Uyku Nörofizyolojisi

Dr.İbrahim ÖzturaDEÜTF Nöroloji AD

&DEÜH Uyku bozuklukları

veEpilepsi İzlem Merkezi

uyku

Kompleks davranışsal bir durum Modern nörolojik bilimlerin en önemli

gizemlerinden biri Geleneksel düşünce

Beyinsapı ve talamus 1998 sonrası

Hipotalamus

Tarihçe Baron Von Economo

I.Dünya savaşı, ansefalitis letarjika Hans Berger

1929, EEG kayıtlaması Moruzzi ve Magoun

1949, ARAS, uyku-uyanıklık ve beyin sapı Aserinsky ve Kleitman

1953, REM uykunun De Lecea ve ark. ile Sakurai ve ark.

1998, Hypocretin 1-2/Orexin A-B

Kolinerjik-Monoaminerjik sistem

Normal uyku NREM ve REM arasındaki değişimler NREM-REM ve Uyanıklık

EEG dalgalarının senkronizasyonu ve desenkronizasyonu

Beyin sapı kolinerjik ve monoaminerjik nukleuslarından köken alan talamokortikal döngülerdeki nöral aktivitenin sonucu

Talamokortikal döngüler Talamusun retiküler hücreleri ve serebral korteks

ARA’nın Monoaminerjik sistemi Seratoninerjik sistem

Dorsal Rafhe Nukleusu(DRN) Noradrenerjik sistem

Beyin sapı Lokus seroleus(LC) Histaminerjik sistem

Posterior hipotalamus Tuberromamiller nukleus(TMN)

Monoaminerjik sistem serebral kortekse talamusun retiküler nukleusuna Anterior hipotalamus(VLPO)

yaygın olarak projekte olur

uyanıklık

Kolinerjik nukleuslar1-Pontin(LTD-PPT)

2-Önbeyin nukleus bazalis

DRN-LC’un inhibitör kontrolü altında

Eksitatör etkili projeksiyonları

Talamik retiküler nukleuslara

Talamo-limbik sisteme(amigdala)

Serebral kortekse

Talamokortikal döngü ve aminerjik kolinerjik projeksiyonlar

Aminerjik aktivite Aktif uyanıklıkta yüksek NREM uykuda aminerjik aktivite azalır REM uyku süresince kaybolur

Serebral kortekste REM uyku esansında aminerjik demodülasyon(hipokretin kaybına bağlı)

Aminerjik nöronlar(wake-on ve sleep-off hücreler)

uyanıklık

Uyanıklık-REM-NREM(nöronal özellikler)

Uyanıklık NREM REM

REM ve wake-on hücreler + - ++

Wake-on ve sleep-off hücreler ++ + -

EEG desenkronizasyonu Uyanıklık ve REM uykuda Talamokortikal kolinerjik ve limbik projeksiyonlar

aracılığıyla Kolinerjik hücreler( REM ve wake-on hücreler)

Uyanıklık-REM uyku arasındaki farklılık REM uykuda aminerjik sistem inaktif Uyanıklıkta kolinerjik sistem yanında aminerjik sistemle

birlikte dopaminerjik, hipokretinerjik sistem de aktif

Dopaminerjik sistem

Dopaminerjik nöronlar S.nigraya yakın mezesefalik VTA’da yerleşik Mezokortikal limbik yolak ile kortekse projekte

LC ve limbik talamik nukleuslara eksitatör bağlantılar ve uyanıklık için ARAS’a bağlantılar Talamus aracılı spinal kord bağlantıları(RLS?) D1 ve D2 temel reseptörleri, dopa agonistleri Psikomotor stimulanların temel etki mekanizması

Anterior hipotalamus(VLPO) GABAerjik ve galaninerjik nöronlar

İnhinbitör etkili NREM ve REM uyku esnasında aktif iken hipokretinerjik,

aminerjik ve kolinerjik sistem inhibedir

VLPO’nun bağlantıları TMN, DRN, LC ve SKN’dan inhibitör bağlantılar alır

(Hipokretinerjik sistemden inhibitör bağlantı almaz)

VLPO ve aminerjik sistem arasında resiprokal etkileşim

Saper ve ark. önerisi

NREM uyku başlangıcı

Resiprokal interaksiyon modeli1- Uyanıklıkta aminerjik sistem baskın2- REM uykuda kolinerjik sistem baskın3- NREM uyku ara durum

(kolinerjik)REM-on hücreler (aminerjik)REM-off hücreler

Seratoninerjik ve noradrenerjik hücreler temelinde(histaminerjik ve dopaminerjik hücrelerinde katkısı ile)

Uyanıklıkta aminerjik tonik aktivasyon ile kolinerjik aktivasyon REM supresyonu

REM uyku evresinde aminerjik inhibisyon kaybı ile kolinerjik aktivitenin baskın hale gelmesi

REM uyku kontrolü

McCarley ve Hobson REM-off nöronlar

1-NE içeren nöronlar

2-Seratonin içeren nöronlar

3-Histamin İçeren nöronlar

REM-on nöronlar1-LDT

2-PPT

Suprakiazmatik Nukleus(SKN)

Işığa duyarlı sirkadiyen pacemaker Doğrudan ve dolaylı retinal projeksiyonlar

alır SKN hücre kültür bulguları

Single-ünit aktivitesi ile bir sirkadiyen ritim oluştururlar

Ritim jeneratörü nükleus yapılarına sahip Sirkadiyan saat ritmini kendisini oluşturur

SKN’un afferentleri

Üç temel afferent projeksiyona sahip1. Retinohipotalamik yol ile retinadan SKN’a gelen çevresel

gece-gündüz siklusuna ait fotik uyarım bilgileri

2. Genikülohipotalamik yol ile lateral genikülat nükleus gelen indirekt retinal projeksiyonlar

3. Rafe nükleusundan (seratoninerjik), lateral hipotalamustan(hipokretinerjik), bazal ön beyinden(kolinerjik) afferentler

SKN’un efferentleri

1. Dorsaldena- Hipotalamusa

subparaventriküler ve paraventriküler bölgesine

b- Talamusa

2. Dorso-kaudaldena- Dorsomedial hipotalamik nukleuslab- Daha zayıf olarak diğer hipotalamik

nükleuslara

Pineal Melatonin ritmi

SKN efferentleri içinde en iyi bilineni SKN efferentleri

Hipotalamusun paraventriküler nukleusuna (PVN)

Spinal kord intermediolateral (İML) kolona

SKN’dan İML kolona gelen bu projeksiyonlar süperior servikal ganglion yoluyla Pineal beze sempatik input sağlar

Uykunun homeostatik kontroluAdenozin

Adenozin Hücresel düzeyde nöronal enerji metabolizması

sonucunda ortaya çıkar Uyanıklıkta sinaptik aralıkta birikir Lokal inhibitör etki gösterir Mikrodializ çalışmalarında uyku deprivasyonu ve

uyanıklıkta bazal ön beyinde yoğun olarak birikmekte

İnhibitör etkisi bazal önbeyindeki kolinerjik hücrelerin adenozin-1 reseptörü üzerinden

NREM uyku başlangıcı

Bazal ön beyindeki kolinerjik aktivitenin azalması ile; VLPO’daki GABA’erjik inhibisyonun blokajı Hipokretin sisteminin stimulasyonun blokajı

Uyku başlangıcı için ikili etki

Uyanıklığın sonlanması ve NREM uykunun başlaması

Kafein, teofilin adenozin-1 reseptörlerine antagonistik etkili

NREM uyku başlangıcı

Posterior hipotalamus

TMN SSS’nin tek histaminerjik nukleusu Posterior hipotalamusta lokalize VLPO’nun inhibisyonunu ve uyanıklığın

sürdürülmesini sağlar NREM ve REM uyku esnasında VLPO

tarafından inhibe edilir

oreksin/hipokretin sistemi

1998-Sakurai ‘Oreksin A ve B’ 1998-Lecea ‘Hipokretinler’ Hipokretinler(orexinler)

Moleküler yapıları ve fonksiyonları tüm memelilerde benzer

İkisi de(I ve II yada A ve B) eksitatör etkili Posterior hipotalamus perifornical bölgede

lokalize yaklaşık 1100 nöron

Exitatör efferentler Kortekse, beyin sapına ve medulla spinalise Uyku-uyanıklık, enerji dengesi, beslenme, otonom SS,

nöroendokrin ve lokomotor sisteme etkili

Eksitatör afferentleri Limbik sistemden Bazal önbeyinden(kolinerjik-adenozinerjik) SKN’denVLPO dışında uyku ile ilişkili tüm merkezlerle bağlatılı

Hipokretin sistemi

Uyku-uyanıklık döngüsündeki aminerjik-kolinerjik sistem stabilizasyonunda anahtar rol Uyanıklıkta en yüksek etki NREM ve REM uykuda etki minimal Hipokretinler monoaminerjik tonusu arttırarak VLPO

inhibisyonunun devam etmesini ve uykunun başlamasının önlenmesini sağlar