nyckelord

SIDS; Me5; Hippocampus; sömnfaser; SIUDS; napp; SUDC

introduktion

Nappanvändning och icke-näringsmässig sugning

icke-näringsmässig sugning är ett normalt foster-och neonatbeteende. Nappar (även kända som dummies) har använts för att uppfylla denna medfödda önskan i över 2000 år . Dessa mock bröstvårtor kan lugna eller lugna spädbarn och är också användbara under mindre medicinska förfaranden . Till exempel visade sig nappsugning minska gråt hos unga spädbarn som genomgick venipunktur . 1979 antogs att nappanvändning kan minska risken för plötsligt spädbarnsdödssyndrom (SIDS) vid en tidpunkt då SIDS var associerat med sömnapnea. Även om detta förhållande har motbevisats, det finns starka och konsekventa bevis för att färre spädbarn med SIDS använder en napp under nattsömn än åldersmatchade kontrollbarn . Mekanismerna där nappar ger skydd mot SIDS förblir oklara, även om två mekanismer har föreslagits. För det första kan skydd relateras till effekter på autonom kontroll . För det andra kan pacifiers öka upphetsbarheten från sömnen .

Me5

syftet med vår forskning är mesencephalic trigeminal nucleus (Me5), en unik nervbildning i centrala nervsystemet (CNS) eftersom det är den enda platsen för intra-neuraxiella ganglioner. Det vill säga det innehåller cellkropparna hos primära afferenta sensoriska neuroner. Detta smala band av celler passerar omedelbart bredvid periaqueductal grå (PAG) och sträcker sig från gränsen mellan pons Varolii och midbrain till överlägsen colliculus (övre gränsen för midbrain). Dess nedre gräns är rostral till den motoriska trigeminala kärnan (Mo5). Bredvid Me5 är en mer medialt och framför den fjärde ventrikeln locus coeruleus, den huvudsakliga källan till noradrenerga fibrer i nervsystemet. LC och Me5 är intimt relaterade i tidig utveckling; LC är viktigt i differentieringen av Me5-neuroner som är nödvändiga för korrekt LC-funktion .

Me5 är helt omgiven av retikulär bildning (RF), och dess kaudala del är dess kärna bestående av små, multipolära, fusiform gamma-aminosmörsyra (GABA)ergiska celler som är rostral till Mo5 och som vi betecknar som Me5c (caudal del av mesencephalic trigeminal nucleus) . Omvänt sitter rostraldelen i mellanhjärnan och består av stora pseudo-unipolära glutamatergiska celler utan dendriter .

Me5-celler har gapkorsningar som bildar somato-somatiska synapser bland små grupper av neuroner . Varje neuron är nästan helt täckt av processer som strålar ut från två eller flera astrocyter (vanligtvis astrocyter täcker fler neuroner) . De perifera grenarna av mesencefaliska trigeminala kärnneuroner innerverar huvudsakligen mekanoreceptorer i periodontalt ligament. Dessa receptorer är anmärkningsvärt känsliga för rörelse av hissmuskler i käken; de aktiveras genom en enkel beröring av tänderna, endast en mycket liten kraft behövs (1N och 4N i de främre tänderna respektive bakre tänderna) . Dessutom kan ME5 periodontala mekanoreceptorer av maj ”elda” i frånvaro av stimuli . De centrala grenarna går till den motoriska trigeminala kärnan, retikulärt parvocellulärt område och dorsolateral MITTHJÄRNA RF (dorsal raphe nucleus och lateral dorsal nucleus of the tegmentum ) . När de går ner genom varolios bro som ”Probst-sträckan” korsar de den dorsolaterala glödlampan vid nivån av vagusnervens dorsala kärna, passerar in i det laterala tegmentala fältet och avslutas i ryggmärgen vid nivån av caudat trigeminalkärnan upp till C1/C3 . Passerar genom de stora neuronerna i nucleus Probst, som ligger ventralt till ensamkanalen, når de hypoglossalkärnan, trigeminal huvudsensorisk och caudatkärna, ensam kärna och så småningom supra-trigeminalkärnan . Nervcellerna i mitthjärnans RF, särskilt de hos DRN och LDT, både direkt och genom thalamus, skickar utbredda aspecifika projektioner till hela cortex och utgör en del av det stigande retikulära aktivatorsystemet (ARAS). Me5 ger glutamatergisk signalering till Mo5 via sina stora pseudo-unipolära neuroner och Gabaergisk signalering från sina små Me5c-neuroner (Figur 1) .

Figur 1 anatomisk struktur i mellanhjärnan.

spädbarn sömnmönster

före och omedelbart efter födseln är sömn i huvudsak endast snabb ögonrörelse (REM) sömn, men varaktigheten av icke – REM (NREM) sömn ökar snabbt från den första levnadsmånaden. Faktum är att spädbarnssömn karakteriseras mer exakt som” beteendetillstånd ” som kallas tyst sömn (QS, vilket motsvarar NREM-sömn), aktiv sömn (AS, vilket motsvarar REM-sömn), obestämd sömn (IS) och vakenhet (W, aktiv eller tyst). Ett nyfött barn skiljer inte mellan dag och natt, och den 25-timmars nyfödda sömnrytmen är oberoende av miljön och styrs endast av interna behov som hunger och törst.

sömn uppstår när vlpo och mnpo i hypotalamus överför GABA och galanin på deras hjärnstammål, särskilt de i ARAS (DRN, LC, TMN, etc.). Acetylkolin, dopamin, histamin, serotonin och orexinproduktion minskar, och det finns hämning av de parasympatiska kärnorna och LC, vilket ger noradrenalin till sympatiska preganglioniska ryggradsneuroner.

hypotesen

barnet börjar sova, vilket kräver att vlpo-och MNPO-kärnorna släpper GABA till hjärnstammen och hypotalamus.

När GABA når sina målceller hämmas de eftersom membranpotentialskillnaden är mycket negativ efter kloridinträde. Denna hämning förhindrar frisättning av neurotransmittorer och aktiviteten hos kritiska proteiner (t.ex. dopamintransportör eller monoaminoxidas). Därför kommer obduktionsfynd hos spädbarn med SIDS sannolikt att uppvisa bristfälliga nivåer av dessa proteiner. Deras brist är sannolikt en effekt av SIDS snarare än en orsak. Vid en viss punkt under sömnen, när GABA-nivån har ökat och många celler hämmas, aktiveras en inneboende mekanism i hjärnstammen. Me5 består till stor del av pseudo-unipolära celler, men dess kaudala avslutning (Me5c) består av små multipolära celler som vanligtvis är Gabaergiska. Eftersom de ligger mittemot Mo5 hämmas de normalt under viloförhållanden. När GABA frigörs från hypotalamus hämmar Me5c-celler, det Me5 hämning av Mo5 lyfts. Tuggmusklerna dras samman och tänderna berör, vilket aktiverar Me5 och får den att släppa glutamat på Aras-kärnor, PAG-och parasympatiska kärnor. Nettoresultatet är dämpning av de hämmande effekterna av GABA. Under dessa förhållanden dör vissa nervceller och aktiverar gliaceller som frigör IL1 beta och prostaglandiner som ökar substansnivåerna P. Dessa händelser är sannolikt frekventa men slutar sällan med ett dödligt utfall; de kan dock påverka spädbarnsutvecklingen och eventuellt leda till extrem svaghet i ”hjärnstamsystemet”, med många kärnor och celler som inte fungerar ordentligt. I detta scenario kan en baby ha en hög ”känslighet” för många faktorer som normalt är icke-dödliga men kan bli så på grund av systemets svaghet vid den tiden (t.ex. lång QT, triviala infektioner etc.).

i detta sammanhang skulle vi förvänta oss att hitta glios; leukomalacia; hjärnhypoplasi; ökade substansnivåer P; och minskade nivåer av serotonin, dopamin, acetylkolin, noradrenalin, histamin och orexinnivåer.

en viktig faktor är sömnposition. I det benägna läget kräver varje andetag större arbete för att förstora revbenet, som innehåller ryggraden, lungorna och hjärtat. I en nyfödd väger dessa strukturer ~0,5 kg 3-4 kg totalvikt. Det liknar en vuxen man på 80 kg som sover på ryggen med ~10 kg vikt på bröstkorgen. När vikten på andningsorganen inte stöds av vissa neurotransmittorer, särskilt serotonin, kan döden uppstå. Nappen kan aktivera Me5, som sedan frigör glutamat på Aras-kärnor och dess mål, vilket förhindrar överskott av Gabaergisk överföring och hjärnstammens ”svaghet.”

slutsats

vår etio-patogenesmodell innehåller många aspekter som överensstämmer med SIDS egenskaper. Specifikt förklarar det varför nappanvändning kan förhindra SIDS. Det belyser också varför neurotransmission obalans är särskilt farligt under sömnen. I synnerhet kan det förklara de flesta av obduktionsfynden i hippocampus hos spädbarn med SIDS . Detta stöds av djurstudier där bilateral lesion av Me5-fibrer ledde till liknande hippocampal dentate gyrus skada .

vi antar att avvikelser som finns i SIDS-hjärnan inte är ett resultat av det intima förhållandet mellan Me5 och hippocampus; snarare beror de på förändringar i REM-sömn orsakad av ME5-dysfunktion . Vid födseln måste neuroner svara på deras behov genom fullständigt uttryck av lämpliga gener, men detta system kan misslyckas, särskilt i samband med miljöproblem som cigarettrök eller sova i benägen position. Dessa influenser gör andningen svårare och mindre effektiv, antingen genom att återinföra utsläppt koldioxid eller utmanande bröstkorgsutvidgning. Detta kan förhindra mognad av viktiga midbrainstrukturer och leda till SIDS.

intressekonflikt

författarna förklarar att forskningen genomfördes i avsaknad av kommersiella eller finansiella relationer som kan tolkas som en potentiell intressekonflikt.

Etikuttalande

studien som presenteras i manuskriptet involverar inte människor eller djur.

1. Levin S (1971) Dummies. S Afr Med J 45: 237-240.
2. Zempsky WT, Cravero JP (2004) American Academy of Pediatrics Committee on Pediatric Emergency Medicine och avsnitt om anestesiologi och smärtmedicin. Lindring av smärta och ångest hos barn i akutmedicinska system. Pediatrik 114: 1348-1356.
3. Curtis SJ, Jou H, Ali S, Vandermeer B, Klassen T (2007) En randomiserad kontrollerad studie av sackaros och/eller napp som analgesi för spädbarn som får venipunktur i en pediatrisk akutavdelning. BMC Pediatr 7: 27.
4. Cozzi F, Albani R, Cardi E (1979) en vanlig patofysiologi för plötslig barnsäng död och sömn apnoea. ’Vakuum-glosso-ptosis syndrom’. MedHypotheses 5: 329-338.
5. Yiallourou SR, Poole H, Prathivadi P, Odoi A, Wong FY, et al. (2014) effekterna av dummy/nappanvändning på spädbarns blodtryck och autonom aktivitet under sömnen. Sova Med 15: 1508-1516.
6. Franco P, Scaillet S, Wermenbol V, Valente F, Groswasser J, et al. (2000) påverkan av en napp på spädbarns upphetsningar från sömnen. J Pediatr 136: 775-779.Hanzer M, Zotter H, Sauseng W, Pfurtscheller K, m Sacriller W, et al. (2009) Nappanvändning förändrar inte frekvensen eller varaktigheten av spontana upphetsningar hos sovande spädbarn. Sova Med 10: 464-470.
7. Espana a, Clotman F (2012) en skärfaktorer styr utvecklingen av locus coeruleus och den mesencephaliska trigeminalkärnan. Mol Cell Neurosci 50: 93-102.
8. Morgane PJ, Jacobs MS (1979) Raphe projektioner till locus coeruleus i råttan. Brain Res Bull 4: 519-534.
9. Hayar a, Poulter MO, Pelkey K, Feltz P, Marshall KC (1997) mesencephalic trigeminal neuron svar på gamma-aminosmörsyra. Hjärnan Res 753: 120 -127.
10. Copray JC, Liem RS (1993) överlevnad och neuritbildning av mesencephalic trigeminal neuroner hos råttan in vitro. Arch Oral Biol 38: 547-557.
11. Rokx JT, Juch PJ, Van Willigen JD (1985) om bilateral innervation av masticatoriska muskler: en studie med retrograde spårämnen. J Anat 140: 237-243.det finns många olika typer av produkter. (2000) ultrastruktur av käftmuskelspindelaferenter inom rått trigeminal mesencefalisk kärna. Neuroreport 16: 1561-1564.
12. Lazarov NE (2000) den mesencefaliska trigeminalkärnan i katten. Adv Anat Embryol Cell Biol 153: 1-103.
13. Henderson G, Pepper CM, Shefner SA (1982) elektrofysiologiska egenskaper hos neuroner som finns i locus coeruleus och mesencefalisk kärna i trigeminusnerven in vitro. Exp Hjärnan Res 45: 29-37.
14. Curti s, Hoge G, Nagy JI, Pereda AE (2012) synergi mellan elektrisk koppling och membranegenskaper främjar stark synkronisering av neuroner i den mesencefaliska trigeminalkärnan. J Neurosci 32: 4341-4359.
15. Liem RS, Copray JC, Van Willigen JD (1991) ultrastruktur av råttmesencefalisk trigeminal kärna. Acta Anat (Basel) 140: 112-119.
16. Trulsson m (2006) sensorisk-motorisk funktion hos mänskliga periodontala mekanoreceptorer. J Oral Rehabil 33: 262-273.
17. Trulsson M (2007) Kraftkodning av mänskliga periodontala mekanoreceptorer under mastication. Arch Oral Biol 52: 357-360.
18. Trulsson m, Gunne HSJ (1998) mathållande och bitande beteende hos människor som saknar periodontala receptorer. J Dent Res 77: 574-582.
19. Trulsson M, Johansson RS, Olsson KA (1992) Riktningskänslighet hos mänskliga periodontala mekanoreceptiva afferenter till krafter applicerade på tänderna. J Physiol 447: 373-389.
20. Rokx JT, Juch PJ, Van Willigen JD (1986) arrangemang och anslutningar av mesencefaliska trigeminala neuroner i råttan. Acta Anat (Basel) 127: 7-15.
21. Matsushita M, Okado N, Ikeda M, Hosoya Y (1981) nedåtgående utsprång från ryggraden och mesencefaliska kärnorna i trigeminusnerven till ryggmärgen i katten. En studie med pepparrotperoxidastekniken. J Comp Neurol 196: 173-187.
22. Sirkin DW, Feng AS (1987) Autoradiografisk studie av nedåtgående vägar från pontinretikulär bildning och den mesencefaliska trigeminalkärnan i råttan. J Comp Neurol 256: 483-493.
23. Nieuwenhuys R, Voogd JD, Van Huijzen C (2008) det mänskliga centrala nervsystemet. New York: Springer.
24. Matesz C (1981) perifer och central fördelning av fibrer av mesencephalic trigeminal rot i råttan. Neurosci Lett 27: 13-17.
25. Kolta a, Westberg KG, Lund JP (2000) identifiering av hjärnstammens interneuroner som projicerar till trigeminalmotorkärnan och intilliggande strukturer i kaninen. J Chem Neuroanat 19: 175-195.
26. Hayar a, Poulter MO, Pelkey K, Feltz P, Marshall KC (1997) mesencephalic trigeminal neuron svar på gamma-aminosmörsyra. Hjärnan Res 753: 120-127.
27. Meier-Koll A (1979) interaktioner av endogena rytmer under postnatal utveckling. Observationer av beteende och polygrafiska studier på ett normalt spädbarn. Int J Chronobiol 6: 179-189.Kinney HC, Cryan JB, Haynes RL, Paterson DS, Haas EA, et al. (2015) Dentate gyrus abnormiteter vid plötslig oförklarlig död hos spädbarn: morfologisk markör för underliggande hjärnans sårbarhet. Acta Neuropathol 129: 65-80.det är en av de mest kända. (2010) bilaterala lesioner av den mesencefaliska trigeminala sensoriska kärnan stimulerar hippocampal neurogenes men leder till allvarliga underskott i rumslig minnesåterställning. Hjärnan Res 1342: 74-84.jag är en av de mest kända och mest kända. (2008) snabb ögonrörelse sömnbrist minskar långsiktig potentieringsstabilitet och påverkar vissa glutamatergiska signalproteiner under hippocampal utveckling. Neurovetenskap 153: 44-53.