słowa kluczowe

SIDS; ME5; hipokamp; fazy snu; SIUDS; smoczek; SUDC

wprowadzenie

stosowanie smoczka i ssanie Nie-odżywcze

ssanie Nie-odżywcze jest normalnym zachowaniem płodu i noworodka. Smoczki (znane również jako manekiny) są używane do spełnienia tego wrodzonego pragnienia od ponad 2000 lat . Te makiety sutków mogą ukoić lub uspokoić Niemowlęta i są również przydatne podczas drobnych zabiegów medycznych . Na przykład wykazano, że ssanie smoczka zmniejsza płacz u małych niemowląt poddawanych wkłuciu dożylnemu . W 1979 roku postulowano, że stosowanie smoczka może zmniejszyć ryzyko zespołu nagłej śmierci niemowląt (SIDS) w czasie, gdy SIDS był związany z bezdechem sennym. Chociaż związek ten został obalony, istnieją silne i spójne dowody na to, że mniej niemowląt z SIDS używa smoczka podczas snu w nocy niż niemowląt z kontrolą dopasowaną do wieku . Mechanizmy, w których smoczki zapewniają ochronę przed SIDS, pozostają niejasne, chociaż zaproponowano dwa mechanizmy. Po pierwsze, Ochrona może być związana z wpływem na kontrolę autonomiczną . Po drugie, smoczki mogą zwiększać pobudzenie ze snu .

Me5

przedmiotem naszych badań jest mezencephalic trigeminal nucleus (Me5), unikalne tworzenie nerwów w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN), ponieważ jest to jedyne miejsce zwojów śródnaukowych. Oznacza to, że zawiera ciała komórkowe pierwotnych neuronów czuciowych aferentnych. Ten wąski pas komórek przechodzi bezpośrednio obok periaqueduct szary (PAG) i rozciąga się od granicy między pons Varolii i śródmózgowia do superior colliculus (górna granica śródmózgowia). Jego dolna granica jest rostralna do jądra trójdzielnego motorycznego (Mo5). Obok Me5, bardziej przyśrodkowo i przed czwartą komorą znajduje się locus coeruleus, główne źródło włókien noradrenergicznych w układzie nerwowym. LC i Me5 są blisko spokrewnione we wczesnym rozwoju; LC jest ważne w różnicowaniu neuronów Me5, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania LC .

Me5 jest całkowicie otoczony siateczkową formacją (RF), a jego część ogonowa jest jego rdzeniem składającym się z małych, wielobiegunowych, wrzecionowatych komórek ergicznych kwasu gamma-aminomasłowego (GABA), które są rostralne do Mo5 i które oznaczamy jako Me5c (część ogonowa jądra trójgłowego mezencephalicznego). Natomiast część rostralna znajduje się w śródmózgowiu i składa się z dużych pseudo-unipolarnych komórek glutaminergicznych bez dendrytów .

komórki Me5 mają połączenia szczelinowe, które tworzą synapsy somatyczno-somatyczne wśród małych grup neuronów . Każdy neuron jest prawie całkowicie pokryty procesami, które promieniują z dwóch lub więcej astrocytów (Zwykle astrocyty obejmują więcej neuronów) . Gałęzie obwodowe neuronów jądra trójdzielnego mezencephalic głównie unerwiają mechanoreceptory w więzadle przyzębia. Receptory te są niezwykle wrażliwe na ruch mięśni dźwigowych w szczęce; są aktywowane przez proste dotknięcie zębów, potrzebna jest tylko bardzo mała siła (1N i 4N odpowiednio w zębach przednich i tylnych). Ponadto ME5 przyzębia mechanoreceptory maja „ogień” w przypadku braku bodźców . Centralne gałęzie przechodzą do motorycznego jądra trójdzielnego, siateczkowego obszaru parwokomórkowego i grzbietowo-bocznego śródmózgowia RF (jądra grzbietowego i bocznego jądra grzbietowego tegmentum). Kiedy schodzą przez most Varolio jako „odcinek Probst”, przechodzą przez grzbietowo-boczną żarówkę na poziomie jądra grzbietowego nerwu błędnego, przechodzą do bocznego pola nakrywkowego i kończą się w rdzeniu kręgowym na poziomie jądra ogoniastego trójdzielnego do C1/C3 . Przechodząc przez duże neurony Jądra Probst, znajdujące się brzusznie do samotnego przewodu, docierają do jądra hipoglikemicznego, głównego jądra czuciowego i ogoniastego, jądra samotnego i ostatecznie jądra ponad-trójdzielnego . Komórki nerwowe śródmózgowia RF, w szczególności te z DRN i LDT, zarówno bezpośrednio, jak i przez wzgórze, wysyłają szerokie specyficzne projekcje do całej kory mózgowej i stanowią część wstępującego systemu aktywatora siateczkowego (ARAS). Me5 dostarcza sygnał glutaminergiczny do Mo5 poprzez duże pseudo-jednobiegunowe neurony i sygnał Gabaergiczny z małych neuronów Me5c (ryc. 1).

Rysunek 1 Budowa anatomiczna śródmózgowia.

wzorce snu niemowląt

przed i bezpośrednio po urodzeniu sen jest zasadniczo tylko snem o szybkim ruchu oka (REM), ale czas snu bez REM (NREM) szybko wzrasta od pierwszego miesiąca życia. Rzeczywiście, sen niemowlęcia jest dokładniej scharakteryzowany jako „Stany behawioralne” zwane cichym snem (QS, co odpowiada snowi NREM), aktywnym snem (AS, co odpowiada snowi REM), nieokreślonym snem (IS) i czuwaniem (W, aktywnym lub cichym). Noworodek nie rozróżnia dnia i nocy, a 25-godzinny rytm snu noworodka jest niezależny od środowiska i regulowany tylko przez wewnętrzne potrzeby, takie jak głód i pragnienie.

Sen występuje, gdy VLPO i MNPO podwzgórza przekazują GABA i galaninę na swoje cele pnia mózgu, w szczególności te w ARAS (DRN, LC, TMN itp.). Zmniejsza się produkcja acetylocholiny, dopaminy, histaminy, serotoniny i oreksyny, a także hamuje przywspółczulne jądra i LC, które dostarczają noradrenalinę współczulnym neurom preganglionicznym kręgosłupa.

hipoteza

dziecko zaczyna spać, co wymaga, aby jądra VLPO i MNPO uwalniały GABA do pnia mózgu i podwzgórza.

Kiedy GABA dociera do komórek docelowych, są one hamowane, ponieważ różnica potencjału błonowego jest wysoce ujemna po wejściu chlorku. Hamowanie to zapobiega uwalnianiu neuroprzekaźników i aktywności krytycznych białek (np. transportera dopaminy lub monoaminooksydazy). Dlatego wyniki autopsji niemowląt z SIDS prawdopodobnie wykazują niedobór tych białek. Ich niedobór jest prawdopodobnie skutkiem SIDS, a nie przyczyną. W pewnym momencie snu, gdy poziom GABA wzrasta i wiele komórek jest hamowanych, aktywowany jest wewnętrzny mechanizm pnia mózgu. Me5 składa się głównie z pseudo-jednobiegunowych komórek, ale jego zakończenie ogonowe (Me5c) składa się z małych wielobiegunowych komórek, które są zazwyczaj GABAergiczne. Ponieważ znajdują się naprzeciwko Mo5, są zwykle hamowane w warunkach spoczynku. Kiedy GABA uwalniany z podwzgórza hamuje komórki Me5c, to ME5 hamuje MO5 jest podnoszony. Mięśnie żucia kurczą się, a zęby dotykają, co aktywuje Me5 i powoduje uwalnianie glutaminianu do jąder ARAS, PAG i przywspółczulnych. Wynikiem netto jest tłumienie hamujących efektów GABA. W tych warunkach niektóre komórki nerwowe obumierają i aktywują komórki glejowe, które uwalniają IL1 beta i prostaglandyny, które zwiększają poziom substancji P. Zdarzenia te są prawdopodobnie częste, ale rzadko kończą się zgonem; mogą jednak wpływać na rozwój niemowlęcia i prawdopodobnie prowadzić do skrajnego osłabienia „systemu pnia mózgu”, z wieloma jądrami i komórkami, które nie funkcjonują prawidłowo. W tym scenariuszu dziecko może mieć dużą „wrażliwość” na wiele czynników, które normalnie nie są śmiertelne, ale mogą się tak stać ze względu na osłabienie systemu w tym czasie (np. długie QT, trywialne infekcje itp.).

w tym kontekście spodziewamy się gliozy; leukomalacji; hipoplazji mózgu; zwiększonego poziomu substancji P; i obniżone poziomy serotoniny, dopaminy,acetylocholiny, noradrenaliny, histaminy i oreksyny.

jednym z ważnych czynników jest pozycja snu. W pozycji leżącej każdy oddech wymaga większej pracy, aby powiększyć klatkę piersiową, która zawiera kręgosłup, płuca i serce. U noworodka struktury te ważą ~0,5 kg całkowitej masy 3-4 kg. Jest podobny do dorosłego samca o wadze 80 kg, który śpi na plecach z ~10 kg wagi na klatce piersiowej. Gdy ciężar układu oddechowego nie jest wspierany przez niektóre neuroprzekaźniki, w szczególności serotoninę, może dojść do śmierci. Smoczek jest w stanie aktywować Me5, który następnie uwalnia glutaminian na jądra Arasu i jego cele, zapobiegając w ten sposób nadmiernemu przekazywaniu Gabaergicznemu i osłabieniu pnia mózgu.”

wnioski

Nasz model etio-patogenezy zawiera wiele aspektów zgodnych z charakterystyką SIDS. W szczególności wyjaśnia, dlaczego stosowanie smoczka może zapobiegać SIDS. Podkreśla również, dlaczego zaburzenia neurotransmisji są szczególnie niebezpieczne podczas snu. W szczególności, może wyjaśnić większość wyników autopsji w hipokampie niemowląt z SIDS . Potwierdzają to badania na zwierzętach, w których obustronne uszkodzenie włókien Me5 doprowadziło do podobnego uszkodzenia zakrętu zębatego hipokampa .

Zakładamy, że nieprawidłowości stwierdzone w mózgu SIDS nie są wynikiem intymnej relacji między Me5 a hipokampem; są raczej spowodowane zmianami w śnie REM spowodowanymi dysfunkcją Me5 . Po urodzeniu neurony muszą reagować na swoje potrzeby poprzez pełną ekspresję odpowiednich genów, ale system ten może zawieść, zwłaszcza w kontekście problemów środowiskowych, takich jak dym papierosowy lub spanie w pozycji leżącej. Czynniki te sprawiają, że oddychanie jest trudniejsze i mniej wydajne, zarówno poprzez ponowne wprowadzenie emitowanego dwutlenku węgla, jak i utrudnianie rozszerzania się klatki piersiowej. Może to uniemożliwić dojrzewanie ważnych struktur śródmózgowia i prowadzić do SIDS.

konflikt interesów

autorzy oświadczają, że badania zostały przeprowadzone przy braku jakichkolwiek relacji handlowych lub finansowych, które mogłyby być interpretowane jako potencjalny konflikt interesów.

Etyka

badania przedstawione w manuskrypcie nie dotyczą ludzi ani zwierząt.

1. S Afr Med J 45: 237-240.
2. Zempsky WT, Cravero JP (2004) American Academy of Pediatrics Committee on Pediatric Emergency Medicine and Section on Anesthesiology and Pain Medicine. Łagodzenie bólu i niepokoju u pacjentów pediatrycznych w ratownictwie medycznym. Pediatrics 114: 1348-1356.
3. Curtis SJ, Jou H, Ali s, Vandermeer B, Klassen t (2007) randomizowane kontrolowane badanie sacharozy i/lub smoczka jako analgezji u niemowląt otrzymujących wkłucie dożylne w pediatrycznym oddziale ratunkowym. BMC Pediatr 7: 27.
4. Cozzi F, Albani R, Cardi e (1979) a common patho-physiology for sudden Cottage death and sleep apnoea. „The vacuum-glosso-ptosis syndrome”. MedHypotheses 5: 329-338.
5. Yiallourou SR, Poole H, Prathivadi P, Odoi a, Wong FY, et al. (2014) wpływ stosowania smoczka/smoczka na ciśnienie krwi niemowląt i aktywność autonomiczną podczas snu. Sen Med 15: 1508-1516.
6. Franco P, Scaillet S, Wermenbol V, Valente F, Groswasser J, et al. (2000) wpływ smoczka na pobudzenie niemowląt ze snu. J Pediatr 136: 775-779.
7. Hanzer m, Zotter H, Sauseng w, Pfurtscheller K, Müller W, et al. (2009) stosowanie smoczka nie zmienia częstotliwości ani czasu trwania spontanicznego pobudzenia u śpiących niemowląt. Sen Med 10: 464-470.
8. Espana A, Clotman F (2012) one cut factors control development of the locus coeruleus and of the mesencephalic trigeminal nucleus. Mol Cell Neurosci 50: 93-102.
9. Morgane PJ, Jacobs MS (1979). Brain Res Bull 4: 519-534.
10. Hayar a, Poulter MO, Pelkey K, Feltz P, Marshall KC (1997) Mesencephalic trigaminal neuron responses to gamma-aminomasłowy acid. Mózg Res 753: 120 -127.
11. Copray JC, Liem RS (1993) Survival and neurite formation of mesencephalic trigeminal neurones of the rat in vitro. Arch Oral Biol 38: 547-557.
12. Rokx JT, Juch PJ, Van Willigen JD (1985) On the bilateral innervation of masticatory muscles: a study with retrograde tracers. J Anat 140: 237-243.
13. Paik SK, Kwak MK, Ahn DK, Kim YK, Kim DS i in. (2000) Ultrastructure of jaw muscle spindle afferents within the rat trigeminal mesencephalic nucleus. Neuroreport 16: 1561-1564.
14. Lazarov NE (2000) the mesencephalic trigeminal nucleus in the cat. Adv Anat Embriol Cell Biol 153: 1-103.
15. Henderson G, Pepper CM, Shefner SA (1982) Electrophysiological properties of neurons contained in the locus coeruleus and mesencephalic nucleus of the trigeminal nerve in vitro. Exp Brain Res 45: 29-37.
16. Curti S, Hoge G, Nagy JI, Pereda AE (2012) synergia między sprzężeniem elektrycznym a właściwościami membrany sprzyja silnej synchronizacji neuronów jądra trójdzielnego mezencephalic. J Neurosci 32: 4341-4359.
17. Liem RS, Copray JC, Van Willigen JD (1991) Ultrastructure of the rat mesencephalic trigeminal nucleus. Acta Anat (Basel) 140: 112-119.
18. Trulsson m (2006)sensoryczno-motoryczna funkcja ludzkich mechanoreceptorów przyzębia. J Oral Rehabil 33: 262-273.
19. Trulsson m (2007) Siła kodowana przez ludzkie mechanoreceptory przyzębia podczas żucia. Arch Oral Biol 52: 357-360.
20. Trulsson m, Gunne HSJ (1998) food-holding and biting behavior in human subjects laiding periodontal receptors. J Dent Res 77: 574-582.
21. Trulsson m, Johansson RS, Olsson KA (1992) Directional sensitivity of human periodontal mechanoreceptive afferents to forces applied to the teeth. J Physiol 447: 373-389.
22. Rokx JT, Juch PJ, Van Willigen JD (1986) Arrangement and connections of mesencephalic trigeminal neurons in the rat. Acta Anat (Bazylea) 127: 7-15.
23. Matsushita m, Okado N, Ikeda m, Hosoya Y (1981) Badanie techniką peroksydazy chrzanowej. J Comp Neurol 196: 173-187.
24. Sirkin DW, Feng AS (1987) autoradiographic study of descending pathways from the pontine reticular formation and the mesencephalic trigaminal nucleus in the rat. J Comp Neurol 256: 483-493.
25. Nieuwenhuys R, Voogd JD, Van Huijzen C (2008). The Human central nervous system. New York: Springer.
26. Matesz C (1981) Peripheral and central distribution of fibres of the mesencephalic trigeminal root in the rat. Neurosci Lett 27: 13-17.
27. Kolta a, Westberg KG, Lund JP (2000) Identification of brainstem interneurons projecting to the trigeminal motor nucleus and adjacent structures in the rabbit. J Chem Neuroanat 19: 175-195.
28. Hayar a, Poulter MO, Pelkey K, Feltz P, Marshall KC (1997) Mesencephalic trigaminal neuron responses to gamma-aminomasłowy acid. Brain Res 753: 120-127.
29. Meier-Koll a (1979) Interactions of endogenic rhythms during postnatal development. Obserwacje zachowania i badania poligraficzne u jednego normalnego niemowlęcia. Int J Chronobiol 6: 179-189.
30. Kinney HC, Cryan JB, Haynes RL, Paterson DS, Haas EA, et al. (2015) dentate gyrus nieprawidłowości w nagłej niewyjaśnionej śmierci u niemowląt: marker morfologiczny podstawowej podatności mózgu. Acta Neuropathol 129: 65-80.
31. Ishii T, Suenaga R, Iwata w, Miyata R, Fujikawa R, et al. (2010) obustronne zmiany jądra SENSORYCZNEGO mezencephalic trigeminal stymulują neurogenezę hipokampa, ale prowadzą do poważnych deficytów resetowania pamięci przestrzennej. Brain Res 1342: 74-84.
32. Lopez J, Roffwarg HP, Dreher a, Bissette G, Karolewicz B, et al. (2008) Rapid eye movement brak snu zmniejsza długoterminową stabilność potencji i wpływa na niektóre białka sygnałowe glutaminergiczne podczas rozwoju hipokampa. Neuroscience 153: 44-53.