Jądro Onufa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Jądro Onufa (jądro Onufrowicza, ang. Onuf nucleus) – odgraniczona grupa neuronów w rogach przednich w odcinku krzyżowym rdzenia (S1–S2 lub S2–S3) zaangażowana w kontrolę trzymania moczu, stolca, erekcję prącia i łechtaczki oraz ejakulację. Zawiera motoneurony, m.in. nerwu sromowego. Nazwa tej struktury honoruje amerykańskiego neurologa polskiego pochodzenia, Bronislawa Onufa-Onufrowicza.

Historia[edytuj | edytuj kod]

Strukturę anatomiczną opisał w 1899 roku jako "jądro X" szwajcarsko-amerykański neurolog polskiego pochodzenia, Bronislaw Onuf-Onufrowicz[1]. W kolejnej pracy zasugerował, że motoneurony tego jądra zaopatrują mięśnie kulszowo-jamisty i opuszkowo-jamisty[2]. Gheorghe Marinescu w 1903 roku po doświadczeniach na psach wysunął tezę[3], że może ono regulować czynność zwieracza zewnętrznego odbytu, obaloną rok później przez Stéphana Irimesco i Constantine I. Parhona[4]. Kolejnymi, którzy badali jądro Onufa, byli Louis Jacobsohn-Lask w 1931[5] i Léon Laruelle w 1936 roku. Obaj uznali, że stanowi ono część układu nerwowego autonomicznego. W latach 50. cytoarchitektonikę jądra badali Bror Rexed[6] i Romanes[7].

Morfologia[edytuj | edytuj kod]

Anatomia topograficzna[edytuj | edytuj kod]

Jądro Onufa to mała, parzysta grupa komórek, znajdująca się w rdzeniu kręgowym w odcinku krzyżowym na poziomie S1–S2 lub S2–S3, zwykle rozmieszczona symetrycznie po obu stronach rogów brzusznych rdzenia[8].

Histologia[edytuj | edytuj kod]

W neuropilu jądra znajduje się około 300–500 komórek nerwowych, u człowieka średnio 625 łącznie[9]; średnica jądra wynosi 4–6 mm[10].

Do badań anatomii jądra Onufa używano wielu technik barwienia. Często stosowane były metoda Nissla, metody barwienia osłonek mielinowych, a także techniki oparte na srebrzeniu. Zastosowanie metody Klüvera-Barrery ujawniło, że jądro wydaje się być jasne z powodu obecności wielu przebiegających w nim w poprzek niezmielinizowanych włókien nerwowych. Komórki tworzące jądro Onufa są małe w porównaniu z innymi komórkami sznurów bocznych. Zalicza się je do neuronów ruchowych (motoneuronów) i jak wszystkie motoneurony charakteryzują się wielobiegunowością i dużymi ciałkami Nissla[8].

Dymorfizm płciowy[edytuj | edytuj kod]

Obserwuje się dymorfizm płciowy jądra Onufa; opisano go u psów[11], hien[12], szczurów[13], świnek morskich[14], małp i ludzi. U samców tych gatunków liczba motoneuronów jądra Onufa jest większa niż u samic. Doświadczalnie wykazano, że te różnice międzypłciowe mogą zostać zmniejszone lub w niektórych przypadkach zniwelowane przez przedurodzeniową ekspozycję żeńskiego płodu na wysokie poziomy androgenów[12]. Dymorfizm płciowy nie występuje u żyjących w eusocjalnej strukturze golców[15].

Anatomia porównawcza[edytuj | edytuj kod]

Przy użyciu peroksydazy chrzanowej określono, że w jądrze Onufa u psów, chomików, małp i ludzi perykariony motoneuronów zwieraczy zewnętrznych odbytu znajdują się do tyłu i przyśrodkowo względem motoneuronów zaopatrujących zwieracz zewnętrzny cewki. U szczurów, suwaków mongolskich i świni domowej ciała tych komórek nerwowych tworzą dwa osobne jądra[16].

Funkcja[edytuj | edytuj kod]

Jądro Onufa unerwia mięśnie prążkowane krocza, w tym zwieracze zewnętrzne cewki i odbytu[17]. Neurony jądra Onufa odpowiadają za zależną od woli kontrolę napięcia mięśni zwieracza zewnętrznego odbytu i zwieracza cewki. Przyjmuje się również, że unerwiając mięśnie: kulszowo-jamisty i opuszkowo-jamisty odpowiadają za erekcję prącia i łechtaczki oraz za ejakulację. Część grzbietowo-przyśrodkowa zaopatruje mięśnie odbytu, a brzuszno-boczna zwieracz cewki[8][18][19].

Przez długi czas toczyła się debata nad charakterem motoneuronów jądra Onufa – somatycznym bądź autonomicznym. Istnieją dowody potwierdzające obie hipotezy. Przyjmuje się, że motoneurony jądra Onufa należą do osobnej klasy neuronów, pośredniej między somatycznymi a autonomicznymi (współczulnymi i przywspółczulnymi)[20].

Za somatycznym charakterem jądra Onufa przemawiają następujące fakty[20][21]:

  • motoneurony jądra Onufa zaopatrują mięśnie prążkowane krocza, które mogą być kontrolowane zależnie od woli[18][22],
  • w neuronach jądra Onufa nie ma gęstych elektronowo pęcherzyków rdzeniowych (ang. dense core vesicles), typowych dla neuronów autonomicznych, mimo że otrzymują impulsację z alfa-motonuronów[23],
  • neurony jądra Onufa u chorych z uszkodzeniem dolnego neuronu ruchowego lub stwardnieniem zanikowym bocznym (ALS) wykazują takie same nieprawidłowości cytoszkieletu, jak zajęte w przebiegu choroby alfa-motoneurony rdzenia[18].

Tezę o autonomicznym charakterze jądra Onufa wspierają następujące obserwacje[20][21]:

  • w schorzeniach przebiegających z zaburzeniami trzymania moczu i stolca zajęcie obszarów autonomicznych i jądra Onufa wygląda podobnie[18],
  • oba typy komórek (jąder autonomicznych i jądra Onufa) są zaoszczędzone w przebiegu ALS,
  • jądro Onufa nie otrzymuje bezpośrednich połączeń aferentnych od kory, w przeciwieństwie do innych jąder motorycznych[24],
  • jądro Onufa ma anatomiczne połączenia z neuronami przywspółczulnymi krzyżowego odcinka rdzenia i mają liczne zakończenia peptydergiczne[23],
  • komórki jądra Onufa nie zawierają swoistego dla neuronów, związanego z czynnikiem wzrostu białka B-50 (GAP-43)[25],
  • motoneurony jądra Onufa otrzymują bezpośrednie połączenia aferentne z podwzgórza[26],
  • komórki jądra Onufa przypominają neurony autonomicznego układu nerwowego, i nie otrzymują połączeń od przyległych neuronów[18].

Neurotransmitery[edytuj | edytuj kod]

Motoneurony jądra Onufa posiadają liczne receptory dla serotoniny (5-HT) i noradrenaliny (NA), i są aktywowane przez glutaminian. Gdy receptory dla 5-HT i NA są stymulowane, odruch z jądra Onufa zapobiega opróżnieniu pęcherza moczowego przez nagły niespodziewany wzrost ciśnienia śródbrzusznego[27].

Patologia[edytuj | edytuj kod]

Rola w patogenezie wysiłkowego nietrzymania moczu[edytuj | edytuj kod]

Inkontynencja stresowa, inaczej wysiłkowe nietrzymanie moczu (ang. stress urinary incontinence, SUI) to częste schorzenie kobiet spowodowane osłabieniem mięśni dna miednicy. W jego przebiegu podczas kaszlu, śmiechu, kichania, wykonywania wysiłku i podczas każdej innej czynności zwiększającej ciśnienie śródbrzuszne, dochodzi do niekontrolowanego wycieku moczu z pęcherza.

Cewka moczowa zamykana jest przez trzy warstwy mięśni; dwa zwieracze zbudowane z okrężnych i podłużnych pasm mięśniowych gładkich oraz poprzecznie prążkowany mięsień zwieracz zewnętrzny cewki. Unerwienie zwieracza zewnętrznego cewki moczowej pochodzi z nerwu sromowego i jądra Onufa i zapewnia regulację mikcji. Receptory w ścianie pęcherza moczowego pobudzane są naprężeniem ściany (ang. stretch receptors); impulsacja z receptorów przekazywana jest przez neurony zazwojowe, które uwalniają na zakończeniach synaptycznych noradrenalinę. Noradrenalina powoduje rozluźnienie mięśniówki pęcherza i obkurczenie zwieracza cewki, zapobiegając wyciekowi moczu. Specjalny odruch zapewnia utrzymanie moczu w pęcherzu; jego nazwa angielska to pelvic-to-hypo-gastric reflex, guarding reflex lub sympathetic storage reflex. Łuk odruchu jest pobudzany w momencie każdej ze wspomnianych czynności, mogących doprowadzić do nagłego wzrostu ciśnienia śródbrzusznego. Pierwotnym neurotransmiterem inicjującym odruch jest glutaminian; przekaźnik ten aktywuje receptory NMDA lub AMPA, wzbudza potencjał czynnościowy i powoduje uwolnienie acetylocholiny na zakończeniach nerwowych. ACh powoduje skurcz mięśni poprzecznie prążkowanych. Gdy odruch nie działa prawidłowo, dochodzi do wysiłkowego nietrzymania moczu[27].

Rola duloksetyny w leczeniu SUI[edytuj | edytuj kod]

Chlorowodorek duloksetyny okazał się być skutecznym lekiem w terapii inkontynencji stresowej. Duloksetyna należy do selektywnych inhibitorów zwrotnego wychwytu serotoniny i noradrenaliny (SNRI). Zwiększa pojemność pęcherza moczowego i poprawia czynność zwieraczy cewki u zwierząt i u ludzi z zaburzeniami funkcji pęcherza; nie wywiera przy tym wpływu na siłę ani czas trwania skurczu pęcherza. Wydaje się zatem, że duloksetyna wywiera swoje działanie wpływając na ramię czuciowe (dośrodkowe) odruchu regulacji mikcji. 5-HT i NA wywierają swoje efekty nie przez bezpośrednie pobudzenie motoneuronów, ale przez potencjalizację działań glutaminianu. Gdy nie dochodzi do pobudzenia glutaminergicznego motoneuronów zwieracza cewki, nie obserwuje się działania 5-HT i NA[9].

Rola w patogenezie ALS[edytuj | edytuj kod]

W stwardnieniu zanikowym bocznym (ALS) dochodzi do zwyrodnienia motoneuronów rogów przednich kontrolujących mięśnie poprzecznie prążkowane. Co zaskakujące, zwieracze cewki i odbytu pozostają czynne nawet w schyłkowej fazie choroby. Ponieważ mięśnie te zaopatrywane są przez neurony jądra Onufa, badania w tym kierunku mają duże znaczenie dla poznania choroby.

W badaniu przeprowadzonym przez Kihirę i współpracowników ośmiu pacjentów z ALS porównano z kontrolną grupą dziewięciu zdrowych osób. Stwierdzono, że całkowita liczba neuronów jąder Onufa u chorych z ALS nie różniła się znacząco od tej u osób zdrowych. Liczba prawidłowych neuronów zmniejszała się przy jednoczesnym zwiększeniu liczby zwyrodniałych komórek. U pacjentów z ALS ilości RNA w komórkach były też mniejsze w porównaniu z kontrolą, a zmniejszenie ilości RNA korelowało ze zmniejszeniem wielkości jąderek motoneuronów. Autorzy stwierdzili, że zmniejszenie jąderka w motoneuronach rogów przednich może być wczesnym wskaźnikiem choroby[23].

Rola w patogenezie zespołu Shy'a-Dragera[edytuj | edytuj kod]

Odmienna sytuacja ma miejsce w rzadkiej chorobie neurodegeneracyjnej, zespole Shy'a-Dragera[28]. W przebiegu tej choroby dochodzi do uszkodzenia komórek obszaru jądra Onufa, a ponieważ jednym z objawów jest nietrzymanie moczu, obserwacje te dodatkowo przemawiają za prawdziwością proponowanej teorii o roli jądra Onufa[29].

Przypisy

  1. Onuf (Onufrowicz) B. Notes on the arrangement and function of the cell groups in the sacral region of the spinal cord. „J Nerv Ment Dis”. 26, s. 498-504, 1899. 
  2. Onuf (Onufrowicz) B. On the arrangement and function of the cell groups of the sacral region of the spinal cord in man. „Arch Neurol Psychopathol”. 3, s. 387-412, 1900. 
  3. Marinesco G. Recherches sur les localisations motorices spinales. „Sem Méd (Paris)”. 24, s. 225–231, 1904. 
  4. Irimesco S, Parhon C. Recherches sur la localisation spinale de muscles du périnée st du rectum (chez l’homme). „J Neurol (Paris)”. 10, s. 61–67, 1905. 
  5. Jacobsohn-Lask L. Über den medialen Sympathikuskern des menschlichen Rückenmarks. Zeitschrift für die gesamte Neurologie und Psychiatrie 134, 1, 649–656 (1931) DOI:10.1007/BF02897011
  6. Rexed B. A cytoarchitectonic atlas of the spinal cord in the cat. „The Journal of comparative neurology”. 2 (100), s. 297–379, kwiecień 1954. doi:10.1002/cne.901000205. PMID 13163236. 
  7. Romanes GJ. The motor cell columns of the lumbosacral spinal cord of the cat. J Comp Neurol 94:313–363 (1951)
  8. 8,0 8,1 8,2 Mannen T. Neuropathological findings of Onuf's nucleus and its significance. „Neuropathology”. 20 Suppl, s. S30-3, 2001. PMID 11037184. 
  9. 9,0 9,1 Jost WH, Marsalek P. 2005. Duloxetine in the treatment of stress urinary incontinence. Therapeutics and Clinical Risk Management 1(4):259-264
  10. Scaravilli T, Pramstaller PP, Salerno A, Egarter-Vigl E, Giometto B, Vitaliani R, An SF, Revesz T. Neuronal loss in Onuf's nucleus in three patients with progressive supranuclear palsy. „Annals of neurology”. 1 (48), s. 97–101, lipiec 2000. PMID 10894221. 
  11. Forger NG, Breedlove SM. Sexual dimorphism in human and canine spinal cord: role of early androgen. „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”. 19 (83), s. 7527–31, październik 1986. PMID 3463982. 
  12. 12,0 12,1 Forger NG, Frank LG, Breedlove SM, Glickman SE. Sexual dimorphism of perineal muscles and motoneurons in spotted hyenas. „The Journal of comparative neurology”. 2 (375), s. 333–43, listopad 1996. <333::AID-CNE11>3.0.CO;2-W doi:10.1002/(SICI)1096-9861(19961111)375:2<333::AID-CNE11>3.0.CO;2-W. PMID 8915834. 
  13. Jordan CL, Breedlove SM, Arnold AP. Sexual dimorphism and the influence of neonatal androgen in the dorsolateral motor nucleus of the rat lumbar spinal cord. „Brain research”. 2 (249), s. 309–14, październik 1982. PMID 7139305. 
  14. Freeman LM, Breedlove SM. Motoneurons innervating guinea pig perineal muscles are sexually dimorphic in size but not number. „Brain research”. 1 (690), s. 1–7, sierpień 1995. PMID 7496793. 
  15. Peroulakis ME, Goldman B, Forger NG. Perineal muscles and motoneurons are sexually monomorphic in the naked mole-rat (Heterocephalus glaber). „Journal of neurobiology”. 1 (51), s. 33–42, kwiecień 2002. PMID 11920726. 
  16. Gerrits PO, Sie JA, Holstege G. Motoneuronal location of the external urethral and anal sphincters: a single and double labeling study in the male and female golden hamster. „Neuroscience letters”. 3 (226), s. 191–4, maj 1997. PMID 9175599. 
  17. Schrøder HD. Onuf's nucleus X: a morphological study of a human spinal nucleus. „Anatomy and embryology”. 4 (162), s. 443–53, styczeń 1981. PMID 7347498. 
  18. 18,0 18,1 18,2 18,3 18,4 Bergmann M, Völpel M, Kuchelmeister K. Onuf's nucleus is frequently involved in motor neuron disease/amyotrophic lateral sclerosis. „Journal of the neurological sciences”. 2 (129), s. 141–6, kwiecień 1995. PMID 7608728. 
  19. Jost WH, Marsalek P. Duloxetine in the treatment of stress urinary incontinence. „Therapeutics and clinical risk management”. 4 (1), s. 259–64, grudzień 2005. PMID 18360568. 
  20. 20,0 20,1 20,2 Holstege G. Central nervous system control of ejaculation. „World journal of urology”. 2 (23), s. 109–14, czerwiec 2005. doi:10.1007/s00345-004-0484.. PMID 15875196. 
  21. 21,0 21,1 Holstege G, Griffiths D. Neuronal Organisation of Micturition PDF
  22. Sato M, Mizuno N, Konishi A. Localization of motoneurons innervating perineal muscles: a HRP study in cat. „Brain research”. 1 (140), s. 149–54, styczeń 1978. PMID 626878. 
  23. 23,0 23,1 23,2 Kihira T, Yoshida S, Yoshimasu F, Wakayama I, Yase Y. Involvement of Onuf's nucleus in amyotrophic lateral sclerosis. „Journal of the neurological sciences”. 1 (147), s. 81–8, marzec 1997. PMID 9094064. 
  24. Iwatsubo T, Kuzuhara S, Kanemitsu A, Shimada H, Toyokura Y. Corticofugal projections to the motor nuclei of the brainstem and spinal cord in humans. „Neurology”. 2 (40), s. 309–12, luty 1990. PMID 2300253. 
  25. Nacimiento W, Töpper R, Fischer A, Möbius E, Oestreicher AB, Gispen WH, Nacimiento AC, Noth J, Kreutzberg GW. B-50 (GAP-43) in Onuf's nucleus of the adult cat. „Brain research”. 1 (613), s. 80–7, czerwiec 1993. PMID 8348306. 
  26. Holstege G. Some anatomical observations on the projections from the hypothalamus to brainstem and spinal cord: an HRP and autoradiographic tracing study in the cat. „The Journal of comparative neurology”. 1 (260), s. 98–126, czerwiec 1987. doi:10.1002/cne.902600109. PMID 3496365. 
  27. 27,0 27,1 Thor KB. Targeting serotonin and norepinephrine receptors in stress urinary incontinence. „International journal of gynaecology and obstetrics: the official organ of the International Federation of Gynaecology and Obstetrics”, s. S38–52, lipiec 2004. doi:10.1016/j.ijgo.2004.04.028. PMID 15302566. 
  28. Chalmers D, Swash M. Selective vulnerability of urinary Onuf motoneurons in Shy-Drager syndrome. „Journal of neurology”. 4 (234), s. 259–60, maj 1987. PMID 3612199. 
  29. Mannen T, Iwata M, Toyokura Y, Nagashima K. The Onuf's nucleus and the external anal sphincter muscles in amyotrophic lateral sclerosis and Shy-Drager syndrome. „Acta neuropathologica”. 4 (58), s. 255–60, styczeń 1982. PMID 7158303. 

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Iwata M, Inoue K, Mannen T. Functional localization in the Onufrowicz nucleus in man. „Clin Neuropathol”. 12. 2, s. 112-6, 1993. PMID 8477551. 
  • Mannen T. Neuropathological findings of Onuf's nucleus and its significance. „Neuropathology”. 20 Suppl, s. S30-3, 2001. PMID 11037184. 

Star of life.svg Zapoznaj się z zastrzeżeniami dotyczącymi pojęć medycznych i pokrewnych w Wikipedii.