Núcleos parabranquiales
Núcleos parabranquiales
Núcleo parabranquial en N.0 3
Detalles
Parte deTronco encefálico
RegionesNúcleo parabranquial medial , núcleo parabranquial lateral , núcleo subparabranquial
Identificadores
latínnúcleos parabraquiales
MallaD065823
Nombres neuronales1927
Identificación de NeuroLexnlx_23647
TA98A14.1.05.439
TA25945
FMA84024
Términos anatómicos de la neuroanatomía
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Los núcleos parabranquiales , también conocidos como complejo parabranquial , son un grupo de núcleos en la protuberancia dorsolateral que rodea el pedúnculo cerebeloso superior cuando ingresa al tronco encefálico desde el cerebelo . Su nombre proviene del término latino para el pedúnculo cerebeloso superior, el brachium conjunctivum . En el cerebro humano , la expansión del pedúnculo cerebeloso superior expande los núcleos parabranquiales, que forman una delgada franja de materia gris sobre la mayor parte del pedúnculo. Los núcleos parabranquiales generalmente se dividen siguiendo las líneas sugeridas por Baxter y Olszewski en humanos, en un núcleo parabranquial medial y un núcleo parabranquial lateral. [1] Estos, a su vez, se han subdividido en una docena de subnúcleos: los subnúcleos superior, dorsal, ventral, interno, externo y lateral extremo; el núcleo creciente lateral y subparabranquial (núcleo de Kolliker-Fuse) a lo largo del margen ventrolateral del complejo parabranquial lateral; y los subnúcleos medial y medial externo [2] [3]

Anatomía

Estructura

Los núcleos parabranquiales principales son el núcleo parabranquial medial, el núcleo parabranquial lateral y el núcleo subparabranquial. Están ubicados en la unión del mesencéfalo y la protuberancia. [4]

Núcleo parabranquial medial

El núcleo parabranquial medial transmite información desde el área gustativa del núcleo solitario al núcleo posteromedial ventral del tálamo . [4]

Núcleo parabranquial lateral

El núcleo parabranquial lateral recibe información del tracto solitario caudal y transmite señales principalmente al hipotálamo medial pero también al hipotálamo lateral y a muchos de los núcleos a los que se dirige el núcleo parabranquial medial. [4]

Núcleo subparabranquial

El núcleo subparabranquial (también conocido como núcleo de Kölliker-Fuse o núcleo reticular difuso ) regula la frecuencia respiratoria . Recibe señales de la parte caudal , cardiorrespiratoria, del núcleo solitario y envía señales al bulbo raquídeo inferior , la médula espinal , la amígdala y el hipotálamo lateral . [4]

Aferentes y eferentes

Los núcleos parabranquiales reciben información aferente visceral de una variedad de fuentes en el tronco encefálico, incluida gran parte del núcleo solitario , que aporta información sobre el gusto y el resto del cuerpo. [5]

Los subnúcleos externo, dorsal, interno y lateral superior también reciben información del asta dorsal espinal y trigémina, relacionada principalmente con el dolor y otras sensaciones viscerales. [6]

Las salidas del núcleo parabranquial se originan en subnúcleos específicos y sitios diana del prosencéfalo involucrados en la regulación autónoma, incluidos el área hipotalámica lateral, los núcleos hipotalámicos ventromedial, dorsomedial y arqueado, los núcleos preópticos mediano y lateral, la sustancia innominada, los núcleos parvicelulares ventroposteriores e intralaminares del tálamo , el núcleo central de la amígdala y la corteza insular e infralímbica. [2]

El núcleo subparabranquial y la medialuna lateral envían eferentes al núcleo del tracto solitario, al bulbo raquídeo ventrolateral y a la médula espinal, donde se dirigen a muchos grupos de células respiratorias y autónomas. [3] Muchas de estas mismas áreas del tronco encefálico y del prosencéfalo también envían eferentes de regreso al núcleo parabranquial. [7] [5]

Función

Excitación

Muchos subconjuntos de neuronas en el complejo parabranquial que se dirigen a grupos específicos de células del prosencéfalo o del tronco encefálico contienen neuropéptidos específicos [8] y parecen llevar a cabo funciones distintas. Por ejemplo, una población de neuronas en el subnúcleo parabranquial lateral externo que contiene el neurotransmisor péptido relacionado con el gen de la calcitonina (CGRP) parece ser fundamental para transmitir información sobre la hipoxia (bajo nivel de oxígeno en sangre) y/o la hipercapnia (alto nivel de CO2 en sangre ) a los sitios del prosencéfalo para “despertar el cerebro” (despertar) cuando la respiración es inadecuada para satisfacer las demandas fisiológicas durante el sueño. Este “impulso de vigilia para respirar” resultante contribuye a la prevención de la asfixia [9] .

Datos recientes indican que las neuronas glutamatérgicas en los núcleos parabranquiales medial y lateral, junto con las neuronas glutamatérgicas en el núcleo tegmental pedunculopontino , proporcionan un nodo crítico en el tronco encefálico para producir un estado de vigilia . [10] [11] Las lesiones de estas neuronas causan coma irreversible .

Control del azúcar en sangre

Se ha descubierto que otras neuronas del núcleo parabranquial lateral superior que contienen colecistoquinina previenen la hipoglucemia. [12]

Termorregulación

Otras neuronas en el núcleo parabranquial lateral dorsal que contienen dinorfina detectan la temperatura de la piel a partir de aferentes espinales y envían esa información a las neuronas en el área preóptica involucradas en la termorregulación . [13] Un estudio de 2017 ha demostrado que esta información se transmite a través del núcleo parabranquial lateral en lugar del tálamo, que impulsa el comportamiento termorregulador. [14] [15]

Gusto

Las neuronas parabranquiales en roedores que transmiten información gustativa al núcleo parvocelular (gustativo) ventroposterior del tálamo son principalmente neuronas CGRP en el núcleo parabranquial medial externo y se proyectan predominantemente de forma contralateral , así como un número menor en el núcleo lateral ventral, que se proyecta principalmente de forma ipsilateral . [16]

Las neuronas que median la sensación de picor se conectan al núcleo parabranquial a través de neuronas de proyección espinal glutamatérgicas. Esta vía desencadena el rascado en ratones. [17]

Placer

El núcleo parabranquial transmite señales relacionadas con la saciedad y el dolor a regiones cerebrales superiores; cuando se inhibe, puede producir respuestas de "gusto" a ciertos estímulos placenteros , como el sabor dulce. [18]

Batidos para perros mojados

El núcleo parabranquial lateral integra señales sensoriales, principalmente, pero no exclusivamente, de mecanorreceptores de bajo umbral para iniciar el comportamiento de sacudida del perro mojado mediante el cual los mamíferos eliminan agua y sustancias irritantes de su pelaje de la espalda y el cuello. Recibe esta entrada de mecanorreceptores de las fibras nerviosas del grupo C que se conectan a las neuronas espinoparabranquiales en la médula espinal . [19]

Referencias

  1. ^ Olszewski, J (1954). Citoarquitectura del tronco encefálico humano . Lippincott. págs. 1–199.
  2. ^ ab Fulwiler, CE; Saper, CB (1984-08-01). "Organización subnuclear de las conexiones eferentes del núcleo parabranquial en la rata". Brain Research . 319 (3): 229–259. doi :10.1016/0165-0173(84)90012-2. ISSN  0006-8993. PMID  6478256. S2CID  13253760.
  3. ^ ab Yokota, Shigefumi; Kaur, Satvinder; VanderHorst, Veronique G.; Saper, Clifford B.; Chamberlin, Nancy L. (15 de abril de 2015). "Emisiones relacionadas con la respiración de neuronas parabranquiales glutamatérgicas sensibles a la hipercapnia en ratones". The Journal of Comparative Neurology . 523 (6): 907–920. doi :10.1002/cne.23720. ISSN  1096-9861. PMC 4329052 . PMID  25424719. 
  4. ^ abcd Thomas P. Naidich; Henri M. Duvernoy; Bradley N. Delman (1 de enero de 2009). Atlas de Duvernoy del tronco encefálico y cerebelo humanos: resonancia magnética de alto campo: anatomía de superficie, estructura interna, vascularización y anatomía seccional en 3D. Springer. pág. 324. ISBN 978-3-211-73971-6.
  5. ^ ab Herbert, H.; Moga, MM; Saper, CB (22 de marzo de 1990). "Conexiones del núcleo parabranquial con el núcleo del tracto solitario y la formación reticular medular en la rata". The Journal of Comparative Neurology . 293 (4): 540–580. doi :10.1002/cne.902930404. ISSN  0021-9967. PMID  1691748. S2CID  26878489.
  6. ^ Cechetto, DF; Standaert, DG; Saper, CB (8 de octubre de 1985). "Proyecciones del asta dorsal espinal y trigémina hacia el núcleo parabranquial en la rata". Revista de neurología comparada . 240 (2): 153–160. doi :10.1002/cne.902400205. ISSN  0021-9967. PMID  3840498. S2CID  36330716.
  7. ^ Moga, MM; Herbert, H.; Hurley, KM; Yasui, Y.; Gray, TS; Saper, CB (22 de mayo de 1990). "Organización de las aferencias corticales, basales del prosencéfalo e hipotálamo hacia el núcleo parabranquial en la rata". The Journal of Comparative Neurology . 295 (4): 624–661. doi :10.1002/cne.902950408. ISSN  0021-9967. PMID  1694187. S2CID  41283776.
  8. ^ Block, CH; Hoffman, GE (1987-03-01). "Componentes neuropéptidos y monoamina del complejo pontino parabranquial". Péptidos . 8 (2): 267–283. doi :10.1016/0196-9781(87)90102-1. ISSN  0196-9781. PMID  2884646. S2CID  23357848.
  9. ^ Kaur, Satvinder; Pedersen, Nigel P.; Yokota, Shigefumi; Hur, Elizabeth E.; Fuller, Patrick M.; Lazarus, Michael; Chamberlin, Nancy L.; Saper, Clifford B. (1 de mayo de 2013). "La señalización glutamatérgica del núcleo parabranquial desempeña un papel fundamental en la excitación hipercápnica". The Journal of Neuroscience . 33 (18): 7627–7640. doi :10.1523/JNEUROSCI.0173-13.2013. ISSN  1529-2401. PMC 3674488 . PMID  23637157. 
  10. ^ Fuller, Patrick M.; Fuller, Patrick; Sherman, David; Pedersen, Nigel P.; Saper, Clifford B.; Lu, Jun (1 de abril de 2011). "Reevaluación de la base estructural del sistema de excitación ascendente". Revista de neurología comparada . 519 (5): 933–956. doi :10.1002/cne.22559. ISSN  1096-9861. PMC 3119596 . PMID  21280045. 
  11. ^ Kroeger, Daniel; Ferrari, Loris L.; Petit, Gaetan; Mahoney, Carrie E.; Fuller, Patrick M.; Arrigoni, Elda; Scammell, Thomas E. (1 de febrero de 2017). "Las neuronas colinérgicas, glutamatérgicas y GABAérgicas del núcleo tegmental pedunculopontino tienen efectos distintos en el comportamiento sueño/vigilia en ratones". The Journal of Neuroscience . 37 (5): 1352–1366. doi :10.1523/JNEUROSCI.1405-16.2016. ISSN  1529-2401. PMC 5296799 . PMID  28039375. 
  12. ^ Garfield, Alastair S.; Shah, Bhavik P.; Madara, Joseph C.; Burke, Luke K.; Patterson, Christa M.; Flak, Jonathan; Neve, Rachael L.; Evans, Mark L.; Lowell, Bradford B. (2 de diciembre de 2014). "Un neurocircuito de colecistoquinina parabraquial-hipotalámico controla las respuestas contrarreguladoras a la hipoglucemia". Metabolismo celular . 20 (6): 1030–1037. doi :10.1016/j.cmet.2014.11.006. ISSN  1932-7420. PMC 4261079 . PMID  25470549. 
  13. ^ Geerling, Joel C.; Kim, Minjee; Mahoney, Carrie E.; Abbott, Stephen BG; Agostinelli, Lindsay J.; Garfield, Alastair S.; Krashes, Michael J.; Lowell, Bradford B.; Scammell, Thomas E. (1 de enero de 2016). "Identidad genética de las neuronas de relevo termosensorial en el núcleo parabranquial lateral". Revista estadounidense de fisiología. Fisiología reguladora, integradora y comparada . 310 (1): R41–54. doi :10.1152/ajpregu.00094.2015. ISSN  1522-1490. PMC 4747895. PMID 26491097  . 
  14. ^ Nakamura, K (2018). "Comportamiento termorregulador y su mecanismo de circuito central: ¿qué vía termosensorial lo impulsa?". Calcio Clínico . 28 (1): 65–72. PMID  29279428.
  15. ^ Yahiro, T; Kataoka, N; Nakamura, Y; Nakamura, K (10 de julio de 2017). "El núcleo parabranquial lateral, pero no el tálamo, media las vías termosensoriales para la termorregulación conductual". Scientific Reports . 7 (1): 5031. Bibcode :2017NatSR...7.5031Y. doi :10.1038/s41598-017-05327-8. PMC 5503995 . PMID  28694517. 
  16. ^ Yasui, Y.; Saper, CB; Cechetto, DF (22 de diciembre de 1989). "Inmunorreactividad del péptido relacionado con el gen de la calcitonina en la corteza sensorial visceral, el tálamo y las vías relacionadas en la rata". The Journal of Comparative Neurology . 290 (4): 487–501. doi :10.1002/cne.902900404. ISSN  0021-9967. PMID  2613940. S2CID  28112065.
  17. ^ Mu, Di; Deng, Juan; Liu, Ke-Fei; Wu, Zhen-Yu; Shi, Yu-Feng; Guo, Wei-Min; Mao, Qun-Quan; Liu, Xing-Jun; Li, Hui; Sun, Yan-Gang (17 de agosto de 2017). "Un circuito neuronal central para la sensación de picazón". Ciencia . 357 (6352): 695–699. Código Bib : 2017 Ciencia... 357..695M. doi : 10.1126/ciencia.aaf4918 . PMID  28818946.
  18. ^ Berridge KC, Kringelbach ML (mayo de 2015). "Sistemas de placer en el cerebro". Neuron . 86 (3): 646–664. doi :10.1016/j.neuron.2015.02.018. PMC 4425246 . PMID  25950633. En la corteza prefrontal, la evidencia reciente indica que la corteza oftálmica y la corteza insular pueden contener cada una sus propios puntos calientes adicionales (DC Castro et al., Soc. Neurosci., resumen). En subregiones específicas de cada área, las microinyecciones estimulantes de opioides o de orexina parecen mejorar la cantidad de reacciones de gusto provocadas por el dulzor, de manera similar a los puntos calientes de NAc y VP. La confirmación exitosa de puntos calientes hedónicos en la corteza orbitofrontal o la ínsula sería importante y posiblemente relevante para el sitio orbitofrontal medio anterior mencionado anteriormente que rastrea especialmente el placer subjetivo de los alimentos en humanos (Georgiadis et al., 2012; Kringelbach, 2005; Kringelbach et al., 2003; Small et al., 2001; Veldhuizen et al., 2010). Finalmente, en el tronco encefálico, un sitio del rombencéfalo cerca del núcleo parabranquial de la protuberancia dorsal también parece capaz de contribuir a las ganancias hedónicas de la función (So¨derpalm y Berridge, 2000). Un mecanismo del tronco encefálico para el placer puede parecer más sorprendente que los puntos calientes del prosencéfalo para cualquiera que considere al tronco encefálico como meramente reflexivo, pero el núcleo parabranquial pontino contribuye al gusto, al dolor y a muchas sensaciones viscerales del cuerpo y también se ha sugerido que desempeña un papel importante en la motivación (Wu et al., 2012) y en la emoción humana (especialmente relacionada con la hipótesis del marcador somático) (Damasio, 2010). 
  19. ^ Zhang, Dawei; Turecek, Josef; Choi, Seungwon; Delisle, Michelle; Pamplona, ​​Caroline Leal; Meltzer, Shan; Ginty, David D. (2024). "Los C-LTMR evocan sacudidas de perro mojado a través de la vía espinoparabranquial". Science . 386 (6722): 686–692. doi :10.1126/science.adq8834. ISSN  0036-8075.
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