin cells are innervated by arcuate NPY and POMC fibers

- orexin-1 receptors are present in the ventromedial, orexin-2 receptors in the paraventricular nucleus

slide55

MELANIN CONCENTRATING HORMONE (MCH)

- MCH has a stimulatory effect on feeding: i.c.v. given MCH increases food intake

- MCH expression is inhibited by leptin

- MCH neurons co-express leptin receptors

- there are abundant NPY terminals of arcuate origin on MCH neurons

slide56

GALANIN

- endogenous galanin contributes to the natural appetite for fat

- central administration of galanin produces a strong feeding response

- leptin and insulin inhibit galanin mRNA expression

- galanin is present in the paraventricular and arcuate nuclei and in the lateral hypothalamus

slide57

CART (cocaine- and amphetamine-regulated trascript) PEPTIDE

- CART mRNA expression is down-regulated in food-deprived rats

- I.c.v. given CART inhibits food intake

- CART peptide blocks the feeding response induced by NPY

- CART cells in the arcuate nucleus express leptin receptors

- CART expression in the arcuate nucleus is stimulated by leptin

slide58

UROCORTINS

- urocortin III. neurons are located in the dorsomedial

hypothalamus with ventromedial projections

- urocortin III. neurons here co-express enkephalin

- neurons here contain leptin receptors (Ob-Rb receptors)

- neurons here are activated by leptin (c-fos expression)

- urocortin III. acts on CRH2 receptors in theventromedial nucleus

- urocortin acts as endogenous activators of anorexia. Its anorexic effect appears to be more potent than that of CRH

slide59

PARAVENTRICULAR NUCLEUS

- lesioning of the nucleus induces hyperphagia

- hypoglycemia increases c-fos and CRH mRNA expressions in the nucleus

- paraventricular CRH increases sympathetic output and results in a long-lasting reduction of food intake (anorexic effect)

- leptin activates neurons innervating the paraventricular nucleus

- CRH2 receptors mediate the inhibitory effect on feeding

slide60

STIMULATION OF FOOD INTAKE

OREXIGENIC PEPTIDES

INHIBITION OF FOOD INTAKE

ANOREXIGENIC PEPTIDES

neuropeptide Y (NPY)

agouti-related peptide (AgRP)

orexins (hypocretins)

melanin concentrating hormone (MCH)

galanin

β-endorphin

dynorphins

POMC (especially a-MSH)

CART peptide

corticotropin releasing hormone (CRH)

urocortin III

cholecystokinin (CCK)

glucagon-like peptide (GLP-1)

PrRP

CGRP

amylin

ENDOCANNABINOIDS

slide61

ENDOCANNABINOIDS

- both peripheral and central administrations of anandamide stimulate food intake

- anandamide and 2-arachidonoyl-glycerol (2-AG) levels in the hypothalamus are reduced by leptin

- CB1 receptor antagonist, SR141716 suppresses appetite, reduces food intake and body weight

- endogenous cannabinoid system may modulate the appetitive value of the food by affecting the activity of brain reward systems

- high concentration of CB1 mRNA in the hypothalamic ventromedial nucleus

- 2-AG is present in hypothalamic areas involved in feeding

- CB1 receptor KO mice eat less and loose body weight

- CB1 receptor KO mice show increased CRH mRNA in the paraventricular nucleus and reduced CART mRNA levels in the dorsolateral hypothalamus

slide62

ANANDAMIDE

1hpost mortem

slide64

INTRAHYPOTHALAMIC NEURONAL CIRCUITS

- arcuate – PVN projection

- arcuate – dorsolateral hypothalamic projections

- intraarcuate interactions

- intrahypothalamic orexin projections

slide65

food intake

receptors

gastrointestinal

brain

humoral inputs

NTS / AP

hypothalamic

neuronal pathways

vagal afferents

NTS – ascending

hypothalamic circuits

neuronal outputs

slide69

CRH

LH-RH

SOM

GH-RH

slide71

Hypothalamo-hypophysis rendszer

Két részből, a nagysejtes hypothalamo-neurohypophysealis és a kissejtes tubero-infundibuláris rendszerből tevődik össze. A nagysejtes supraopticus és paraventriculáris neuronok vasopressint és oxytocint termelnek, axonjaik jelentős része (a supraopticus esetében az összes) a neurohypophysisben végződnek, ami quasi raktára a vasopressinnek és az oxytocinnak. A tubero-infundibuláris neuronok a hypophysis elülső részében levő endokrin sejtek neurohormonjaik termelésének szabályozását és felszabadításukat (release-t) végzik. A hypothalamus különböző részeiben termelődő neurohormonok nem közvetlen úton, hanem neurohumorális transzport révén jutnak a hypophysisbe: axonjaik az eminentia mediana vér-agy gát-mentes kapillárisaiba ürítik szállított termékeiket, melyek a portális erek révén jutnak a hypophysis elülső lebenyébe.

slide72

Hypothalamus szerepe a só- és vízháztartás szabályozásában

A vasopressin a magnocellularis paraventricularis és supraopticus magokban termelődik. A vasopressint korábban antidiureticus hormonként (ADH) írták le, és ez az elnevezés ma is használatos a klinikumban. A vasopressin szintézisében és a neurohypophysisbe juttatásában, illetve az onnan történő felszabadításában két másik hormon az angiotensin II, és atrialis natriureticus hormon visz szerepet. Az előző a vesében termelődő renin-angiotensin rendszer aktív tagja, mely a vér-agy-gát-mentes subfornicalis szerven keresztül jut be az agyba, míg az utóbbit a preopticus area neuronjai termelik.

slide73

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.

slide74

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.

slide83

NUCLEUS ACCUMBENS

- the nucleus accumbens has been shown to be particularly involved in mediating the affective response to food

- lesions of the accumbens nucleus do not reduce food intake, it might be involved in the rewarding aspects of feeding

- feeding responses can be elicited following direct administration of opiates, m- and d-selective opioid receptor agonists into the shell portion of the nucleus

- microinjections of GABAA agonist muscimol into the accumbens nucleus exhibit feeding response, activate hypothalamic orexin neurons and inhibit POMC neurons

- the nucleus contains high levels of MCH and cannabinoid receptor mRNA