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Núcleo parabraquial

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Núcleo parabraquial
TA A14.1.05.439
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Los núcleos parabraquiales, también conocidos como complejo parabraquial, son un grupo de núcleos en el puente troncoencefálico que rodean el pedúnculo cerebeloso superior cuando entra en el tronco cerebral desde el cerebelo. Se denominan con el término latino para el pedúnculo cerebeloso superior, el brachium conjunctivum. En el cerebro humano, la expansión del pedúnculo cerebeloso superior expande los núcleos parabraquiales, que forman una fina franja de materia gris sobre la mayor parte del pedúnculo. Los núcleos parabraquiales se dividen típicamente, según lo sugerido por Baxter y Olszewski en los seres humanos, en un núcleo parabraquial medio y un núcleo parabraquial 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 lateral en forma de media luna y el núcleo subparabraquial (núcleo Kolliker-Fuse) a lo largo del margen ventrolateral del complejo parabraquial lateral; y el subnúcleo medial y externo medial.[2]​[3]​

Componentes

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Los núcleos parabraquiales principales son el núcleo parabraquial medial, el núcleo parabraquial lateral y el núcleo subparabraquial.

El núcleo parabraquial medial es uno de los tres núcleos principales en el área parabraquial en la unión del mesencéfalo y la protuberancia. Transmite información desde el área de sabor del núcleo del tracto solitario al núcleo ventral posteromedial del tálamo.[4]​

El núcleo parabraquial lateral es uno de los tres núcleos parabraquiales principales, ubicado en la unión del mesencéfalo y el puente de Varolio. Recibe información del tracto solitario caudal y transmite señales principalmente al hipotálamo medial, pero también al hipotálamo lateral y muchos de los núcleos a los que se dirige el núcleo parabraquial medial.[4]​

El núcleo subparabraquial, también conocido como núcleo de Kölliker-Fuse y núcleo reticular difuso, es uno de los tres núcleos parabraquiales entre el mesencéfalo y el puente troncoencefálico. El núcleo subparabraquial regula la frecuencia respiratoria. Recibe señales de la parte caudal y cardiorrespiratoria del núcleo solitario y envía señales al bulbo raquídeo inferior, la médula espinal, la amígdala y el hipotálamo lateral[4]​

Los núcleos parabraquiales reciben información aferente visceral de varias fuentes en el tronco encefálico, incluida una gran cantidad de información proveniente del núcleo solitario, que brinda información sobre el sabor e información sobre el resto del cuerpo.[5]​ Los subnúcleos externos externo, dorsal, interno y superior también reciben información del asta dorsal espinal y trigeminal, principalmente relacionada con el dolor y otras sensaciones viscerales.[6]​ Las salidas del núcleo parabraquial se originan a partir de subnúcleos específicos y sitios del cerebro anterior involucrados en la regulación autónoma, incluyendo el área hipotalámica lateral, ventromedial, dorsomedial y núcleos hipotalámicos arqueados, los núcleos preópticos medianos y laterales, la sustancia innominada, el ventroposterior, el talamolar parvicelular y el núcleo intralaminar talavicular, el núcleo central de la amígdala y la corteza insular e infralímbica.[2]​ El núcleo subparabraquial y la media luna lateral envían eferentes al núcleo del tracto solitario, la médula ventrolateral y la médula espinal, donde se dirigen a muchos grupos de células respiratorias y autónomas.[3]​ Muchas de estas mismas áreas del tronco encefálico y el prosencéfalo también envían eferentes al núcleo parabraquial.[7]​

Función

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Excitación

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Muchos subconjuntos de neuronas en el complejo parabraquial que se dirigen a grupos de células cerebrales o del cerebro anterior específicas contienen neuropéptidos específicos,[8]​ y parecen llevar a cabo funciones distintas. Por ejemplo, una población de neuronas en el subnúcleo parabraquial lateral externo que contiene el péptido relacionado con el gen de la calcitonina neurotransmisora (CGRP) parece ser crítica para transmitir información sobre hipoxia o hipercapnia (p. Ej., Si uno respira con dificultades durante el sueño, como cuando se padece apnea del sueño ) a los sitios del prosencéfalo para despertar el cerebro y prevenir la asfixia.[9]​

Datos recientes indican que las neuronas glutamatérgicas en los núcleos parabraquial 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 un coma irreversible.

Control de azúcar en la sangre

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Se ha descubierto que otras neuronas en el núcleo parabraquial lateral superior que contienen colecistoquinina previenen la hipoglucemia.[12]​

Termorregulación

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

Gusto

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Las neuronas parabraquiales en roedores que transmiten información del gusto al núcleo parvocelular (sabor) ventroposterior del tálamo son principalmente neuronas CGRP en el núcleo parabraquial medial externo y se proyectan predominantemente contralateralmente, así como un número menor en el núcleo lateral ventral, que se proyecta principalmente ipsilateralmente .[16]​

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

Placer

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El núcleo parabáquico transmite señales relacionadas con la saciedad y el dolor a las regiones superiores del cerebro; cuando se inhibe, esto puede producir respuestas de "agrado" a ciertos estímulos placenteros, como el sabor dulce.[18]​

Referencias

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  1. ↑ Olszewski, J (1954). Cytoarchitecture of the Human Brainstem. Lippincott. pp. 1-199. 
  2. ↑ a b Fulwiler, C. E.; Saper, C. B. (1 de agosto de 1984). «Subnuclear organization of the efferent connections of the parabrachial nucleus in the rat». Brain Research 319 (3): 229-259. ISSN 0006-8993. PMID 6478256. doi:10.1016/0165-0173(84)90012-2. 
  3. ↑ a b Yokota, Shigefumi; Kaur, Satvinder; VanderHorst, Veronique G.; Saper, Clifford B.; Chamberlin, Nancy L. (15 de abril de 2015). «Respiratory-related outputs of glutamatergic, hypercapnia-responsive parabrachial neurons in mice». The Journal of Comparative Neurology 523 (6): 907-920. ISSN 1096-9861. PMC 4329052. PMID 25424719. doi:10.1002/cne.23720. 
  4. ↑ a b c Thomas P. Naidich; Henri M. Duvernoy; Bradley N. Delman (1 de enero de 2009). Duvernoy's Atlas of the Human Brain Stem and Cerebellum: High-field MRI : Surface Anatomy, Internal Structure, Vascularization and 3D Sectional Anatomy. Springer. p. 324. ISBN 978-3-211-73971-6. 
  5. ↑ Herbert, H.; Moga, M. M.; Saper, C. B. (22 de marzo de 1990). «Connections of the parabrachial nucleus with the nucleus of the solitary tract and the medullary reticular formation in the rat». The Journal of Comparative Neurology 293 (4): 540-580. ISSN 0021-9967. PMID 1691748. doi:10.1002/cne.902930404. 
  6. ↑ Cechetto, D. F.; Standaert, D. G.; Saper, C. B. (8 de octubre de 1985). «Spinal and trigeminal dorsal horn projections to the parabrachial nucleus in the rat». The Journal of Comparative Neurology 240 (2): 153-160. ISSN 0021-9967. PMID 3840498. doi:10.1002/cne.902400205. 
  7. ↑ Moga, M. M.; Herbert, H.; Hurley, K. M.; Yasui, Y.; Gray, T. S.; Saper, C. B. (22 de mayo de 1990). «Organization of cortical, basal forebrain, and hypothalamic afferents to the parabrachial nucleus in the rat». The Journal of Comparative Neurology 295 (4): 624-661. ISSN 0021-9967. PMID 1694187. doi:10.1002/cne.902950408. 
  8. ↑ Block, C. H.; Hoffman, G. E. (1 de marzo de 1987). «Neuropeptide and monoamine components of the parabrachial pontine complex». Peptides 8 (2): 267-283. ISSN 0196-9781. PMID 2884646. doi:10.1016/0196-9781(87)90102-1. 
  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). «Glutamatergic signaling from the parabrachial nucleus plays a critical role in hypercapnic arousal». The Journal of Neuroscience 33 (18): 7627-7640. ISSN 1529-2401. PMC 3674488. PMID 23637157. doi:10.1523/JNEUROSCI.0173-13.2013. 
  10. ↑ Fuller, Patrick M.; Fuller, Patrick; Sherman, David; Pedersen, Nigel P.; Saper, Clifford B.; Lu, Jun (1 de abril de 2011). «Reassessment of the structural basis of the ascending arousal system». The Journal of Comparative Neurology 519 (5): 933-956. ISSN 1096-9861. PMC 3119596. PMID 21280045. doi:10.1002/cne.22559. 
  11. ↑ Kroeger, Daniel; Ferrari, Loris L.; Petit, Gaetan; Mahoney, Carrie E.; Fuller, Patrick M.; Arrigoni, Elda; Scammell, Thomas E. (1 de febrero de 2017). «Cholinergic, Glutamatergic, and GABAergic Neurons of the Pedunculopontine Tegmental Nucleus Have Distinct Effects on Sleep/Wake Behavior in Mice». The Journal of Neuroscience 37 (5): 1352-1366. ISSN 1529-2401. PMC 5296799. PMID 28039375. doi:10.1523/JNEUROSCI.1405-16.2016. 
  12. ↑ Garfield, Alastair S.; Shah, Bhavik P.; Madara, Joseph C.; Burke, Luke K.; Patterson, Christa M.; Flak, Jonathan; Neve, Rachael L.; Evans, Mark L. et al. (2 de diciembre de 2014). «A parabrachial-hypothalamic cholecystokinin neurocircuit controls counterregulatory responses to hypoglycemia». Cell Metabolism 20 (6): 1030-1037. ISSN 1932-7420. PMC 4261079. PMID 25470549. doi:10.1016/j.cmet.2014.11.006. 
  13. ↑ Geerling, Joel C.; Kim, Minjee; Mahoney, Carrie E.; Abbott, Stephen B. G.; Agostinelli, Lindsay J.; Garfield, Alastair S.; Krashes, Michael J.; Lowell, Bradford B. et al. (1 de enero de 2016). «Genetic identity of thermosensory relay neurons in the lateral parabrachial nucleus». American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology 310 (1): R41-54. ISSN 1522-1490. PMC 4747895. PMID 26491097. doi:10.1152/ajpregu.00094.2015. 
  14. ↑ Nakamura, K (2018). «Thermoregulatory behavior and its central circuit mechanism-What thermosensory pathway drives it?]». Clinical calcium 28 (1): 65-72. PMID 29279428. 
  15. ↑ Yahiro, T; Kataoka, N; Nakamura, Y; Nakamura, K (10 de julio de 2017). «The lateral parabrachial nucleus, but not the thalamus, mediates thermosensory pathways for behavioural thermoregulation.». Scientific Reports 7 (1): 5031. PMC 5503995. PMID 28694517. doi:10.1038/s41598-017-05327-8. 
  16. ↑ Yasui, Y.; Saper, C. B.; Cechetto, D. F. (22 de diciembre de 1989). «Calcitonin gene-related peptide immunoreactivity in the visceral sensory cortex, thalamus, and related pathways in the rat». The Journal of Comparative Neurology 290 (4): 487-501. ISSN 0021-9967. PMID 2613940. doi:10.1002/cne.902900404. 
  17. ↑ Mu, Di; Deng, Juan; Liu, Ke-Fei; Wu, Zhen-Yu; Shi, Yu-Feng; Guo, Wei-Min; Mao, Qun-Quan; Liu, Xing-Jun et al. (17 de agosto de 2017). «A central neural circuit for itch sensation». Science 357 (6352): 695-699. doi:10.1126/science.aaf4918. 
  18. ↑ «Pleasure systems in the brain». Neuron 86 (3): 646-664. May 2015. PMC 4425246. PMID 25950633. doi:10.1016/j.neuron.2015.02.018. «In the prefrontal cortex, recent evidence indicates that the OFC and insula cortex may each contain their own additional hot spots (D.C. Castro et al., Soc. Neurosci., abstract). In specific subregions of each area, either opioid-stimulating or orexin-stimulating microinjections appear to enhance the number of ‘‘liking’’ reactions elicited by sweetness, similar to the NAc and VP hot spots. Successful confirmation of hedonic hot spots in the OFC or insula would be important and possibly relevant to the orbitofrontal mid-anterior site mentioned earlier that especially tracks the subjective pleasure of foods in humans (Georgiadis et al., 2012; Kringelbach, 2005; Kringelbach et al., 2003; Small et al., 2001; Veldhuizen et al., 2010). Finally, in the brainstem, a hindbrain site near the parabrachial nucleus of dorsal pons also appears able to contribute to hedonic gains of function (So¨ derpalm and Berridge, 2000). A brainstem mechanism for pleasure may seem more surprising than forebrain hot spots to anyone who views the brainstem as merely reflexive, but the pontine parabrachial nucleus contributes to taste, pain, and many visceral sensations from the body and has also been suggested to play an important role in motivation (Wu et al., 2012) and in human emotion (especially related to the somatic marker hypothesis) (Damasio, 2010).» 
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