Droga siatkówkowo-podwzgórzowa

Droga siatkówkowo-podwzgórzowa
Droga siatkówkowo-podwzgórzowa przekazuje informacje o poziomach światła z oczu do podwzgórza
Szczegóły
Identyfikatory
łacina	tractus retinohypothalamicus
TA98	A14.1.08.960
TA2	5768
FMA	77010
Terminologia anatomiczna

W neuroanatomii przewód siatkówkowo - podwzgórzowy ( RHT ) jest fotową nerwową ścieżką wejściową zaangażowaną w rytmy okołodobowe ssaków . Pochodzenie układu siatkówkowo-podwzgórzowego to wewnętrznie światłoczułe komórki zwojowe siatkówki (ipRGC), które zawierają fotopigment melanopsynę . Aksony ipRGC należące do układu siatkówkowo-podwzgórzowego wystają bezpośrednio, monosynaptycznie, do jąder nadskrzyżowaniowych (SCN) poprzez nerw wzrokowy i skrzyżowanie nerwów wzrokowych . Jądra nadskrzyżowaniowe odbierają i interpretują informacje o świetle otoczenia, ciemności i długości dnia, ważne w porywaniu „ zegara biologicznego”. Mogą koordynować obwodowe „zegary” i kierować szyszynką w celu wydzielania hormonu melatoniny .

Struktura

Układ siatkówkowo-podwzgórzowy składa się z komórek zwojowych siatkówki . Odrębna populacja komórek zwojowych, znana jako wewnętrznie światłoczułe komórki zwojowe siatkówki (ipRGC), jest krytycznie odpowiedzialna za dostarczanie do mózgu sygnałów wzrokowych, które nie tworzą obrazu. Tylko około dwóch procent wszystkich komórek zwojowych siatkówki to ipRGC, których ciała komórkowe znajdują się głównie w warstwie komórek zwojowych (a niektóre są przemieszczone w wewnętrznej warstwie jądrowej siatkówki). Fotopigment melanopsyny jest obecny na dendrytach ipRGC, dając wrażliwość ipRGC na światło przy braku wejścia pręcika lub stożka. Dendryty rozprzestrzeniają się na zewnątrz od ipRGC w wewnętrznej warstwie splotowatej. Te dendryty mogą również odbierać więcej sygnałów kanonicznych z reszty neuroretiny. Sygnały te są następnie przenoszone przez nerw wzrokowy , który wystaje do jądra nadskrzyżowaniowego (SCN), przedniego obszaru podwzgórza, obszaru zaskrzyżowaniowego i bocznego podwzgórza. Jednak większa część RHT kończy się na SCN.

neuroprzekaźniki

glutaminian

glutaminianu w RHT mierzy się za pomocą immunoreaktywności. Zakończenia nerwów siatkówki wykazują znacznie wyższą zawartość immunoreaktywności glutaminianu niż dendryty postsynaptyczne i zakończenia niesiatkówkowe. Wyższa immunoreaktywność w terminalach pokazuje, że jest łatwo dostępna przed transmisją i jest zużywana, gdy sygnały elektryczne przemieszczają się wzdłuż RHT. Wykazano, że synapsa glutaminianu do SCN powoduje przesunięcia fazowe w rytmach okołodobowych, omówione bardziej szczegółowo później.

Polipeptyd aktywujący cyklazę adenylanową przysadki mózgowej (PACAP)

Polipeptyd aktywujący cyklazę adenylanową przysadki mózgowej (PACAP) jest przechowywany i przekazywany razem z glutaminianem w zakończeniach siatkówki. Ponad dziewięćdziesiąt procent wszystkich włókien wystających RHT do sklepu SCN PACAP. Białe światło indukuje aktywację komórek zwojowych zawierających PACAP. Pozwala to na niższe stężenie SCN w ciągu dnia i wyższe w nocy, ponieważ ludzie są bardziej narażeni na światło w ciągu dnia i mają większą stymulację nerwu wzrokowego.

Wpływ na rytmy okołodobowe

Podsumowanie wszechobecnych efektów światła

SCN podwzgórza zawiera endogenny rozrusznik serca, który reguluje rytmy okołodobowe. Stwierdzono, że zeitgeber ma najgłębszy wpływ na SCN jest światło, które jest formą stymulacji, której konwersja jest konieczna, aby mogła zostać przetworzona przez mózg . Neuroprzekaźniki, które przemieszczają się po RHT, są odpowiedzialne za dostarczenie tej wiadomości do innych części mózgu. W przypadku uszkodzenia tej ważnej ścieżki mogą wystąpić zmiany w rytmach okołodobowych, w tym przesunięcia fazowe. Badania przeprowadzone na szczurach pokazują, że nawet przy silnie zdegenerowanych fotoreceptorach (ślepe, bez postrzegania światła widzialnego) mają zdolność do wejścia w cykl światło/ciemność, ponieważ mają nienaruszone RHT.

Przeprowadzono badanie w celu zaobserwowania różnic w trzech grupach szczurów Sprague-Dawley: tych, którym część szlaku RHT została przecięta, gdy był dorosły (AE), tych, którym część szlaku została wycięta w ciągu 24 godzin od urodzenia ( NE) i grupę kontrolną. Dalszy rozwój mózgów osób z grupy NE wykazał, że dwa jądra nadskrzyżowaniowe (SCN) mają prawie równe dane wejściowe wkrótce po przecięciu szlaku. Wykazano, że drastycznie spowalnia to ponowną synchronizację wewnętrznych rytmów biologicznych z zewnętrznymi sygnałami czasowymi, głównie światłem. Szczury w grupach AE i NE podobnie zmniejszały ilość przyjmowanych płynów podczas badania w godzinach, w których były wystawione na stałe światło. Może to wskazywać, że na spożycie wody ma wpływ liczba połączeń w tym szlaku i wpływa na dalszy rozwój innych części mózgu, które są zależne od światła.