Informație

Neuroștiința reglării și percepției temperaturii


Se știe că hipotalamusul este important în reglarea temperaturii corpului, dar sunt curios dacă cineva știe despre neurocircuitarea temperaturii percepute. Se pare că ar putea exista o diferență între cât de cald / rece simte cineva și temperatura la care corpul lor încearcă să se adapteze. Intuitiv, mi-aș imagina că orice diferență aparentă în acestea are legătură cu un fel de feedback întârziat care se experimentează înainte ca sistemul nervos autonom să poată începe. Știe cineva ceva mai mult despre asta?


Am găsit o resursă bună pentru acest lucru - o recenzie de acces deschis de Nakamura, „Circuite centrale pentru reglarea temperaturii corpului și febră”. În acesta, autorul oferă o figură sumară frumoasă a circuitelor implicate în reglarea temperaturii (vezi mai jos). După cum banuiam, hipotalmusul este destul de central în reglarea temperaturii. Uitasem de implicarea sistemului nervos periferic în reacția la temperaturile din mediul înconjurător, care, acum, când mă gândesc la asta, are o oarecare sens, dar este încă destul de interesant. Se pare că există o diferență în circuitele specifice și neurotransmițătorii folosiți pentru a răspunde la temperatură caldă și rece (în special GABA v. 5-HT), deci cred că o ipoteză rezonabilă cu privire la baza diferențelor individuale în temperatura percepută a unui mediu extern ar putea fi diferențe în sistemele periferice 5-HT (pe lângă diferențele în compoziția corpului). Poate că cineva cu un fundal în sistemul nervos periferic ar putea vorbi despre asta mai bine decât eu, dar polimorfismele cu nucleotide unice (SNP) care duc la diferențe în sistemele centrale 5-HT au fost un domeniu activ de cercetare în comunitatea de neuroștiințe din ultima vreme (de ex. , Nordquist & Oreland, 2010, Gonda și colab., 2010), care cred că conferă o anumită validitate față acestei idei.


Reglarea temperaturii

Oamenii și alte mamifere sunt homeoterme, capabile să mențină o temperatură corporală relativ constantă, în ciuda temperaturilor mediului înconjurător. Deși temperatura medie a corpului uman este de 36,7 grade Celsius (98,2 grade Fahrenheit), această temperatură variază în funcție de diferențele individuale, de ora din zi, de stadiul de somn și de ciclul ovulator la femei. Reglarea temperaturii sau termoreglarea este echilibrul dintre

Căldura curge de la o temperatură mai mare la o temperatură mai mică. Conducerea este transferul de căldură între obiectele care sunt în contact direct unul cu celălalt. De exemplu, dacă o persoană stă pe pământul rece, căldura se mută din corp în pământul rece. Convecția este transferul de căldură prin mișcarea aerului sau a lichidului care trece prin corp. Acest lucru explică de ce o briză pe piele o poate răci, în timp ce prinderea aerului în interiorul hainelor menține corpul cald.

O șopârlă însorită pe o piatră într-o zi caldă de vară ilustrează radiațiile: transferul de energie termică prin unde electromagnetice. În timp ce conducerea, convecția și radiația pot provoca atât pierderi de căldură, cât și câștig de căldură în organism, evaporarea este doar un mecanism de pierdere de căldură, în care un lichid este transformat într-un gaz. Transpirația care se evaporă de pe piele este un exemplu al acestui mecanism de pierdere a căldurii.

Când corpul este prea fierbinte, scade producția de căldură și crește pierderile de căldură. O modalitate de creștere a pierderii de căldură este prin vasodilatație periferică, dilatare a vaselor de sânge din piele. Când aceste vase se dilată, cantități mari de sânge încălzit din miezul corpului sunt transportate către piele, unde pierderile de căldură pot apărea prin radiații, convecție și conducere. Evaporarea fluidelor din organism provoacă, de asemenea, pierderi de căldură. Oamenii pierd constant lichide din piele și din aerul expirat. Pierderea inconștientă a lichidului se numește transpirație insensibilă.

Deși corpul nu are control activ asupra transpirației insensibile, sistemul nervos simpatic controlează procesul de transpirație și poate stimula secreția de până la 4 litri (4,22 litri lichizi) de transpirație pe oră. Pentru ca transpirația să se evapore și să răcească corpul, aerul din mediu trebuie să aibă o umiditate relativ scăzută.

Când corpul este prea rece, crește producția de căldură și scade pierderile de căldură. Vasoconstricția, constricția vaselor pielii, ajută la prevenirea pierderii de căldură. Frisoane, care este o contracție ritmică a scheletului

Hormoni precum epinefrina, norepinefrina și hormonul tiroidian cresc rata metabolică prin stimularea descompunerii grăsimilor. Oamenii schimbă, de asemenea, postura, activitatea, îmbrăcămintea sau adăpostul pentru a se adapta la fluctuațiile de temperatură. Bărba de găină care apare pe piele la frig este un alt semn pe care corpul încearcă să-l prevină pierderea de căldură. Acestea se datorează piloerecției, erecției foliculilor de păr de pe piele. Acesta este un vestigiu al timpului în care oamenii erau acoperiți de păr: piloerecția ar prinde aerul și ar păstra căldura.

Temperatura corpului este reglată de un sistem de senzori și controlere din corp. Creierul primește semnale privind temperatura corpului de la nervii din piele și din sânge. Aceste semnale merg către hipotalamus, care coordonează termoreglarea în organism. Semnalele de la hipotalamus controlează sistemul nervos simpatic, care afectează vasoconstricția, metabolism , frisoane, transpirații și control hormonal asupra temperaturii. În general, hipotalamusul posterior controlează răspunsurile la frig, iar anterior hipotalamusul controlează răspunsurile la căldură.

Hipotermia sau temperatura scăzută a corpului este rezultatul expunerii prelungite la frig. Odată cu scăderea temperaturii corpului, toate procesele metabolice încep să încetinească. Hipotermia poate pune viața în pericol.

Hipertermia descrie o temperatură a corpului mai mare decât în ​​mod normal. Un exemplu de hipertermie este febra. Febra este în general considerată a fi o temperatură a corpului peste 38 de grade Celsius (100,4 grade Fahrenheit). Febra este apărarea naturală a organismului împotriva infecției cu bacterii sau virusuri. Febra este unul dintre mecanismele corpului și # x0027 pentru eliminarea unui organism invadator. Febra poate chiar să facă sistemul imunitar să funcționeze mai eficient. Epuizarea căldurii și a căldurii sunt alte exemple de hipertermie. Acestea apar atunci când producția de căldură depășește capacitățile de evaporare ale mediului. Accidentul termic poate fi fatal dacă nu este tratat.


Cum simțim temperatura

Introduceți mâna stângă în recipientul care ține gheața și mâna dreaptă în recipientul care ține apa la temperatura băii. Asigurați-vă că apa se ridică cel puțin la baza degetelor - până la primele articulații, numite și articulațiile principale. Lăsați mâinile în apă timp de aproximativ 2 minute.

Apoi mutați simultan ambele mâini în recipientul din mijloc.

Rezultat

Probabil că veți experimenta ceva destul de ciudat - o nepotrivire sau o diferență de senzație de temperatură între cele două mâini. Chiar dacă ambele mâini sunt acum în același recipient și au aceeași temperatură, mâna stângă ar trebui să se simtă fierbinte, în timp ce mâna dreaptă ar trebui să găsească apa destul de rece.

Explicaţie

Ce parte a creierului este responsabilă?

Cortexul somatosenzorial. Această regiune a creierului este o bandă de țesut care se desfășoară de-a lungul vârfului creierului, de la partea din spate a unei urechi la cealaltă ureche și procesează toate informațiile senzoriale. Cortexul somatosenzorial se află sub locul în care se așează căștile pe cap.

De ce se întâmplă asta?

Trăiești ceva numit o adaptare senzorială - un fenomen la care mâinile sunt deosebit de predispuse.

Mâinile noastre, în special vârful degetelor, sunt bine evoluate pentru a ne ajuta să colectăm informații pentru a explora lumea din jurul nostru, oferindu-ne informații despre temperatură, textură și formă. Vârfurile degetelor umane conțin unele dintre cele mai dense zone ale terminațiilor nervoase de pe corp - există aproximativ 25 000 de receptori nervoși pe cm pătrat! Această abundență de terminații nervoase le permite să colecteze informații într-un grad atât de fin și să trimită semnale către creier pentru a procesa aceste informații.

Mâinile și vârful degetelor sunt componente cheie ale așa-numitului sistem somatosenzorial care ne oferă senzația noastră fizică a lumii. Aceasta include și pielea, mușchii, inima, articulațiile, oasele și inima.

Nervii de detectare a senzațiilor care se găsesc în acest sistem sunt numiți nervi senzoriali și sunt activați de diferite senzații, fie că este vorba de temperatură, durere sau simț tactil (atingere). La capătul fiecărui nerv senzorial există mulți receptori diferiți care detectează sentimente diferite. De exemplu, termoreceptorii detectează în mod specific temperatura. Unii termoreceptoare detectează condițiile de frig, în timp ce alți termoreceptoare sunt activate de căldură.

În acest experiment, când mâna stângă este plasată în apă rece ca gheața, termoreceptorii sensibili la frig sunt activați, provocând un impuls electric care trece pe nervul senzorial din vârfurile degetelor și mâinile către creier.

Pe de altă parte, atunci când mâna dreaptă este plasată în baie, apa caldă are termoreceptorii de căldură activate, provocând un tip diferit de impuls electric care se propagă în josul nervului senzorial cald din vârfurile degetelor și mâinile către creier.

Informațiile electrice din activarea termoreceptorului sunt transmise de pe mâini, de-a lungul brațelor, prin partea superioară a măduvei spinării și în creier prin nervii senzoriali. Informațiile sunt apoi procesate în regiunea creierului numită cortex somatosenzorial, a se vedea mai sus.

Dacă mâna ta este expusă la căldură pentru o lungă perioadă de timp, atunci receptorii sensibili la cald, la fel ca mușchii după un antrenament îndelungat, vor începe să se obosească. Devin mai puțin sensibili la stimul și își amortizează activitatea și scad semnalul electric care este trimis în zona somatosenzorială a creierului tău.

Aceleași lucruri se întâmplă și cu receptorii reci dacă mâna ta este expusă la frig o perioadă lungă de timp, atunci terminațiile nervoase devin mai puțin sensibile la frig.

V-ați desensibilizat terminațiile nervoase reci de pe mâna stângă, expunându-le la apă rece ca gheața. Atunci când v-ați mutat mâna într-un mediu mai cald, receptorii sensibili la frig s-au adaptat și au diminuat activitatea lor, dar receptorii calzi nu au avut și, comparativ, aveau niveluri potențiale ridicate de activitate, ceea ce înseamnă că mâna stângă a perceput că recipientul din mijloc este mai cald decât acesta chiar a fost.

În partea dreaptă, ați uzat efectiv terminațiile nervoase sensibile la cald expunându-le la apă caldă. Când v-ați mutat mâna într-un mediu mai rece, receptorii sensibili la cald s-au adaptat și au diminuat activitatea lor, dar receptorii reci nu, așa că mâna dreaptă a perceput containerul din mijloc ca fiind mai rece decât era în realitate.

Acest proces de adaptare a termoreceptorilor și a nervilor senzoriali explică de ce ați experimentat o astfel de nepotrivire a senzației de temperatură atunci când mâinile dvs. erau în recipientul din mijloc. Sensibilitatea la temperatură sa modificat în funcție de mediul dvs. anterior.

Același proces explică de ce atunci când săriți în mare pentru prima dată într-o zi cu adevărat caldă, marea se simte destul de rece la început, dar apoi nu observați temperatura atât de mult. Dar dacă săriți în mare într-o zi mai rece, marea nu pare a fi atât de nippy. Totul este relativ!

În mod similar, când vă așezați prima dată mâna pe o masă, observați textura și temperatura mesei, dar după un timp nu o simțiți. Luați-vă mâna pentru o vreme, apoi puneți-o înapoi și veți începe să observați din nou sensul mesei. Acest lucru se datorează și adaptării senzoriale.

De ce studiază oamenii de știință acest lucru?

Sunt multe cercetări despre senzația de temperatură. Oamenii de știință studiază viermii, peștele zebră și muștele fructelor pentru a-l înțelege! De ce? Ei bine, ne ajută să ne oferim un control mai bun asupra modului în care sistemul nostru nervos preia informații despre lumea din jur și le procesează pentru a ne oferi percepția asupra lumii.

Un studiu a constatat că persoanele cu o afecțiune numită tulburare depresivă majoră sunt mai puțin sensibile la temperaturi foarte scăzute. Nu avem nicio idee de ce ar putea fi acest lucru! Depresia provoacă un răspuns mai scăzut la durere sau invers? Sau circuitele de durere și depresie de temperatură din creier sunt legate cumva? Muștele, râmele și peștele zebră nu au răspunsul pentru noi încă, dar s-ar putea să fie bine într-o zi curând.

Partea riscantă: despre ce trebuie să fii conștient și cum să păstrezi știința în siguranță:


Baza structurală a senzației de temperatură de către canalul TRP TRPV3

La mamifere și alte animale, percepția temperaturii este mediată de neuronii aferenți primari, cu toate acestea, identitatea senzorilor moleculari de temperatură a rămas enigmatică până când s-a constatat că un membru al superfamiliei potențiale de receptor tranzitor (TRP) a canalelor ionice, TRPV1, acționează ca termoreceptor 1. Această descoperire a dus la identificarea rapidă a altor zece membri ai canalului TRP superfamiliei, descriși colectiv ca fiind termo-TRP-uri. Termo-TRP prezintă un coeficient de temperatură neobișnuit de ridicat (Q10) valori comparate cu canalele ionice sensibile la temperatură 2-4, permițându-le să se deschidă și să se închidă ca răspuns la modificările de temperatură într-un interval relevant din punct de vedere fiziologic. Termo-TRP-urile sunt polimodale prin natura lor și răspund sinergic la stimuli chimici distincti, potențialul membranei și temperatura 5.

A doua etapă a activării TRPV3, deschiderea porilor, este însoțită de îndepărtarea lipidelor de la locurile de legare 1 și 2 și mișcarea ulterioară a domeniilor S1-S4 și a porilor mai aproape unul de altul. În plus, helicile S6 se îndepărtează de axa porilor, helicile TRP se înclină spre linkerul S4-S5, iar domeniul linkerului suferă modificări conformaționale, care sunt stabilizate prin deblocarea capătului C-terminal de la interfețele inter-subunități. Gros, rearanjările conformaționale care însoțesc deschiderea porilor sunt mai dramatice, în comparație cu cele care apar în timpul sensibilizării, și includ scurtarea canalului ionic și rotația domeniului intracelular al fustei.

Pentru a izola tranziția canalului de la starea sensibilizată la cea deschisă, am folosit TRPV3Y564A, care apare sensibilizat chiar și la 4 ° C. Acest mutant prezintă o probabilitate mare de deschidere în intervalul de temperatură 22-42 ° C și are un Q scăzut10 valoare. Acest lucru sugerează că tranziția de la starea sensibilizată la cea deschisă este slab dependentă de temperatură. În mod corespunzător, facem ipoteza că dependența puternică de temperatură și Q ridicată10 din TRPV3WT provin din tranziția stării închise la sensibilizate. Ipoteticul nostru mecanism de activare indus de temperatură în două etape al TRPV3 amintește de mecanismele de activare ale TRPM8 și TRPV1, care prezintă două Q contrastante10 valorile, precum și modificările entropiei și entalpiei în timpul tranziției și stabilizării canalului 31-35. Deoarece tranziția de stare închisă la sensibilizată este însoțită de modificări conformaționale care au loc numai în domeniul transmembranar, componentele sale - domeniul S1-S4, domeniul porilor și elica TRP - pot contribui la un senzor de temperatură TRPV3. Cu toate acestea, filtrarea canalului ionic, care culminează cu conductanța ionică prin porul TRPV3, este un proces cu mai multe etape care necesită atât sensibilizare, cât și deschiderea porilor. Din acest motiv, o schimbare în oricare dintre etapele de activare poate modifica răspunsul aparent al canalului 29. În mod corespunzător, domeniul linker și capătul C-terminal, care reglează tranziția de stare sensibilizată la deschidere, nu sunt neapărat responsabili de detectarea temperaturii, ci contribuie la activarea căldurii și par importante pentru porțile dependente de temperatură, pe lângă domeniul transmembranar 5 , 34,36-44.

Care sunt bazele fizice ale dependenței puternice de temperatură a tranziției stării închise la sensibilizate? Legile termodinamicii dictează că această tranziție trebuie să implice o schimbare neobișnuit de mare a entalpiei între stările închise și cele sensibilizate 29,30,45,46. Deoarece tranziția dintre aceste două stări implică modificări conformaționale relativ mici, presupusele modificări mari ale entalpiei pot fi explicate de schimbări semnificative ale capacității de căldură 39,40,45,47. La proteine, modificările capacității termice par să rezulte în principal din hidratarea reziduurilor. Expunerea reziduurilor hidrofobe la mediul apos este asociată cu o schimbare pozitivă a capacității termice, în timp ce cea a reziduurilor polare sau încărcate este asociată cu o schimbare negativă. În timpul etapei de sensibilizare TRPV3, schimbarea capacității de căldură ar putea deci să apară din expunerea diferită a elementelor domeniului transmembranar la membrană față de solvent în stările închise și sensibilizate. Într-adevăr, rotația axială de 100 ° a fundului S6, alungirea acestuia și scurtarea elicei TRP în timpul sensibilizării asigură

8 reziduuri pe subunitate a tetramerului TRPV3 care își schimbă mediul hidrofob. S-au propus modificări conformaționale analoge în regiunea omologă a TRPV1 pentru a contribui la activarea TRPV1 prin umectarea modificată a porului și a celor patru cavități periferice situate între fiecare linker S6 și S4-S5 48.

Au fost observate și rearanjamente conformaționale de tip TRPV3 în timpul porții TRPV6, care nu este dependentă de temperatură 49. Pe de altă parte, TRPV6 nu prezintă modificări atât de puternice ale ocupării lipidelor inelare asociate cu gating-ul, precum TRPV3, subliniind posibilitatea rolului important al lipidelor în termosensibilitatea TRPV3. Din moment ce straturile lipidice suferă tranziții de fază dependente de temperatură, topirea lipidelor inelare care înconjoară domeniul transmembranar al TRPV3 cu creșterea temperaturii ar putea duce la o energie suficientă pentru activarea sa termică 29. În mod corespunzător, schimbarea mare a entalpiei între stările închise și sensibilizate ale TRPV3 poate proveni, în parte, din diferite interacțiuni ale lipidelor înconjurătoare cu interfețele de domeniu ale porilor S1-S4 modificate. Moleculele de colesterol, care modulează puternic fluiditatea membranelor lipidice, pot reprezenta unele dintre aceste lipide inelare. De fapt, forma moleculei de colesterol seamănă cu forma lipidelor putative în structura TRPV3, foarte diferită de aspectul tipic cu două cozi al fosfolipidelor. Susținând în continuare rolul important al lipidelor în termosensibilitatea TRPV3, mutația Y564A în situsul de legare supusă lipidelor 2 face TRPV3Y564A canale slab sensibile la temperatură. Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a înțelege mai bine rolul lipidelor, interacțiunilor hidrofobe și rezolvării reziduurilor în porțile dependente de temperatură ale termo-TRP-urilor și structurile noastre oferă o bază pentru astfel de studii.

Această lucrare a fost realizată în colaborare cu grupul Dr. Zakharian de la Universitatea din Illinois College of Medicine Peoria.

1. Caterina, M.J. și colab. Receptorul capsaicinei: un canal ionic activat termic în calea durerii. Natură 389, 816-24 (1997).

2. Patapoutian, A., Peier, A.M., Story, G.M. & amp Viswanath, V. Canalele termotrp și dincolo: Mecanisme de senzație de temperatură (vol 4, pg 529, 2003). Nature Review Neuroscience 4, 691-691 (2003).

3. Jordt, S.E., McKemy, D.D. & amp Julius, D.Lecții din ardei și mentă: logica moleculară a termosensării. Opinia curentă în Neurobiologie 13, 487-492 (2003).

4. Clapham, D.E. Canalele TRP ca senzori celulari. Natură 426, 517-524 (2003).

5. Voets, T. și colab. Principiul porții dependente de temperatură în canalele TRP sensibile la frig și căldură. Natură 430, 748-754 (2004).

6. Peier, A.M. și colab. Un canal TRP sensibil la căldură exprimat în keratinocite. Ştiinţă 296, 2046-9 (2002).

7. Guler, A.D. și colab. Activarea provocată de căldură a canalului ionic, TRPV4. J Neurosci 22, 6408-14 (2002).

8. Caterina, M.J., Rosen, T.A., Tominaga, M., Brake, A.J. & amp Julius, D. Un omolog al capsaicinei cu un prag ridicat pentru căldură nocivă. Natură 398, 436-41 (1999).

9. Smith, G.D. și colab. TRPV3 este o proteină asemănătoare receptorului vaniloid sensibil la temperatură. Natură 418, 186-190 (2002).

10. Bautista, D.M. și colab. Receptorul de mentol TRPM8 este principalul detector de frig al mediului. Natură 448, 204-208 (2007).

11. Dhaka, A. și colab. TRPM8 este necesar pentru senzația de frig la șoareci. Neuron 54, 371-378 (2007).

12. Zimmermann, K. și colab. Canalul cationic potențial al receptorului tranzitoriu, subfamilia C, membrul 5 (TRPC5) este un traductor de frig în sistemul nervos periferic. Lucrările Academiei Naționale de Științe din Statele Unite ale Americii 108, 18114-18119 (2011).

13. Kwan, K.Y. și colab. TRPA1 contribuie la Nocicepția la rece, mecanică și chimică, dar nu este esențială pentru transducția celulelor de păr. Neuron 50, 277-289 (2006).

14. Karashima, Y. și colab. TRPA1 acționează ca un senzor de frig in vitro și in vivo. Lucrările Academiei Naționale de Științe din Statele Unite ale Americii 106, 1273-1278 (2009).

15. Talavera, K. și colab. Activarea la căldură a TRPM5 stă la baza sensibilității termice a gustului dulce. Natură 438, 1022-5 (2005).

16. Vriens, J. și colab. TRPM3 este un canal Nociceptor implicat în detectarea căldurii nocive. Neuron 70, 482-494 (2011).

17. Song, K. și colab. Canalul TRPM2 este un senzor de căldură hipotalamic care limitează febra și poate conduce la hipotermie. Ştiinţă 353, 1393-1398 (2016).

18. Tan, C.H. & amp McNaughton, P.A. Canalul ionic TRPM2 este necesar pentru sensibilitate la căldură. Natură 536, 460-+ (2016).

19. Caterina, M.J. și colab. Nocicepție afectată și senzație de durere la șoareci lipsiți de receptorul capsaicinei. Ştiinţă 288, 306-13 (2000).

20. Davis, J.B. și colab. Receptorul vaniloid-1 este esențial pentru hiperalgezia inflamatorie termică. Natură 405, 183-187 (2000).

21. Moqrich, A. și colab. Termosensibilitate afectată la șoareci lipsiți de TRPV3, un senzor de căldură și camfor în piele. Ştiinţă 307, 1468-72 (2005).

22. Huang, S.M., Li, X.X., Yu, Y.Y., Wang, J. & amp Caterina, M.J. Canalele ionice TRPV3 și TRPV4 nu contribuie major la senzația de căldură a mouse-ului. Durere moleculară 7(2011).

23. Park, U. și colab. Șoarecii knock-out TRP vaniloizi 2 sunt sensibili la letalitatea perinatală, dar prezintă nocicepție termică și mecanică normală. J Neurosci 31, 11425-36 (2011).

24. Vandewauw, I. și colab. Un trio de canale TRP mediază detectarea acută a căldurii nocive. Natură 555, 662-+ (2018).

25. Liu, B.Y., Yao, J., Zhu, M.X. & amp Qin, F. Hysteresis of gating subliniază sensibilizarea canalelor TRPV3. Jurnalul de fiziologie generală 138, 509-520 (2011).

26. Zubcevic, L. și colab. Ansamblu conformațional al canalului ionic TRPV3 uman. Nat Commun 9, 4773 (2018).

27. Singh, A.K., McGoldrick, L.L. & amp Sobolevsky, A.I. Structura și mecanismul de închidere a canalului potențial al receptorului tranzitoriu TRPV3. Nat Struct Mol Biol 25, 805-813 (2018).

28. Diaz-Franulic, I., Poblete, H., Mino-Galaz, G., Gonzalez, C. & amp Latorre, R. Alosterismul și structura în canalele potențiale ale receptorului tranzitoriu activat termic. Revista anuală a biofizicii, vol. 45 45, 371-398 (2016).

29. Feng, Q. Sensibilitatea temperaturii prin canale termice TRP: bază termodinamică și informații moleculare. Senzori termici 74, 19-50 (2014).

30. Voets, T. Cuantificarea și modelarea canalului TRP în funcție de temperatură. Recenzii de fiziologie, biochimie și farmacologie, vol. 162 162, 91-119 (2012).

31. Brauchi, S., Orio, P. & amp Latorre, R. Indici pentru înțelegerea senzației de frig: termodinamică și analiză electrofiziologică a receptorului rece TRPM8. Lucrările Academiei Naționale de Științe din Statele Unite ale Americii 101, 15494-9 (2004).

32. Zakharian, E., Cao, C. & amp Rohacs, T. Gatingul canalelor de melastatină 8 (TRPM8) potențiale ale receptorului tranzitoriu activate de agoniștii reci și chimici în straturile stratificate lipidice. Journal of neuroscience: jurnalul oficial al Society for Neuroscience 30, 12526-34 (2010).

33. Sun, X. & amp Zakharian, E. Reglarea activării dependente de temperatură a receptorului tranzitoriu potențial vaniloid 1 (TRPV1) de către fosfolipide în straturile lipidice planare. J Biol Chem 290, 4741-7 (2015).

34. Brauchi, S., Orio, P. & amp Latorre, R. Indicii pentru înțelegerea senzației de frig: termodinamică și analiză electrofiziologică a receptorului de rece TRPM8. Proc Natl Acad Sci U S A 101, 15494-9 (2004).

35. Zakharian, E., Cao, C. & amp Rohacs, T. Gating de canale tranzitorii potențiale ale receptorilor de melastatină 8 (TRPM8) activate de agoniștii reci și chimici în bistraturile lipidice planare. Journal of Neuroscience 30, 12526-12534 (2010).

36. Vlachova, V. și colab. Rolul funcțional al cozii citoplasmatice C-terminale a receptorului vaniloid de șobolan 1. J Neurosci 23, 1340-50 (2003).

37. Yao, J., Liu, B. & amp Qin, F. Senzori termici modulari în canalele de potențial receptor receptor tranzitoriu (TRP) cu temperatură închisă. Proc Natl Acad Sci U S A 108, 11109-14 (2011).

38. Liu, B. & amp Qin, F. Comutator molecular cu un singur reziduu pentru dependența de temperatură ridicată a receptorului vaniloid TRPV3. Proc Natl Acad Sci U S A 114, 1589-1594 (2017).

39. Grandl, J. și colab. Deschiderea indusă de temperatură a canalului ionic TRPV1 este stabilizată de domeniul porilor. Neuroștiința naturii 13, 708-714 (2010).

40. Grandl, J. și colab. Regiunea porilor canalului ionic TRPV3 este necesară în mod special pentru activarea căldurii. Neuroștiința naturii 11, 1007-1013 (2008).

41. Brauchi, S., Orta, G., Salazar, M., Rosenmann, E. & amp Latorre, R. Un receptor rece rece cu sensibilitate la cald: domeniul C-terminal determină termosensarea în canalele potențiale ale receptorilor tranzitorii. J Neurosci 26, 4835-40 (2006).

42. Zhang, F. și colab. Activarea căldurii este intrinsecă domeniului porilor TRPV1. Lucrările Academiei Naționale de Științe din Statele Unite ale Americii 115, E317-E324 (2018).

43. Gregorio-Teruel, L. și colab. Integritatea domeniului TRP este esențială pentru canalizarea corectă a canalului TRPV1. Jurnal biofizic 109, 529-541 (2015).

44. Kim, S.E., Patapoutian, A. & amp Grandl, J. Singurele reziduuri din porul exterior al TRPV1 și TRPV3 au conformări în funcție de temperatură. Plus unu 8(2013).

45. Clapham, D.E. & amp Miller, C. Un cadru termodinamic pentru înțelegerea detectării temperaturii prin canalele potențiale de receptor tranzitorii (TRP). Proc Natl Acad Sci U S A 108, 19492-7 (2011).

46. ​​Latorre, R., Zaelzer, C. & amp Brauchi, S. Intimități structurale-funcționale ale canalelor potențiale ale receptorilor tranzitorii. Q Rev Biophys 42, 201-46 (2009).


Sisteme de organe implicate

Mai multe organe și sisteme ale corpului sunt afectate atunci când termoreglarea este afectată. În timpul unei boli legate de căldură, termoreglarea insuficientă poate duce la multiple afectări ale organelor și sistemului. (Observați că multe dintre aceste probleme sunt interconectate.)

Atunci când temperaturile corpului sunt sever scăzute în hipotermie, sistemele corpului sunt, de asemenea, afectate negativ. Sistemul cardiovascular este susceptibil de disritmii, cum ar fi fibrilația ventriculară. Activitatea electrică a sistemului nervos central (SNC) este diminuată în mod vizibil. Se poate produce edem pulmonar necardiogen, precum și diureză rece. În plus, hipotermia provoacă vasoconstricție preglomerulară care duce la scăderea ratei de filtrare glomerulară (GFR) și scăderea fluxului sanguin renal (RBF). [3]


Percepția temperaturii și nocicepția

Teoria specificității somestezei susține că percepțiile despre căldură, frig și durere sunt servite de simțuri separate. Deși nu mai sunt acceptate în toate detaliile sale, ipotezele de bază ale teoriei privind specificitatea anatomică și funcțională au rămas principii directoare în cercetarea privind percepția temperaturii și relația acesteia cu durerea. Acest articol trece în revistă caracteristicile de răspuns ale termoreceptorilor, nociceptorii sensibili la temperatură și căile lor asociate în contextul fenomenelor perceptive vechi și noi, cele mai multe dintre ele neputând fi explicate în mod satisfăcător de teoria specificității. Dovezile indică faptul că în cea mai mare parte a intervalului perceptiv, sensibilitatea la temperatură depinde de coactivarea și interacțiunile dintre căile termice și nociceptive care sunt compuse atât din „linii marcate” specifice, cât și din fibre nespecifice, multimodale. La această complexitate se adaugă dovezi că stimularea tactilă poate influența modul în care este percepută stimularea termică. Se susține că termorecepția este cel mai bine definită ca un subsistem funcțional de somesteză care servește cerințelor foarte diferite și uneori conflictuale de termoreglare, protecție împotriva leziunilor termice și percepția haptică. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. J Neurobiol 61: 13–29, 2004


Abstract

Avem un sentiment acut de temperatură. Majoritatea dintre noi căutăm umbră într-o zi fierbinte de vară, preferă un duș cald decât unul rece și savurează vinuri roșii servite la o temperatură de 15-18 ° C. Termosensarea nu numai că ne afectează confortul, dar este esențială și pentru supraviețuirea majorității organismelor. Acum începem să descoperim identitatea moleculară a proteinelor care conferă termosensare. TermoTRP-urile, un subset de canale ionice potențiale de receptor tranzitoriu sunt activate de temperaturi fiziologice distincte și sunt implicate în conversia informațiilor termice în semnale chimice și electrice din sistemul nervos senzorial.


6. Întrebări deschise

Multe întrebări fundamentale despre sistemul termoreglator rămân fără răspuns. Mai jos discutăm patru.

Care este mecanismul și semnificația funcțională a detectării temperaturii hipotalamice?

Înțelegerea noastră actuală a modului în care creierul reglează temperatura corpului a fost puternic influențată de descoperirea seminală că încălzirea POA induce hipotermie (Magoun și colab., 1938). Cu toate acestea, 80 de ani mai târziu, nu există încă un acord cu privire la semnificația fiziologică a acestei observații sau mecanismul său molecular de bază. Lucrări recente au identificat neuroni specifici POA care sunt activi selectiv de căldura ambiantă (Tan și colab., 2016), dar nu este clar dacă aceste celule simt și temperatura creierului. În schimb, senzorul de căldură candidat TRPM2 a fost identificat în hipotalamus (Song și colab., 2016), dar expresia sa largă ridică problema cum ar putea funcționa ca un senzor de căldură specific și, în plus, în ce tipuri de celule neuronale acte. Abordarea acestor întrebări va necesita experimente care combină controlul exogen al temperaturii creierului cu înregistrarea și manipularea neuronală specifică tipului de celulă.

Care sunt tipurile de celule care orchestrează răspunsul homeostatic la frig?

POA este necesar pentru răspunsurile termoreglatorii la frig, iar expunerea la frig activează neuronii în POA (Bachtell și colab., 2003 Bratincsak și Palkovits, 2004 Yoshida și colab., 2005). Cu toate acestea, tipurile de celule specifice care mediază răspunsul termoreglator la frig nu au fost identificate. Înregistrările optice ale neuronilor POA PACAP / BDNF activate prin căldură au dezvăluit că aceste celule sunt reglate selectiv la căldură inofensivă, nu arată niciun răspuns la răcirea periferică sub 30 & # x000b0C, cel puțin la nivelul care ar putea fi detectat prin fotometria fibrelor (Tan și colab.) ., 2016). Acest lucru sugerează că POA poate conține o populație distinctă de celule sensibile la frig, care sunt țintele canalului de frig ascendent. Identificarea moleculară a acestor celule și elucidarea interacțiunilor lor cu neuronii POA activați la căldură vor fi o zonă importantă pentru investigație.

Care sunt substraturile neuronale ale comportamentului termoreglator?

Comportamentul termoregulator rămâne cel mai enigmatic dintre comportamentele clasice motivate care includ mâncarea și băutul. Nu s-a dovedit că este necesară nicio regiune de creier sau tip de celulă pentru aceste răspunsuri. În timp ce dogma a fost că POA nu este implicat, faptul că stimularea unor tipuri specifice de celule POA poate conduce la comportamente robuste de apărare împotriva căldurii, arată că aceste celule pot servi drept punct de intrare genetic în circuitul subiacent (Tan și colab., 2016 Yu și colab., 2016). Mai mult decât atât, descoperirea recentă că leziunile LPB, dar nu și ale talamusului, blochează comportamentul de selectare a temperaturii sugerează că sunt implicate ținte din aval ale LPB, cum ar fi POA (Yahiro și colab., 2017). Va fi iluminant să identificăm aceste circuite și să înțelegem cum se conectează la sistemul motivațional mai larg care conduce alte comportamente homeostatice.

În ce măsură termoreglarea la rozătoare modelează corect fiziologia umană?

Am subliniat în această revizuire puterea geneticii șoarecilor de a testa circuitele neuronale care controlează temperatura corpului, dar este important să recunoaștem că există diferențe în termoreglare între rozătoare și oameni. De exemplu, șoarecii supuși lipsei de hrană intră în torpor, o stare de hipotermie prelungită și reglementată, în timp ce șobolanii și oamenii nu. De asemenea, animalele mari, cum ar fi oamenii, au o inerție termică mult mai mare decât rozătoarele și, în consecință, sunt mai puțin afectate de modificările tranzitorii ale temperaturii mediului (Romanovsky, 2014). La nivelul circuitelor neuronale, rămâne o întrebare deschisă în ce măsură tipurile de celule și interconectările specifice care controlează temperatura corpului la șoareci vor fi conservate la alte specii, deși este clar că sunt implicate multe dintre aceleași regiuni ale creierului. Abordarea acestor întrebări va necesita o abordare comparativă care să investigheze termoreglarea între specii, posibil posibilă prin noile tehnologii pentru editarea genelor.


Reglarea plasticității comportamentale prin semnalizarea sistemică a temperaturii în Caenorhabditis elegans

Animalele fac față schimbărilor de mediu prin modificarea strategiei comportamentale. Informațiile de mediu sunt, în general, primite de neuronii senzoriali din circuitul neuronal care generează comportament. Cu toate acestea, deși temperatura mediului influențează inevitabil întregul corp al unui animal, mecanismul percepției sistemice a temperaturii rămâne în mare parte necunoscut. Arătăm aici că semnalizarea sistemică a temperaturii induce o schimbare a comportamentului bazat pe memorie în C. elegans. În timpul condiționării comportamentale, celulele non-neuronale, precum și celulele neuronale răspund la temperatura de cultivare printr-un factor de transcripție a șocului termic care conduce dinamica de exprimare a genei nou identificată. Această semnalizare sistemică a temperaturii reglează neuronii termosenzoriale în mod non-celular în mod autonom prin calea de semnalizare a estrogenului, producând un comportament termotactic. Oferim o legătură între recunoașterea sistemică a mediului și plasticitatea comportamentală în sistemul nervos.


Diferențe individuale: nevoia de prospecție

Cea mai mare provocare pentru teoriile întruchipării radicale este trecerea de la explorare la predicție. Cum se raportează predicțiile de temperatură, de exemplu, la modificările temperaturii pielii? Sunt astfel de noțiuni bazate pe ideea de a reprezenta concepte abstracte, așa cum postulează Lakoff și Johnson (1999)? Un studiu distinctiv realizat de Boroditsky și Ramscar (2002) a constatat că timpul poate fi bazat pe experiența concretă a spațiului. Cu toate acestea, Srinivasan și Carey (2010) au descoperit că efectele comparabile în timp și spațiu sunt deja detectate la sugarii preverbali. Astfel, astfel de reprezentări abstracte ar putea fi explicabile fie prin procese încorporate, fie printr-un proces de schele (vezi și IJzerman și Koole, 2011 IJzerman și colab., 2015b).

Teoriile schelelor sugerează că asocierile dintre experiențele sociale și condițiile corporale creează bazele pentru modelele ulterioare ale lumii (Piaget și Inhelder, 1969 Mandler, 2004 Williams și colab., 2009). Contactul fizic dintre două corpuri creează o serie de stări corporale care servesc drept bază pentru metafore ale relației fundamentate. Contactul prin sex, alăptarea, îmbrățișarea, ținerea mâinii și contactul intim produc toate stimulări senzoriale ale mecanoreceptorilor și termoreceptorilor din piele. Într-adevăr, legătura dintre moliciune și căldură, pe de o parte, și contactul social de bază, pe de altă parte, poate fi atât pregătită genetic, cât și puternic consolidată la începutul vieții și re-prezentată în stiluri de atașament mai târziu în viață (Caporael, 1997 Damasio, 1999 Fiske, 2004 Cohen și Leung, 2009 IJzerman și Semin, 2010 IJzerman și Cohen, 2011). Aceasta prezintă cel puțin două întrebări importante. Cât de mult este atașat radical și cât este reprezentativ? Și cum ar putea să apară schele?

Până în prezent nu este clar cum ar putea apărea schela. Un potențial candidat este teoria PARCS (Tops și Boksem, 2011 Tops și colab., 2014), care sugerează două niveluri de control, unul predictiv și unul reactiv. Conform PARCS, întruchiparea radicală poate fi regula pentru sistemele de control reactiv, cu toate acestea, sistemele de control predictiv sunt de natură re-prezentativă. Din această perspectivă, controlul motivațional poate fi schimbat între sistemele predictive și sistemele reactive, ceea ce permite o influență reprezentativă asupra comportamentului, dar structura reprezentativă este fundamental legată de un sistem de control reactiv încorporat. În acest fel, arhitectura reprezentativă a minții (o reprezentare ușoară Zajonc și Markus, 1984) este construită în strânsă asociere cu arhitectura întruchipată, ceea ce duce la acest fenomen de schele. O atingere a unei alte persoane poate contribui astfel nu numai la sentimentul că lumea este sigură, ci și că mediul are și resurse suficiente. Din această perspectivă, organismul poate face predicții cu privire la ce acțiune viitoare să întreprindă. Această abordare permite astfel predicții clare despre momentul în care sunt utilizate procesele reprezentative și mecanismele neuronale care le susțin. Pentru a elucida această idee, acum explorăm modul în care sistemele cognitive întruchipate radical interacționează cu sistemele cognitive bazate pe reprezentare și modul în care sistemele reprezentative ar fi putut evolua pentru a sprijini cunoașterea relației.

Integrarea întruchipării și reprezentării radicale: teoria sistemelor de control predictiv și reactiv

O descoperire fascinantă este că termoreglarea maternă la șobolani poate duce la o creștere mai mare a creierului. Și știm că stilurile de atașament sigure sunt legate de o mai mare complexitate de sine la oameni (de exemplu, Mikulincer, 1995). Ar putea fi faptul că, pe lângă arhitectura propusă întruchipată radical, există modele predictive în beneficiul unei explorări mai mari? Această idee a diferitelor modele stabile de comportament al atașamentului a fost întotdeauna una dintre caracteristicile distinctive ale teoriei atașamentului. În special, Bowlby (1969/1982) a teoretizat că aceste diferențe și # x02013 și stabilitatea lor de-a lungul vieții & # x02013 s-au datorat modele de lucru interne, sau reprezentări ale relației cu îngrijitorul.

O posibilitate este că creierul a dezvoltat sisteme suplimentare pentru cunoașterea reprezentativă care se bazează pe arhitecturi întruchipate radical în creier, în parte datorită creșterii socialității în timp evolutiv. În special, dimensiunea creierului și dimensiunea grupurilor sociale de la mamifere, în special primatele, sunt corelate pozitiv (Barrett și colab., 2002) în așa fel încât să indice o legătură semnificativă între volumul neocortical și socialitate. Dunbar și Shultz (2007) susțin că această relație a fost promovată deoarece dimensiunea crescută a grupului social și legătura monogamă a perechilor necesita o capacitate predictivă mai mare pentru a naviga în relațiile sociale. Într-adevăr, s-ar putea ca în istoria evoluției o socialitate mai mare să fi condus la presiuni care să promoveze o creștere corticală crescută în timp ce creșterea simultană a eficienței energetice prin cooperare socială.

De ce ar putea fi acest lucru? Credem că creierul uman a dezvoltat capacități prospective / predictive mai mari pentru a promova planificarea și simularea posibilelor rezultate datorită creșterii nevoii de a prezice comportamentul altora care a apărut cu o socialitate crescută, cum ar fi relații mai complexe și # x0201 x0201D (Fiske, 2012 Bohl, 2014). Pentru a prezice viitorul relațiilor și parteneriatelor sociale, o capacitate prospectivă mai mare a devenit esențială, astfel încât să se poată face compromisuri adecvate între rezultatele actuale la un nivel egoist și recompensa potențial mai mare de a lucra în cooperare cu alții, mai mult sau mai puțin ca un & # x0201Ceather raport & # x0201D al mediului social (IJzerman și colab., 2015b). Acest compromis și echilibru necesită abilitatea de a determina încrederea altora și de a prezice comportamentul lor în funcție de situații variate. Acest lucru se întâmplă în două moduri. În primul rând, a fost promovată cunoașterea predictivă și, ca funcție, dimensiunea creierului a crescut probabil. Mai mult, un comportament cooperativ sporit a promovat, de asemenea, eficiența energetică & # x02013 un raport meteo pozitiv & # x02013 care permite o explorare mai bună a mediului, promovând mai multe niveluri de comutatoare, controlate parțial prin mecanisme OT, între comportamentul explorator și defensiv, și predictiv (reprezentativ ) și cognitiv reactiv (întruchipat).

În conformitate cu acest raționament, PARCS sugerează că sistemele de control reactiv au evoluat la începutul istoriei evoluției în scopul controlului comportamental în medii imprevizibile. Acest sistem este compus din structuri ale sistemului limbic lateral, cum ar fi striatul ventral (VS), formarea hipocampului anterior și amigdala, precum și structurile corticale ventrolaterale, cum ar fi girusul frontal inferior (IFG) și insula anterioară (AI). Se crede că acest sistem se specializează în prelucrarea noutăților (cf., Whalen, 2007), a evidenței biologice (cf., Adolphs, 2010) și a stimulilor de mediu urgente pentru a reacționa la exigențe. Funcționează într-un mod ghidat de feedback către situația imediată și concentrează atenția în mod restrâns asupra situației locale. Astfel, atunci când organismul este singur, va căuta probabil pe alții calzi și protectori. În acest mod, organismul poate lua noi informații și poate comunica cu sistemele predictive pentru a actualiza modelele interne predictive care promovează un control predictiv mai mare în viitor (Hasher și Zacks, 1979 Tops și Boksem, 2011).

Sistemele de control predictiv, pe de altă parte, sunt alcătuite din structuri dorsomediale, cum ar fi cortexul cingulat posterior (PCC), precune, girusul unghiular, cortexul parahipocampal, formarea hipocampului posterior, cortexul prefrontal medial și cortexul prefrontal dorsolateral. Se crede că această rețea de sisteme este în mare parte o creștere a presiunilor evolutive care au apărut în medii foarte previzibile și stabile (Tops et al., 2014). Acest sistem acceptă o varietate de funcții cognitive care ar putea fi de natură reprezentativă și este puternic legat de sistemul reactiv. PARCS teoretizează că sistemul este compus în mare parte din structuri neuronale intrinseci rețelei de mod implicit (DMN), cum ar fi cingulatul posterior, lobul temporal medial și cortexul medial prefrontal (Raichle și colab., 2001), precum și executivul dorsal. regiuni. Este implicat în sarcini cognitive cu atenție concentrată intern, cum ar fi imaginarea unui timp sau spațiu diferit (Buckner și Carroll, 2007), sau perspectiva altei persoane (Waytz și Mitchell, 2011). Craik (1943) a sugerat că imaginarea viitorului folosind modele interne permite testarea posibilităților alternative și efectuarea unor previziuni mai bune cu privire la rezultatele situației. În același sens, PARCS sugerează că funcția sistemului predictiv dorsal este de a rula simulări pentru a prezice evenimente viitoare și, în conformitate cu restul lucrării noastre, probabil să & # x0201Cgage & # x0201D cantitatea de resurse disponibile (vezi și IJzerman et. al., 2015a). Astfel, sistemul predictiv dorsal se angajează în crearea de modele interne care prezic rezultatele viitoare prin simulare și actualizează aceste modele încet, în conformitate cu ideea că răspunde la predictibilitatea mediului.

O idee cheie este că sistemul de control predictiv creează simulări în mare parte pe baza informațiilor din surse încorporate. Astfel, o mare parte din creier poate funcționa într-un mod radical întruchipat, dar controlul predictiv a necesitat o formă de arhitectură reprezentativă care utilizează procese de simulare și se implică în procese de calcul. Reprezentările moi sunt schelate pe arhitectura întrupată, dar totuși, totuși, pot exista și să constituie baza modelelor interne de lucru. Pentru a testa o astfel de ipoteză, trebuie să se producă predicții falsificabile care pot fi utilizate pentru a contesta acest model.


Abstract

Context și scop Simptomele interpretate ca tulburări unilaterale ale funcției autonome, cum ar fi răceala, uscăciunea, transpirația și modificările trofice, sunt binecunoscute, dar sunt înțelese incomplet probleme clinice după accident vascular cerebral. Prezentul studiu oferă date legate de incidența și mecanismele din spatele acestor simptome.

Metode Pragurile de percepție a temperaturii, temperaturile pielii, ratele de evaporare și răspunsurile la fluxul sanguin al pielii au fost măsurate bilateral la 37 de pacienți cu AVC cu vârsta de 58 ± 13 ani (medie ± SD) și într-un grup de control de 15 pacienți cu vârsta de 64 ± 15 ani cu o singură ischemie tranzitorie atac.

Rezultate Dintre cei 37 de pacienți cu AVC, 43% au raportat o senzație de răceală în partea contralezională a corpului. Debitul sanguin al pielii bazale și temperatura au fost relativ mai mici în partea contralezională. A existat un exces de evaporare în partea contralezională după leziunile trunchiului cerebral și în partea ipsilezională după leziunile emisferice. Asimetriile reflexului vasomotor au apărut la 34% dintre pacienți și s-au datorat reflexelor vasodilatatoare sau vasoconstrictoare slabe din partea ipsilezională. Aceste anomalii s-au corelat semnificativ cu senzațiile de răceală unilaterală, hipalgezie și termohipestezie în partea contralezională și anatomic cu leziunile din căile spino-talamo-corticale.

Concluzii Leziunile focale ale sistemului nervos central datorate accidentului vascular cerebral pot duce la simptome și dovezi măsurabile ale perturbării unilaterale a funcției simpatice a pielii. Asimetriile vasomotorii se datorează probabil leziunilor căilor vasomotorii care coboară neîncrucișate. Răceala subiectivă se poate datora procesării centrale perturbate.

Simptomele interpretate ca o tulburare unilaterală a funcției autonome, cum ar fi răceala, uscăciunea, transpirația și modificările trofice, sunt probleme clinice bine cunoscute după accident vascular cerebral. Literatura conține rapoarte contradictorii despre frecvența și mecanismele din spatele acestor simptome. De exemplu, hiperhidroza clinică a părții paretice în faza acută de accident vascular cerebral a fost neobișnuită la un grup mare de pacienți cu accident vascular cerebral, dar hiperhidroza măsurată cu evaporimetru a fost destul de frecventă în alte studii. 2 3 4 Diferite asimetrii ale temperaturii și ale fluxului sanguin au fost de asemenea descrise după leziuni cerebrale. 5 6 7 8 9 10 11 În aceste studii, pacienții au fost investigați cu diferite metode la diferite intervale de timp după accident vascular cerebral, ceea ce poate explica rezultatele contradictorii cu privire la care parte a corpului afișează funcții efectoare autonome modificate. În plus, nu există un consens cu privire la locațiile leziunilor sistemului nervos central care duc la disfuncție autonomă. Scopul prezentului studiu a fost de a determina incidența simptomelor disfuncției autonome după faza acută a accidentului vascular cerebral în raport cu locul leziunii și măsurătorilor obiective ale funcției autonome și de a testa dacă reclamația de răceală este un simptom al disfuncției autonome sau un rezultat al percepției termice tulburate. Pacienții fără antecedente sau semne de afecțiuni cardiovasculare sau neurologice anterioare au fost examinați la prima lor admitere pentru accident vascular cerebral.

Subiecte și metode

Treizeci și șapte de pacienți (19 bărbați, 18 femei) cu accident vascular cerebral acut monofocal (vârstă, 58 ± 13 ani, interval mediu ± SD, 20 până la 73 de ani) au fost incluși consecutiv. Pacienții și subiecții de control cu ​​alte leziuni nervoase centrale sau periferice, diabet sau boală a arterelor periferice (indicat prin istoric și examen fizic) au fost excluși. Zece pacienți luau medicamente antihipertensive în momentul investigației: diuretice, 4 agenți de blocare ß-adrenergici, 2 și blocanți de intrare a canalelor de calciu, 4 cu sângerări cerebrale. Examinarea a fost făcută în ziua 6 - 113 (mediană, 14) după incidentul acut la 35 de pacienți (în ziua 6 - 25 în trei sferturi și în ziua 26 - 113 la o pătrime din pacienți) și după 1 an la 2 pacienți readmis la spital din cauza durerii într-o extremitate paretică. (Acești pacienți nu s-au diferit de ceilalți pacienți cu AVC sub nici un alt aspect.) Douăzeci și șase de pacienți au avut emisferă și 11 au avut leziuni ale trunchiului cerebral. Leziunile au fost ischemice în 21 dintre accidentele vasculare cerebrale emisferice și în 9 din accidentele vasculare cerebrale. Pacienții cu semne radiologice neașteptate ale leziunilor preexistente care nu erau indicate de simptomele acute nu au fost niciodată incluși în studiu.

Grupul de control a fost format din 15 subiecți, 5 femei și 10 bărbați cu vârsta cuprinsă între 18 și 80 de ani (medie, 64 ± 15 ani), cu antecedente de atac cerebral ischemic tranzitor cu o scanare CT normală și fără simptome rămase de disfuncție neurologică sau autonomă. . Toți luau aspirină 75 mg / zi, iar 2 luau agenți de blocare ß-adrenergici pentru hipertensiune.

Evaluarea neurologică s-a bazat pe interviuri și examinări clinice repetate. Pacienții au fost întrebați dacă au experimentat un sentiment unilateral de răceală sau căldură sau au observat asimetrie de transpirație, culoare a pielii, edem, „carne de gâscă” sau eczeme. Determinarea localizării leziunii sa bazat pe evaluarea clinică și scanarea CT a creierului.

Scanare CT

Examenul CT a fost efectuat cu planul de scanare paralel cu planul canthomeatal, adică o înclinare a porticului la aproximativ -10 ° față de linia de bază a lui Reid folosind grosimea feliei de 5 până la 10 mm. Examinările au fost făcute în ziua 1 sau 2 în toate cazurile și încă o dată cel puțin 4 săptămâni mai târziu la pacienții cu leziuni emisferice (cu excepția a cinci pacienți care au refuzat o a doua examinare) pentru a obține o mai bună delimitare a prejudiciului permanent și a localizării și extinderii acestuia în relație cu un atlas de neuroanatomie. 12 Evaluarea scanărilor CT a fost făcută de doi neuroradiologi cu experiență fără cunoștința datelor clinice. Cu ghidarea din atlas, 65 de structuri anatomice au fost definite în scanări, iar leziunile au fost legate de aceste structuri și clasificate în funcție de aprovizionarea lor vasculară.

Investigații de laborator

Pragurile de percepție a temperaturii au fost înregistrate ca zonă termoneutrală utilizând metoda Marstock thermotest (Somedic) la pacienții care au experimentat o senzație de temperatură asimetrică. 13 Temperatura pielii a fost măsurată cu un termometru electronic (Exacon) și evaporarea pielii cu un evaporimetru (Servomed AB). Măsurătorile au fost luate bilateral pe partea plantară a degetelor mari, dorsul picioarelor, pretibial, subcostal pe burtă, la coatele dintre epicondilul lateral și tendonul bicepsului, în palme, pe partea palmară a celui de-al treilea deget , și pe frunte, întotdeauna în aceeași ordine. Fluxul sanguin al pielii a fost monitorizat continuu și bilateral pe partea plantară a degetelor mari cu debitmetre laser-Doppler (Periflux PF1a, Perimed). Mișcările respiratorii au fost monitorizate de un dispozitiv de măsurare a tensiunii atașat la pieptul pacientului cu o bandă de cauciuc. Semnalele Laser-Doppler și respiratorii au fost înregistrate pe un recorder cu jet de cerneală (Mingograph 800, Siemens-Elema) și un magnetofon FM cu opt canale (Sangamo Sabre VI, Sangamo-Weston Schlumberger) și ulterior transferate pe un computer (PDP-11 / 70, frecvența de eșantionare de 25 Hz). Trei tipuri de stimuli au fost folosiți pentru a evoca reflexele vasomotorii: o singură respirație profundă, excitare (un zgomot puternic brusc) și stres mental (scăderea de 6, 7 sau 17 din 1000) timp de 60 de secunde. Stimulii au fost dați în ordine aleatorie, de trei ori fiecare, cu cel puțin 3 minute între stimuli. Examinările au fost făcute într-o cameră liniștită de același anchetator (H.N.), după ce subiecții s-au odihnit în pat cu haine îmbrăcate și acoperite de două pături de lână timp de 1 oră. Temperatura camerei a fost de 21 ° C până la 23 ° C. Temperatura corporală dimineața a fost normală la toți pacienții.

Analiză

Răspunsuri la reflexul vasomotor

Pentru determinarea puterii răspunsului vasomotor, calculatorul a calculat pentru fiecare stimul semnalul laser-Doppler mediu din cele trei repetări pentru o perioadă de 30 de secunde înainte și 150 de secunde după începerea stimulului. Valoarea medie a perfuziei laser-Doppler în timpul celor 30 de secunde înainte de stimulare a fost definită ca perfuzie bazală. Răspunsul a fost definit ca devierea de la perfuzia bazală (vezi Fig. 3). Pentru fiecare subiect, diferența dintre răspunsurile din partea stângă și cea dreaptă a fost calculată ca (răspuns stânga-răspuns drept) / ([perfuzie bazală stângă + perfuzie bazală dreaptă] ×).

Răspunsurile la o respirație profundă și la excitare au fost determinate pentru primele 15 secunde, în timp ce răspunsul la stres mental a fost determinat pentru perioada de 15 până la 75 de secunde după start. Aceste perioade de analiză au fost alese deoarece răspunsurile vasoconstrictoare după excitare sau o respirație profundă încep după câteva secunde și ajung de obicei la maxim în 15 secunde. Răspunsurile la stres emoțional încep mai încet (durata obișnuită de peste 60 de secunde) și pentru a evita contaminarea cu răspunsul la excitare, primele 15 secunde au fost excluse. Pentru a examina simetria cursului timpului răspunsurilor, corelația încrucișată a fost efectuată pentru o perioadă de 30 de secunde (respirație profundă și excitare) sau 60 de secunde (stres mental) după începerea stimulului. Indicii de corelație încrucișată au fost calculați în timpul deplasărilor succesive în fiecare direcție a curbelor laser-Doppler corespunzătoare din cele două părți. Valoarea indicelui de corelație la deplasarea zero în timp a fost aleasă ca măsură a gradului de simetrie (a se vedea figura 3).

Evaporarea pielii și temperatura pielii

Pentru fiecare pereche de puncte de măsurare, diferența de evaporare și, respectiv, temperatura pielii, a fost determinată între laturile ipsilezionale și cele contralesionale. Pentru a obține o valoare generală a gradului de simetrie, sa calculat diferența medie a tuturor celor opt situri de măsurare.

Statistici

Pentru a evalua dacă asimetria laterală globală a temperaturii pielii, a evaporării și, respectiv, a fluxului sanguin, a fost semnificativă în diferite grupuri de pacienți, a fost utilizat testul de rang semnat de Wilcoxon pentru perechi potrivite. Pentru a clasifica pacientul individual ca simetric sau asimetric în comparație cu subiectul de control, s-au utilizat limite de încredere de 95%. Deoarece s-au utilizat șase parametri în clasificarea răspunsului vasomotor (forța și cursul timpului răspunsurilor la stres mental, respirație profundă și respectiv excitare), limitele de încredere ale fiecăruia dintre aceștia au fost stabilite la ± (100% -5 / 6% ) = ± 99,2%. Testul de corelare a ordinii de rang a lui Spearman a fost utilizat pentru a testa corelația dintre răspunsul fluxului sanguin și temperatura pielii.

Rezultate

Simptome subiective

Șaisprezece dintre cei 37 de pacienți cu accident vascular cerebral (43%, șapte infarcturi ale trunchiului cerebral, nouă infarcturi emisferice) s-au plâns de o senzație neplăcută (constantă sau temporară) de răceală la nivelul extremităților pe partea contralesională, iar trei pacienți cu leziuni emisferice au avut disconfort datorită unui sentiment de căldură într-o extremitate contralezională. Un pacient cu infarct de trunchi cerebral cu răceală subiectivă în partea contralezională a experimentat o căldură plăcută în partea ipsilezională. Niciun pacient cu leziune hemisferică corticală dreaptă nu a observat răceală în partea contralesională.

Alte simptome autonome raportate au inclus un pacient cu un infarct al trunchiului cerebral care a observat carne de gâscă pe partea contralesională, care simțea frig. Obiectiv, a existat piloerecție doar pe acea parte. Un pacient cu o leziune pontină și un pacient cu un infarct al arterei cerebrale medii (ACM) au raportat transpirație crescută în mâna contralesională în prima săptămână. Un pacient cu sângerări ale trunchiului cerebral a avut inițial transpirație abundentă în partea ipsilezională a feței. Doi pacienți au fost tulburați de o decolorare albăstruie a extremității contralezionale. Șase pacienți au avut dureri pe partea contralesională și trei dintre ei au avut o senzație caldă în plus, doi au avut umflături în mâna paretică.

Localizarea leziunii

Dintre pacienții cu accident vascular cerebral emisferic (n = 26), au existat cinci sângerări localizate central, șapte infarcte lacunare și 12 infarcte mediale și două anterioare ale arterei cerebrale anterioare. Nu s-a găsit nicio corelație între mărimea leziunii în scanarea CT și asimetriile în testele funcționale autonome. Nici nu a existat o diferență în ceea ce privește simptomele autonome sau măsurătorile între AVC-urile hemoragice sau ischemice.

Dintre leziunile trunchiului cerebral (n = 11), două au fost sângerări pontine laterale vizibile la CT (cu simptome corespunzătoare) și nouă au fost leziuni ischemice cu scanări CT normale clasificate după constatări clinice neechivoce ca infarcte medulare laterale (n = 6), pontine laterale infarctele (n = 2) și infarctul medular combinat lateral și medial (n = 1).

Percepția temperaturii

Nouăsprezece pacienți au prezentat simptome subiective de asimetrie de temperatură și hipalgezie (senzație de acțiune redusă sau absentă) pe partea contralezională. La 11 dintre acești pacienți, s-au făcut teste cantitative de percepție a temperaturii, opt pacienți nu au putut fi testați în mod fiabil din cauza neglijenței senzoriale sau a afaziei. Toți pacienții testați au afectat percepția temperaturii în mâna părții contralezionale a celor 10 pacienți ale căror picioare au fost examinate, opt au afectat percepția temperaturii în piciorul din partea contralezională (Fig 1). Zona termoneutrală a părții contralezionale a fost semnificativ mai largă decât cea a laturii ipsilezionale (P& lt.05).

Zona termoneutrală (medie ± SD) a părții ipsilezionale la pacienți a fost de 3,4 ± 1,8 ° C în zona tiamară și de 9,1 ± 3,1 ° C pe dorsul picioarelor. Valorile corespunzătoare din grupul de control au fost de 1,9 ± 0,8 ° C (P& lt.01) și 6,8 ± 2,1 ° C (P& lt.05), respectiv. Toți cei șase pacienți cu durere centrală au avut hipalgezie, iar cei trei dintre ei care ar putea coopera în termotest au afectat percepția temperaturii în partea contralezională.

Temperatura pielii

Temperatura pielii a fost mai mică în partea contralezională a întregului grup de pacienți (P& lt.002, n = 36). Asimetria a fost semnificativă statistic și la subgrupul de pacienți cu accident vascular cerebral emisferic (P& lt.01 n = 26), dar nu în subgrupul cu accident vascular cerebral cerebral (Tabelul 1).

În mod individual, șapte din 35 de pacienți (șase leziuni emisferice și o leziune a trunchiului cerebral) au avut o asimetrie anormală a temperaturii pielii datorită unei temperaturi mai scăzute a pielii în partea contralesională (Fig 2). Patru dintre acești pacienți au avut o senzație subiectivă de răceală. Nu s-a găsit nicio corelație între temperatura pielii și gradul de asimetrie a temperaturii.

Transpiraţie

Din punct de vedere clinic, hiperhidroza a fost observată doar la un singur pacient (cu hemoragie trunchiului cerebral pe partea stângă și transpirație în partea dreaptă a feței).La pacienții cu leziuni emisferice, evaporarea pielii a fost mai mică, adică a existat o relativă hipohidroză în partea contralezională comparativ cu partea ipsilezională (diferența medie a laturii, 2,0 g H2O / m 2 piele pe oră, P& lt.02) (Tabelul 1), în schimb, a existat o hiperhidroză relativă de aproximativ aceeași magnitudine (2,2 g H2O / m 2 piele pe oră, P& lt.01) în partea contralezională a pacienților cu leziuni ale trunchiului cerebral (Tabelul 1). Asimetria a fost similară, dar mai pronunțată atunci când a fost măsurată numai în mâini și picioare, în loc de întregul corp. Cei doi pacienți care au observat o transpirație inițială crescută în mâna paretică nu aveau asimetrie laterală (clinic sau obiectiv) în momentul investigației. În mod individual, opt din 35 de pacienți (23%) au prezentat o asimetrie anormală a transpirației. Nu a existat nicio corelație între diferențele laterale în temperatura pielii și evaporare sau între evaporare și senzația subiectivă de asimetrie a temperaturii (Fig 2). Nici o corelație nu a fost găsită între gradul de afectare motorie și asimetria evaporării.

Fluxul sanguin al pielii

Flux de sânge în repaus

Măsurătorile fluxului sanguin al pielii au fost efectuate la 15 subiecți martori și 32 de pacienți. Nivelul mediu al fluxului sanguin al pielii în repaus a fost mai mic în partea contralezională decât în ​​partea ipsilezională (P= .05). Gradul de asimetrie a fost similar, dar nu semnificativ în subgrupurile cu accident vascular cerebral emisferic și cerebral. Nu a fost prezentă nicio diferență secundară la subiecții martor.

Răspunsuri vasomotorii la stimuli

Modelul de răspuns a variat atât între manevre, cât și între subiecți. La subiecții martori, atât o respirație profundă, cât și o excitare au dus, de obicei, la reduceri de curgere de scurtă durată (cu un debit minim în 10 secunde), urmate de creșteri tranzitorii ale debitului timp de 10 până la 20 de secunde. Cu toate acestea, ocazional, răspunsul a fost fie o reducere monofazică (n = 1), fie creșterea debitului (n = 3). Răspunsul la stresul mental, pe de altă parte, a fost cel mai frecvent o creștere susținută a fluxului sanguin (uneori precedată de o scurtă vasoconstricție ca după excitare), care aproape întotdeauna a depășit perioada de stres de 60 de secunde (figurile 3 și 4). La trei subiecți, răspunsul la stres a fost o vasoconstricție monofazică. Temperatura medie a pielii în degetele contralezionale a fost de 29,7 ° C (interval, 23,5 ° C la 34,5 ° C). Nu s-a găsit nicio corelație între temperatura pielii și răspunsul fluxului sanguin.

La 11 din cei 32 de pacienți cu AVC (34%), răspunsurile vasomotorii au fost asimetrice. La cinci pacienți, au existat asimetrii atât în ​​rezistența răspunsului la flux, cât și în cursul său de timp, în două cazuri, doar cursul de timp a fost anormal, iar în patru, doar rezistența. Toate asimetriile în forța răspunsurilor vasomotorii, indiferent dacă au fost vasodilatații evocate de stres mental (n = 3) sau vasoconstricții după o respirație profundă (n = 4) sau excitare (n = 2), au avut răspunsuri mai slabe sau absente pentru partea ipsilezională .

Relația cu simptomele clinice

Dintre cei 11 pacienți cu răspunsuri asimetrice, șase nu au avut sau doar o pareză motorie discretă, iar trei au avut hemipareză moderată și două severe. Zece au redus sensibilitatea la durere și temperatură, sugerând perturbarea căilor spinotalamice. Proporția reflexelor vasomotorii asimetrice la pacienții care se plâng de răceală la extremitatea contralesională a fost semnificativ mai mare (P& lt.001) decât la pacienții fără astfel de simptome (Tabelul 2). Niciun pacient care nu s-a plâns de senzația de căldură într-o extremitate contralezională nu a avut reflexe vasomotorii asimetrice.

Răspunsul vasomotor mediu pentru pacienții care s-au plâns de răceală a fost asimetric în ceea ce privește vasodilatația, care a fost semnificativ mai slabă în partea ipsilezională (P& lt.05).

Relația cu site-ul leziunii

Șase din cei 11 pacienți cu răspuns vasomotor asimetric au avut leziuni emisferice (trei lacunare și trei infarcte MCA), iar cinci au avut leziuni laterale ale trunchiului cerebral cu extensie medulară medială într-un caz. Nu s-au observat asimetrii semnificative, cu excepția subgrupului de pacienți cu AVC (n = 10), la care răspunsul vasoconstricției la o respirație profundă a fost asimetric și mai slab în partea ipsilezională (P& lt.05).

Discuţie

În acest grup de subiecți sănătoși anterior, cu accident vascular cerebral monofocal, 43% au avut o senzație de răceală în partea contralesională, acesta fiind singurul hemisimptom comun care sugerează perturbarea funcției autonome. Prevalența acestui simptom nu a fost raportată anterior, probabil pentru că este de obicei umbrită de alte tulburări funcționale. Acest lucru ar fi de acord cu experiența noastră conform căreia majoritatea pacienților nu au menționat simptomul în mod spontan, într-un singur caz, răceala fiind plângerea principală de la început și a continuat să fie problema cronică umbrită după externarea din spital. Din cauza afaziei sau neglijării la unii pacienți, este posibil să fi subestimat prevalența. Semnele clinice evidente de disfuncție autonomă au fost rare, dar testele de laborator au confirmat că disfuncția vasomotorie unilaterală și / sau sudomotorie a fost prezentă la aproximativ 45% dintre pacienții investigați. Senzația de răceală în partea contralezională s-a corelat semnificativ cu o asimetrie a reflexelor vasomotorii și o sensibilitate cutanată redusă la stimularea vârfurilor și a temperaturii. În plus, fluxul sanguin bazal al pielii, temperatura pielii și evaporarea bazală au fost semnificativ mai scăzute în partea contralezională decât în ​​partea ipsilezională a corpului în întregul grup, dar pe o bază individuală nu a existat nicio corelație cu simptomul răcirii unilaterale.

În teorie, timpul variabil dintre accidentul vascular cerebral acut și investigație ar fi putut afecta rezultatele. Cu toate acestea, deoarece examinările au fost făcute la mai mult de 6 zile după accident vascular cerebral, fenomenele iritante (hiperexcitabilitate) probabil nu confundă imaginea. Mai mult, rezultatele găsite la pacienții investigați înainte și după ziua 25 nu au diferit, prin urmare, se pare că factorul timp are o importanță minoră. Pacienții cu atac ischemic tranzitor au fost preferați subiecților sănătoși în scopuri de control pentru a include persoane cu status vascular similar și factori de risc ca pacienții cu AVC. Acest lucru ar fi trebuit să minimizeze interpretarea greșită a modificărilor de temperatură și a funcțiilor autonome din cauza manifestărilor generale ale aterosclerozei ca rezultat al deteriorării sistemului nervos central manifestat clinic.

Disfuncție vasomotorie

Debitul sanguin bazal

Datorită variațiilor în microstructura epidermică și / sau vasculară, fluxul sanguin cutanat în repaus măsurat cu tehnica laser-Doppler poate diferi semnificativ între locurile situate la doar câțiva milimetri distanță. 14 Astfel de variații aleatorii nu ar trebui, totuși, să afecteze comparațiile de grup și, prin urmare, concluzionăm că găsirea unui flux de sânge bazal mai scăzut în partea contralezională reprezintă un efect indus de accident vascular cerebral. Mecanismul de bază nu este clar. Teoretic, creșterea traficului nervos vasoconstrictor cutanat în partea contralesională sau scăderea traficului în partea opusă (sau o asimetrie contrară corespunzătoare a traficului nervos vasodilatator) ar fi posibile explicații. Literatura conține rapoarte contradictorii privind temperatura și asimetriile perfuziei pielii în leziunile cerebrale. 5 6 7 8 9 10 11 Descoperirea noastră de vasoconstricție mai pronunțată în partea contralezională este de acord cu cea mai recentă dintre aceste rapoarte, 11 în care pacienții cu AVC care se plângeau de răceală în mâna paretică s-au dovedit a avea o temperatură a pielii redusă în repaus și după stimuli reci, precum și un flux sanguin redus în mâna simptomatică.

Răspunsuri reflexe

Răspunsurile reflex vasomotorii au fost asimetrice la 34% dintre pacienți, iar asimetriile au apărut atât cu leziuni ale trunchiului cerebral, cât și cu leziuni emisferice. Pe baza scanării CT sau a rezultatelor clinice, toți pacienții cu accident vascular cerebral emisferic, cu excepția unuia, care au avut răspunsuri asimetrice au avut leziuni în regiunea ramurii posterioare a capsulei interna și a părții posterolaterale a talamusului. Pacienții cu accident vascular cerebral de tulpină cerebrală cu asimetrie reflexă vasomotorie au prezentat simptome care sugerează tulburarea căilor spinotalamice.

Relația anatomică strânsă dintre căile vasomotorii centrale ale pielii și căile aferente de temperatură și durere poate explica corelația dintre asimetriile reflexelor vasomotorii și percepția temperaturii: leziunea ar fi putut afecta ambele structuri. Alternativ, asimetria vasomotorie poate fi o consecință reflexă a unei leziuni a căilor termice aferente. Într-un studiu fiziologic, Cooper și Kerslake 15 au descoperit că încălzirea de scurtă durată a picioarelor a indus vasodilatația reflexă în mâini într-un alt raport6, s-a ajuns la concluzia că un răspuns normal de vasodilatație necesită fibre aferente și eferente intacte în structuri deasupra nivelului trunchiului creierului. . Întreruperea acestei căi reflexe poate contribui la găsirea unei corelații între sensibilitatea perturbată și asimetria răspunsurilor vasomotorii.

Răspunsurile vasomotorii care au fost asimetrice în rezistența răspunsului au fost întotdeauna mai slabe în partea ipsilezională, indiferent dacă a apărut o vasoconstricție sau o vasodilatație. O posibilă explicație ar fi faptul că fibrele nervoase excitatorii implicate în răspunsurile vasodilatatoare și vasoconstrictoare coboară necrucișate. Acest lucru ar fi de acord cu rezultatele studiilor anterioare care sugerează că majoritatea proiecțiilor hipotalamice simpatice asupra măduvei spinării sunt ipsilaterale. 16 17 Un mecanism alternativ (sau aditiv) ar putea fi căile cu efect inhibitor asupra reflexelor vasomotorii coboară încrucișate. O pierdere a influenței inhibitoare ar duce apoi la amplificarea reflexelor în partea contralezională.

Disfuncție sudomotorie

Hiperhidroza clinică a fost prezentă doar la unul dintre pacienții noștri. Acest lucru este de acord cu rezultatele lui Labar și colab., 1 care au observat că aproximativ 1% dintr-un grup mare de pacienți cu AVC au transpira mai mult pe paretic decât pe partea nonparetică în zilele 1-3. Aceeași direcție de asimetrie în prima săptămână după accident vascular cerebral a fost găsit la pacienții cu accident vascular cerebral emisferic studiat de Korpelainen și colab. 3 Deoarece stimularea electrică corticală are ca rezultat și transpirația contralaterală18, aceste asimetrii pot fi teoretic fenomene iritante, neprezente la pacienții noștri care aveau hiperhidroză ipsilezională atunci când au fost examinați în ziua 6 sau mai târziu. Cu toate acestea, această explicație nu este de acord cu rezultatele studiului longitudinal al lui Korpelainen și colab, care au constatat că, deși magnitudinea asimetriei din studiul lor a scăzut la o lună după accident vascular cerebral, direcția asimetriei a fost încă neschimbată (și opusă). la ale noastre). Rezultatele noastre sunt, de asemenea, diferite prin faptul că nu am găsit nicio corelație cu gradul de pareză motorie la pacienții cu AVC emisferic. Spre deosebire de Korpelainen și colab., Nu am încălzit pacienții și i-am ținut în pat timp de 1 oră înainte de a lua măsurători. Acest lucru poate fi afectat magnitudinea, dar nu este probabil că ar fi afectat direcția asimetriei. Grupul de pacienți cu leziuni ale trunchiului cerebral care au avut hiperhidroză contralezională în studiul nostru nu a avut insuficiență motorie sau insuficientă, sugerând că alți factori decât deficitul motor sunt importanți pentru hiperhidroză. Într-un studiu al răspunsurilor simpatice ale pielii, Korpelainen și colab. 4 au găsit răspunsuri transpiraționale crescute contralazional numai după leziunile trunchiului cerebral și nu după leziunile emisferice, ceea ce este în concordanță cu rezultatele noastre. Studiile anterioare demonstrează căile sudomotorii excitatorii centrale duale: un tract cortico-limbico-spinal încrucișat 18 și o cale hipotalamo-reticulo-spinală necrucișată. 18 19 Prin urmare, din punct de vedere hipotetic, asimetria evaporării după leziunile emisferice din studiul nostru poate fi explicată prin leziuni care afectează în primul rând calea cortico-limbico-spinală, iar asimetria după leziunea trunchiului cerebral poate fi rezultatul leziunilor care afectează în principal hipotalamo- cale termoreglator reticulo-spinală.

Asimetrii termice

Temperatura pielii

Temperatura pielii a fost cu aproximativ 0,4 ° C mai mică în partea contralesională la pacienții cu leziuni emisferice. Diferența laterală medie în grupul mai mic de pacienți cu infarcturi ale trunchiului cerebral a fost similară, dar nu a atins semnificația statistică. Asimetria temperaturii nu s-a corelat cu senzația de răceală, dar asta nu exclude o corelație în alte circumstanțe. Pacienții noștri se odihneau în pat acoperiți cu pături timp de 1 oră înainte de măsurători. Această procedură a fost adoptată pentru a realiza condiții de măsurare standardizate, dar este posibil să fi redus asimetriile. În sprijinul acestei posibilități, un pacient (fără dovezi de neuropatie sau stenoză a arterei piciorului) a avut o temperatură a pielii cu 9 ° C până la 10 ° C mai mică în piciorul paretic în mai multe ocazii când a ieșit din pat. În schimb, diferența a fost de numai 1 ° C până la 2 ° C când pacientul a fost imobilizat sub pături în pat.

În teorie, temperatura pielii mai scăzută în partea contralesională decât în ​​partea ipsilezională se poate datora fie evaporării crescute, fie fluxului sanguin redus în partea contralesională. Deoarece pacienții noștri cu leziuni emisferice au avut o evaporare și un flux sanguin cutanat mai scăzute în partea contralesională, temperatura mai scăzută din acea parte s-a datorat probabil fluxului sanguin redus. Acest lucru ar fi de asemenea de acord cu Thiele și van Senden, 20 care au descoperit că vasoconstricția cutanată a cauzat o scădere a temperaturii pielii, ceea ce a dus la o transpirație insensibilă scăzută.

Percepția temperaturii

Determinarea pragurilor de percepție a temperaturii necesită un grad ridicat de cooperare a subiectului. Mulți pacienți cu AVC au dificultăți cu testul din cauza concentrației afectate, reacțiilor lente la stimuli, neatenției față de partea paretică sau disfaziei senzoriale cu dificultăți în înțelegerea instrucțiunilor. Deși pacienții au fost excluși de la testul de percepție a temperaturii ori de câte ori au fost detectate astfel de simptome, s-au găsit zone termoneutrale lărgite în partea ipsilezională. Deoarece pacienții cu leziuni centrale emisferice pure au avut și zone termoneutrale lărgite în partea ipsilezională, conformarea pacienților nu este probabil cauza acestui rezultat. O explicație alternativă ar fi că unele căi spinotalamice au proiecții talamice bilaterale. 21 Prevalența ridicată a percepției temperaturii reduse la pacienții cu răceală poate fi o supraestimare, deoarece nu toți au fost testați. Cu toate acestea, testul de senzație pinprick, care nu necesită același grad de cooperare de la pacient și, prin urmare, a fost studiat la toți pacienții, a fost, de asemenea, redus la toți pacienții cu răceală, ceea ce susține rezultatul termotest. Rezultatele noastre privind afectarea senzației de vârf și percepția temperaturii la pacienții cu durere din partea paretică sunt de acord cu rezultatele lui Boivie și colab., 22 care au studiat pacienții cu durere post-accident vascular cerebral. Cu toate acestea, rezultatele noastre arată, de asemenea, că aceste constatări nu sunt specifice, dar pot apărea la pacienții fără durere post-accident vascular cerebral.

Senzația de răceală pe partea contralazională

Deoarece temperatura pielii a fost mai scăzută pe partea contralesională, senzația de răceală pe această parte poate reflecta o percepție adecvată a asimetriei temperaturii. Având în vedere percepția semnificativ afectată a temperaturii pe partea contralesională, această explicație pare puțin probabilă. Cu toate acestea, nu poate fi neglijat în totalitate, deoarece am măsurat doar lățimea zonei termoneutrale, prin urmare, o afectare selectivă a percepției căldurii (cu percepție păstrată la rece) este dificil de exclus. Răceala probabil nu se datorează inactivității extremităților, deoarece mai mult de 50% dintre pacienții cu acest simptom nu au avut sau doar o ușoară hemipareză. O explicație mai probabilă pentru senzația de răceală poate fi că aceasta este cauzată de o procesare centrală perturbată. Acest lucru ar fi compatibil cu corelația dintre hipalgezie, termohipestezie și răceală în partea contralesională și ar fi o explicație analogă cu cea utilizată pentru a explica apariția durerii post-accident vascular cerebral. 22

Concluzie

Simptomele sugestive de disfuncție autonomă pe o parte a corpului după accident vascular cerebral sunt frecvente, iar măsurătorile obiective demonstrează apariția transpirației, a temperaturii și a asimetriilor de perfuzie a pielii. Simptomul de răceală pe partea contralesională este legat de asimetria reflexului vasomotor al pielii și de o leziune a căilor spino-talamo-corticale și se poate datora unei procesări centrale perturbate.

Figura 1. Graficele prezintă zone termoneutrale la pacienții cu senzație subiectivă de răceală în partea contralesională. Media + 2 SD a grupului de control este indicată de linia punctată. Valorile la extremitățile simptomatice și asimptomatice ale aceluiași pacient sunt conectate printr-o linie. Un pacient a avut senzație de răceală numai la nivelul piciorului paretic și a fost examinat doar la nivelul picioarelor.

Figura 2. Graficele prezintă diferențe individuale ale temperaturii pielii (stânga) și evaporării (dreapta). Fiecare simbol reprezintă media a opt locuri de măsurare de pe partea ipsilezională minus valoarea medie corespunzătoare a laturii contralesionale. ○ indică leziuni emisferice ♦, leziuni ale trunchiului cerebral. Valorile medii ale diferenței controalelor ± 2 SD și ± 3 SD sunt indicate prin linii orizontale. O valoare pozitivă (peste linia zero) înseamnă că partea contralezională a fost mai rece (sau hipohidrotică) în comparație cu partea ipsilezională.

Figura 3. Răspunsuri vasomotorii la stresul mental, o respirație profundă și excitare la un subiect de control. Fiecare curbă de debit laser-Doppler (LDF) este media a trei curbe de răspuns individuale. Săgețile indică începutul manevrei, iar perioada de stres mental este indicată de o bară pe X axă. În fiecare curbă de diferență, aria dintre curbă și X axa între 15 și 75 de secunde pentru stres mental și între 0 și 15 secunde pentru o respirație profundă și excitare este marcată cu negru. Valoarea medie a acestei zone pe secundă împărțită la media fluxurilor de sânge în repaus în cele două părți este utilizată ca măsură a diferenței laterale a răspunsului. Panourile de jos prezintă curbele de corelație încrucișată ale celor două laturi pentru fiecare manevră. Abscisa reprezintă deplasarea în câteva secunde între curbele LDF din partea stângă și dreapta.

Figura 4. Răspunsuri vasomotorii la stresul mental, o respirație profundă și excitare la un pacient cu infarct al arterei cerebrale medii emisferice stângi. Observați răspunsurile asimetrice la o respirație profundă cu vasoconstricție numai în partea contralezională (dreapta). Asimetria (zona umbrită / debitul mediu de repaus) a fost patologică în comparație cu cea a subiecților martor după o respirație profundă, dar nu după excitare. Răspunsul la stres mental a fost patologic din cauza valorii scăzute (negative) a corelației încrucișate. LDF indică fluxul laser-Doppler. Pentru explicații suplimentare, a se vedea figura 3.

Tabelul 1. Diferența laterală a temperaturii și evaporării pielii

Masa 2. Relația dintre senzația subiectivă unilaterală de răceală și reflexele vasomotorii la picioare

Diferența dintre grupurile cu și fără asimetrie subiectivă a senzației de temperatură este semnificativă (P& lt.001, testul χ 2).

Acest studiu a fost susținut de fundația „1987 års stiftelse för Strokeforskning” și de grantul suedez al Consiliului de Cercetări Medicale 3546.


Priveste filmarea: Curs Neurostiinte 6 (Ianuarie 2022).