Kategórie
Psychologický slovník

Placebo

Placebo efekt (latinsky placebo, „poteším“), známy aj ako nešpecifické účinky a efekt očakávania subjektu, je jav, keď sa pacientove príznaky môžu zmierniť inak neúčinnou liečbou, pretože jedinec očakáva alebo verí, že bude fungovať. Niektorí ľudia to považujú za pozoruhodný aspekt ľudskej fyziológie, iní to považujú za ilúziu vyplývajúcu zo spôsobu vykonávania lekárskych experimentov.

V opačnom prípade môže u pacienta, ktorý neverí v liečbu, dôjsť k zhoršeniu príznakov. Tento nocebo efekt (nocebo sa prekladá z latinčiny ako „ublížim“) možno merať rovnakým spôsobom ako placebo efekt, napr. keď členovia kontrolnej skupiny, ktorá dostáva inertnú látku, hlásia zhoršenie príznakov. Príjemcovia inertnej látky môžu zamýšľaný placebo efekt anulovať jednoducho negatívnym postojom k účinnosti predpísanej látky, čo často vedie k nocebo efektu, ktorý nie je spôsobený samotnou látkou, ale skôr mentalitou pacienta voči jeho schopnosti uzdraviť sa.

Placebo efekt je termín, ktorý lekárska veda používa na terapeutické a liečebné účinky inertných liekov a/alebo rituálnych či vieroučných liečebných manipulácií.
. Keď sa hovorí o liekoch, placebo je prípravok, ktorý je farmakologicky inertný, ale ktorý môže mať terapeutický účinok založený výlučne na sile sugescie. Môže sa podávať akýmkoľvek spôsobom, akým sa podávajú farmaceutické výrobky. Aktívne placebo je placebo, ktoré napodobňuje vedľajšie účinky skúmaného lieku, ale ktoré nemá terapeutický účinok. Sú dôležité pri skúšaní liekov, kde skúšaný liek vyvoláva vedľajšie účinky, ktoré by mohli slúžiť ako vodítko pre účastníkov, či boli v kontrolnej alebo experimentálnej skupine.

Takzvaný placebo efekt, niekedy označovaný ako nešpecifické účinky alebo účinky očakávania subjektu, nastáva vtedy, keď sa pacientove symptómy nejakým spôsobom zmenia (t. j. zmiernia alebo zhoršia) inak inertnou liečbou, pretože jedinec očakáva alebo verí, že bude fungovať. Niektorí ľudia to považujú za pozoruhodný aspekt ľudskej fyziológie, iní to považujú za ilúziu vyplývajúcu zo spôsobu vykonávania lekárskych experimentov.

K placebo efektu dochádza vtedy, keď pacient užije inertnú látku („cukrovú pilulku“) v spojení so sugesciou autority, že pilulka pomôže pri liečbe, a jeho stav sa zlepší. Tento účinok je známy už roky.

Slovo „placebo“ sa používa v mnohých trochu odlišných významoch; pozri nižšie.

Metodika podávania

Placebo sú veci ako cukrové pilulky, ktoré vyzerajú ako skutočná liečba, ale v skutočnosti nemajú žiadny fyzikálny účinok. Používajú sa na vytvorenie „slepých“ štúdií, v ktorých účastníci nevedia, či dostávajú aktívnu liečbu alebo nie, aby sa fyzikálne účinky mohli merať nezávisle od očakávaní účastníkov. Existujú rôzne účinky očakávaní a slepé pokusy ich všetky spoločne kontrolujú tým, že akékoľvek očakávania sú pre všetky prípady rovnaké. Placebo nie je jedinou možnou technikou na vytvorenie „slepoty“ (= nevedomosti o liečbe): ak chcete testovať účinnosť modlitby iných, stačí účastníkom nepovedať, kto sa za nich modlil a kto nie. Ak chcete otestovať účinok zmeny frekvencie žiariviek na bolesti hlavy, stačí v noci v neprítomnosti zamestnancov kancelárie vymeniť svietidlá (to je skutočný prípad).

S tým súvisí aj rozšírený názor, že existuje placebo efekt, keď viera v prítomnosť sľubnej liečby (aj keď ide v skutočnosti o inertné placebo) spôsobuje skutočný výsledok, napr. uzdravenie z choroby. Placebo ako technika „zaslepenia“ zostane dôležitá aj v prípade, že placebo efekt neexistuje, ale samozrejme je samo osebe zaujímavé zistiť, či placebo efekty existujú, aké sú bežné a aké sú veľké. Koniec koncov, ak liečia ľudí, potom ich pravdepodobne chceme na tento účel využívať.

Tvrdenia, že placebo efekt je veľký a rozšírený, pochádzajú prinajmenšom od Beechera (1955). Kienle a Kiene (1997) však urobili reanalýzu jeho uvádzanej práce a dospeli k záveru, že jeho tvrdenia nemajú oporu v dôkazoch. Beecher nesprávne interpretoval svoje údaje. Aj Beecherova metodika bola veľmi pochybná. Potom Hrobjartsson a Gotzsche (2001) urobili metaanalýzu alebo prehľad dôkazov a dospeli k záveru, že väčšina týchto tvrdení nemá oporu v doteraz publikovaných klinických štúdiách. Tento názor je v literatúre o placebe veľmi rozšírený. Hlavné body ich skeptickej argumentácie sú tieto:

Napriek tomu aj oni dospeli k záveru, že existuje skutočný placebo efekt v prípade bolesti (čo nie je prekvapujúce, keďže je čiastočne teoreticky pochopený: Wall, 1999); a v prípade niektorých ďalších kontinuálne hodnotených subjektívne hodnotených účinkov. Nedávno bola zaznamenaná experimentálna demonštrácia: Zubieta et al. (2005) „Endogenous Opiates and the Placebo Effect“ The journal of neuroscience vol.25 no.34 p.7754-7762

Zdá sa, že to ukazuje, že psychologická príčina (presvedčenie, že placebo liečba môže byť účinná pri znižovaní bolesti) spôsobuje uvoľňovanie opioidov v mozgu, ktoré potom pravdepodobne pôsobia analogicky ako externe podávaný morfín.

Nedávne a rozsiahlejšie preskúmanie celkového sporu je: Nimmo (2005) Placebo: M.: Placebo: skutočné, vymyslené alebo očakávané? A Critical Experimental Exploration Final year undergraduate Critical Review, Dept. of Psychology, University of Glasgow. Kópia vo formáte PDF.

Nedávne štúdie uverejnené v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences s využitím pokrokov v neurovede (PET skenovanie) ukázali, že placebo môže u ľudí preukázateľne znížiť bolesť. Výskumníci z Kolumbijskej a Michiganskej univerzity preukázali, že mozog dobrovoľníkov, ktorí verili, že to, čo užívajú, sú lieky proti bolesti, spontánne uvoľňoval opioidy alebo prirodzenú úľavu od bolesti. Podľa uvedenej správy ABC Úrad pre kontrolu potravín a liečiv tvrdí, že až 75 percent pacientov malo reakcie na cukrové tabletky. Poukázal na to, že všetky veľké klinické štúdie používajú placebo skupiny, pretože účinok je významný a dá sa očakávať.

Tento účinok je známy už roky. Všeobecne platí, že jedna tretina kontrolnej skupiny užívajúcej placebo vykazuje zlepšenie a Herbert Benson z Harvardu tvrdí, že placebo efekt prináša priaznivé klinické výsledky v 60 – 90 % ochorení vrátane angíny pektoris, bronchiálnej astmy, herpes simplex a dvanástnikových vredov.

Niektoré z týchto otázok poukazujú na zásadný problém:

Hoci sa placebo vo všeobecnosti charakterizuje ako farmakologicky inertné látky alebo prípravky, fiktívne liečby alebo neaktívne postupy, sú inertné, fiktívne, neúčinné alebo neaktívne len v tom zmysle, že nemajú žiaden známy vzťah príčiny a účinku so žiadnym z vopred určených biochemických, fyziologických, behaviorálnych, emocionálnych a/alebo kognitívnych výsledkov farmakologicky aktívnej a známej účinnej intervencie, ktorá by sa inak mohla použiť (pozri ďalej).

Placebo sú neúčinné alebo neúčinné liečebné prostriedky alebo prípravky; pacient však môže počas ich užívania pocítiť pozitívny alebo negatívny klinický účinok. Ak sa placebo podáva s cieľom napodobniť predtým podávaný liek, môže mať aj rovnaké vedľajšie účinky ako predchádzajúci autentický liek. Predpokladá sa, že väčšina týchto účinkov má psychologický charakter alebo je spôsobená inými nesúvisiacimi faktormi. Nie všetky placeba sú rovnako účinné. Placebo, ktoré zahŕňa požitie, injekciu alebo rez, je často účinnejšie ako neinvazívna technika. Placebo podávané autoritatívnymi osobami, ako sú všeobecní lekári a iní odborníci, môže byť tiež účinnejšie, ako keď tento psychologický efekt autority chýba.

Nie sú však inertné, fiktívne alebo neaktívne v akomkoľvek inom zmysle slova a môžu samy o sebe spôsobiť značnú zmenu v danom subjekte, v danom čase a za daných okolností. Podľa Shapira:

Otázka inertného a aktívneho placeba je vlastne akademická, pretože inaktívna látka neexistuje. Napríklad injekcie destilovanej vody môžu spôsobiť hemolýzu a intoxikáciu vodou. Požitie dvoch päťgramových [325 mg] kapsúl sacchari lactis [mliečneho cukru], QID [quater in die, „štyrikrát denne“], počas 30 rokov môže mať za následok zvýšenie hmotnosti o 30 kilogramov, takže aj cukor možno len ťažko považovať za neškodný, indiferentný alebo inertný.

Slovo placebo je latinský výraz pre „chcem sa páčiť“. Nachádza sa v latinskom texte v Biblii (Žalm 114, 1-9, verzia Vulgáty), odkiaľ sa dostalo do povedomia verejnosti prostredníctvom bohoslužby za zosnulých (podrobnosti nájdete v časti Placebo (pri pohrebe)).

Vždy, keď sa v lekárskom predpise požaduje placebo, môže to znamenať vyhlásenie predpisujúceho lekára: „Tento pacient prišiel za mnou s prosbou o liečbu, ktorá neexistuje alebo ktorú mu nemôžem alebo nechcem poskytnúť; poteším ho tým, že mu podám niečo neúčinné a budem tvrdiť, že je to účinné.“ Mohlo by to tiež naznačovať presvedčenie, že účinok bol spôsobený podvedomou túžbou pacienta vyhovieť lekárovi. Keďže placebo efekt je u pacienta, nie u lekára, môže to byť sebapodstatnejšie. Skoré používanie tohto termínu neuvádza, prečo bol zvolený.

Niekedy lekár, ktorý to robí, hovorí, že falošný liek je „Obecalp“, čo je „placebo“ napísané opačne. (a mnoho ďalších odkazov)

Horké prípravky proti bolesti a iné prvé placebo

Pôvodne bolo placebo látka, ktorú lekár v dobrom úmysle podával pacientovi a tvrdil mu, že je to silný liek (napr. liek proti bolesti), hoci v skutočnosti to nebolo nič iné ako cukrová pilulka. V Hooperovom lekárskom slovníku z roku 1811 sa preto uvádza, že placebo je „epiteton, ktorým sa označuje akýkoľvek liek prispôsobený viac na potešenie ako na prospech pacienta“. Následné zmiernenie symptómov pacienta sa pripisovalo viere pacienta v lekára, a teda jeho viere v liek. (Táto kategória, najmä pred prijatím prvého zákona o liekoch, môže splynúť s falošnými liekmi).

Moderná klinická aplikácia

Experimentátori zvyčajne používajú placebo v rámci klinického skúšania, v ktorom „testovacia skupina“ pacientov dostáva testovanú terapiu a „kontrolná skupina“ dostáva placebo. Potom sa dá zistiť, či výsledky „testovacej“ skupiny prevyšujú výsledky spôsobené placebo efektom. Ak áno, predpokladá sa, že terapia alebo tabletky podávané „testovacej skupine“ mali účinok.

Pôvod pojmu „placebo efekt“ (1920)

Pravdepodobne ako prvý hovoril o placebo efekte Graves (1920), keď hovoril o „placebo účinkoch liekov“, ktoré sa prejavujú v prípadoch, keď sa „zdá, že sa dosiahol skutočný psychoterapeutický účinok“.

V roku 1933 (Evans a Hoyle) (s použitím 90 subjektov) a v roku 1937 (Gold, Kwit a Otto) (s použitím 700 subjektov) každý z nich uverejnil štúdiu, ktorá porovnávala výsledky podávania aktívneho lieku a simulátora (ktorý obe výskumné skupiny nazvali placebo) v rámci tej istej štúdie. Ani v jednom z experimentov sa nepreukázal žiadny významný rozdiel medzi liečbou liekom a liečbou placebom; čo viedlo výskumníkov k záveru, že liek nemal žiadne špecifické účinky vo vzťahu k liečeným stavom.

V roku 1946 biostatista a fyziológ E. Morton Jellinek z Yaleovej univerzity ako prvý hovoril o „placebo reakcii“ alebo „placebo odpovedi“. Hovorí o „reakcii na placebo“ (s. 88), o tých, ktorí „reagovali na placebo“ (s. 88), o „reakcii na placebo“ (s. 89) a o „reakciách na placebo“ (s. 90). Z toho je zrejmé, že pre Jellinka boli pojmy „placebo reakcia“ a „placebo reakcia“ – alebo pojmy „placebo respondent“ a „placebo reaktor“ – totožné a zameniteľné.

Vo všeobecnej literatúre sa termín „placebo efekt“ bežne nesprávne pripisuje Henrymu K. Beecherovi v jeho článku The Powerful Placebo z roku 1955, kde však hovorí o placebo efekte len vtedy, keď ho dáva do kontrastu s účinkami liekov; inak vždy hovorí o „placebo reaktoroch“ a „placebo nereaktoroch“.

Beecher (1952), Beecher, Keats, Mosteller a Lasagna (1953), Beecher (1959) dôsledne hovoria o „placebo reaktoroch“ a „placebo nereaktoroch“; nikdy nehovoria o žiadnom „placebo efekte“. Beecher (1970) jednoducho hovorí o „placebo“.

Tieto účinky nie sú izolované a vzájomne sa vylučujúce a môžu si v rôznej miere pomáhať alebo si navzájom brániť. Aj Hyland (2003, s. 348) uvádza, že v prípadoch, keď „kontextové faktory prispievajú k silnej placebovej reakcii“, v dôsledku „zosilňujúceho alebo prídavného účinku placebovej reakcie“ sa placebo môže použiť na „zosilnenie účinku aktívnej liečby“, ktorá by inak bola oveľa menej účinná.

Na základe tejto predstavy, že „liek“ má špecifický liečebný účinok (t. j. účinok, pre ktorý bol podaný), Perlman (2001, s. 283) upozorňuje na tri ďalšie liečebné účinky:

Pri hľadaní príčinných súvislostí je otázka „Kto, čo, s kým a komu robí?“ ústrednou úlohou pri určovaní toho, čo sú:

Gaddum (1954) tiež uznáva, že „zmeny vo výskyte alebo závažnosti chorôb v nemocnici môžu byť spôsobené zmenami v strave alebo zmenami v ošetrovateľskom personáli, ktoré sa zhodujú so zavedením novej liečby“ (s. 195-196).

V experimentoch s prechladnutím, ktoré uskutočnili Gold, Kwit a Otto (1937), pri vysvetľovaní toho, prečo tí, ktorí dostali placebo liek, často pociťovali značný úžitok, Gold a jeho kolegovia predpokladali, že k zjavnej účinnosti údajne účinného lieku mohli významne prispieť iné, s liekom nesúvisiace faktory, ako napr:

Kvôli ťažkostiam s pripisovaním príčinných súvislostí sa mnohé javy prekrývajú s placebovými reakciami subjektov, a preto sú im nesprávne pripisované (tieto javy sú známe ako „confounders“ alebo „lurking variables“, ako napr:

Zabránenie subjektom rozpoznať placebo

Vhodné použitie placeba v klinickom skúšaní si často vyžaduje alebo prinajmenšom využíva dvojito zaslepenú štúdiu, čo znamená, že ani experimentátori, ani účastníci nevedia, ktoré osoby sú v „testovacej skupine“ a ktoré v „kontrolnej skupine“.

Cieľom projektu Coronary Drug Project bolo skúmať bezpečnosť a účinnosť liekov na dlhodobú liečbu ischemickej choroby srdca u mužov. U osôb v placebovej skupine, ktoré dodržiavali liečbu placebom (užívali placebo pravidelne podľa pokynov), sa preukázala takmer polovičná úmrtnosť v porovnaní s tými, ktorí liečbu nedodržiavali.
V podobnej štúdii na ženách sa podobne zistilo, že prežívanie bolo takmer 2,5-krát vyššie u tých, ktorí dodržiavali placebo. Tento zjavný placebo efekt môže byť spôsobený:

Potreba psychoaktívneho placeba

Keďže presvedčenie, že človek dostal aktívny liek, môže vyvolať výrazne zvýšený placebo efekt, v klinických štúdiách je často potrebné použiť psychoaktívne placebo, t. j. liek, ktorý vyvoláva dostatočné fyzické účinky na to, aby podporil presvedčenie kontrolnej a experimentálnej skupiny, že dostali aktívny liek.

Psychoaktívne placebo sa použilo v experimente v Marsh Chapel: dvojito zaslepenej štúdii, v ktorej experimentálna skupina dostávala psilocybín, zatiaľ čo kontrolná skupina dostávala veľkú dávku niacínu, látky, ktorá vyvoláva viditeľné fyzické účinky.

Walter Pahnke v roku 1962 opísal svoj Marsh Chapel Experiment vo svojej nepublikovanej doktorandskej práci „Drogy a mystika: V roku 1963 ju predložil na doktorandské štúdium v odbore Náboženstvo a spoločnosť na Harvardovej univerzite; hlavným vedeckým poradcom jeho dizertačnej práce bol Timothy Leary. Pahnke v nej písal o podávaní kapsúl, ktoré obsahovali 30 mg psilocybínu získaného z psychoaktívnych húb, a porovnával ich účinky s účinkami psychoaktívneho placeba, ktoré obsahovalo chemickú látku niacín v takej dávke, že vyvolávala veľmi výrazné fyziologické reakcie. Cieľom bolo, aby tieto reakcie viedli kontrolné subjekty k presvedčeniu, že dostali psychoaktívnu drogu.

Pojem „psychoaktívne placebo“ sa v literatúre vyskytuje zriedkavo, ale ak sa používa, vždy označuje placebo tohto typu. Napríklad: „Ani skúsený výskumník, ani naivný [subjekt] sa nedá ľahko oklamať v otázke, či dostal psychedelickú látku alebo len psychoaktívne placebo, napríklad amfetamín.“ (Harman, McKim, Mogar, Fadiman a Stolaroff, 1966, s. 215)

Placebo v klinických štúdiách

Simulátory placeba sú štandardnou kontrolnou zložkou väčšiny klinických štúdií, ktoré sa pokúšajú o určité kvantitatívne hodnotenie účinnosti nových liekov; mnohí zastávajú názor, „že placebom kontrolované štúdie sú často navrhnuté tak, že znevýhodňujú placebový stav“ a vo všeobecnosti platí, že na to, aby sa liek dostal na trh, musí byť výrazne účinnejší ako jeho placebo náprotivok.

Podľa Yoshioka (1998) bola vôbec prvou randomizovanou klinickou štúdiou štúdia, ktorú vykonala Medical Research Council (1948), zameraná na účinnosť streptomycínu pri liečbe pľúcnej tuberkulózy.V tejto štúdii boli dve testovacie skupiny

Výnimočnosť tejto štúdie spočívala v tom, že účastníci boli náhodne rozdelení do testovacích skupín. Doterajšia prax spočívala v tom, že subjekty boli do jednotlivých skupín zaraďované striedavo podľa poradia, v akom sa dostavili na liečbu. Táto prax sa považovala za veľmi neobjektívnu, pretože tí, ktorí prijímali každého pacienta, vedeli, do ktorej skupiny bude tento pacient zaradený (a predpokladalo sa, že rozhodnutie o prijatí alebo neprijatí konkrétneho pacienta môže byť ovplyvnené znalosťou experimentátora o povahe jeho choroby a jeho znalosťou skupiny, do ktorej by mal byť zaradený na základe náhradného zaradenia).

V poslednom čase sa objavila prax používania ďalšej prirodzenej skupiny ako takzvaného „tretieho ramena“ štúdie; a štúdie sa vykonávajú s použitím troch náhodne vybraných rovnako porovnávaných skúšobných skupín, David (1949, s. 28) napísal: „… je potrebné si uvedomiť, že prídavné meno „náhodný“ [v termíne „náhodná vzorka“] by sa malo vzťahovať na spôsob výberu vzorky, a nie na vzorku samotnú.“.

Výsledky v každej skupine sa pozorujú a porovnávajú navzájom, čo nám umožňuje merať:

Všimnite si, že v závislosti od zamerania vášho záujmu môže hodnota P-NH indikovať buď účinnosť celého liečebného procesu, alebo veľkosť „placebo reakcie“.

Výsledky týchto porovnaní potom určujú, či sa konkrétny liek považuje za účinný alebo nie.

V poslednom čase, keď sa výrazne zvýšili požiadavky na vedecké potvrdenie rôznych tvrdení o účinnosti rôznych takzvaných „hovoriacich terapií“ (ako je hypnoterapia, psychoterapia, poradenstvo a psychiatria bez použitia liekov), pretrváva polemika o tom, čo môže alebo nemôže byť vhodným placebom pre takéto terapeutické postupy.

V roku 2005 venoval Journal of Clinical Psychology, významný recenzovaný časopis (založený v roku 1945), celé číslo otázke „Koncepcie placeba v psychoterapii“ a obsahoval širokú škálu článkov, ktoré boli cenným príspevkom do tejto celkovej diskusie.

Placebo reakcia ako index

V niektorých klinických štúdiách určitých liekov sa môže stať, že úroveň „placebo reakcií“, ktoré sa prejavia u účastníkov štúdie, je buď výrazne vyššia, alebo nižšia (vo vzťahu k účinkom „aktívneho“ lieku), než by sa očakávalo pri iných štúdiách podobných liekov. V týchto prípadoch je pri rovnakých ostatných podmienkach úplne opodstatnené dospieť k záveru, že:

V konkrétnych prípadoch, ako je napríklad použitie cimetidínu na liečbu vredov (pozri nižšie), sa však významná úroveň placebovej odpovede môže ukázať aj ako ukazovateľ toho, do akej miery bola liečba zameraná na nesprávny cieľ.

Placebom kontrolované štúdie

Beecher (1955) uviedol, že približne štvrtina pacientov, ktorým bolo podané placebo, napr. proti bolesti chrbta, zaznamenala zmiernenie alebo zníženie bolesti. Pozoruhodné je, že pacienti nielenže hlásili zlepšenie, ale samotné zlepšenie bolo často objektívne merateľné a rovnaké zlepšenie sa zvyčajne nepozorovalo u pacientov, ktorí placebo nedostali.

Kvôli tomuto efektu štátne regulačné orgány schvaľujú nové lieky až po tom, čo sa testami zistí nielen to, že pacienti na ne reagujú, ale aj to, že ich účinok je väčší ako účinok placeba (tým, že ovplyvňujú viac pacientov, silnejšie ovplyvňujú respondentov alebo oboje). Takýto test alebo klinická štúdia sa nazýva placebom kontrolovaná štúdia. Keďže presvedčenie lekára o hodnote liečby môže ovplyvniť jeho správanie, a teda aj to, čomu verí jeho pacient, takéto skúšky sa zvyčajne vykonávajú „dvojito zaslepeným“ spôsobom: to znamená, že nielen pacienti nevedia, kedy dostávajú placebo, ale nevedia to ani lekári. Nedávno sa dokonca ukázalo, že podobné účinky môže mať aj „fingovaná“ operácia, a preto sa niektoré chirurgické techniky musia skúmať s kontrolným placebom (z pochopiteľných dôvodov zriedkavo dvojito zaslepeným). Aby si to zaslúžilo schválenie, musí mať skupina, ktorá dostáva experimentálnu liečbu, väčší prínos ako skupina s placebom.

Takmer všetky štúdie vykonané týmto spôsobom vykazujú určitý prínos v skupine s placebom. Napríklad Kahn uverejnil metaanalýzu štúdií skúmaných antidepresív a zistil 30 % zníženie počtu samovrážd a pokusov o samovraždu v placebových skupinách a 40 % zníženie v liečených skupinách. Štúdie však zvyčajne nezahŕňajú neliečenú skupinu, takže určiť skutočnú veľkosť placebo efektu v porovnaní s úplne neliečenými pacientmi je ťažké.

Pozoruhodné absencie placebo efektu

V psychologickej liečbe sú známe dve poruchy s veľmi nízkym účinkom placeba: schizofrénia a obsedantno-kompulzívna porucha.

Evans (2004) tvrdí, že placebo efekt pôsobí prostredníctvom potlačenia reakcie akútnej fázy, a preto nefunguje pri zdravotných stavoch, ktoré sa s ním nestretávajú. Reakcia akútnej fázy pozostáva zo zápalu a chorobného správania:

V štúdii zobrazovania mozgu, ktorú uskutočnil Leuchter (2002), sa zistilo, že pacienti s depresiou, ktorí reagovali na placebo efekt, vykazovali zmeny v prietoku krvi mozgom, ktoré sa líšili od zmien mozgových funkcií pozorovaných u pacientov, ktorí reagovali na antidepresíva. Iné štúdie, napríklad Khan (2000), tvrdia, že až 75 % účinnosti antidepresívnych liekov je spôsobených placebo-efektom, a nie samotnou liečbou.

Endogénne opiáty sú chemické látky produkované mozgom, ktoré potláčajú bolesť a vyvolávajú analgéziu a pocit pohody. Ópium a drogy z neho odvodené (opiáty) vyvolávajú svoje „opojenie“ tým, že spúšťajú rovnaké mozgové receptory, ktoré používajú prirodzené opiáty. Zvýšené uvoľňovanie endogénnych opiátov, ako je endorfín, sa spája s príjemnými zážitkami, ako je napríklad cvičenie (runner’s high) a sex. Placebo efekt sa dá zablokovať naloxónom, liekom, ktorý blokuje účinky opiátov, čo naznačuje, že placebo efekt môže byť čiastočne spôsobený uvoľňovaním prirodzených opiátov.

Abstinenčné príznaky pri vysadení placeba

Štúdia Women’s Health Initiative o hormonálnej substitučnej liečbe pri menopauze bola ukončená po tom, ako účastníčky, ktoré boli stále v programe, užívali hormóny alebo placebo v priemere 5,7 roka. Stredne závažné alebo závažné abstinenčné príznaky hlásilo 40,5 % účastníčok užívajúcich placebo v porovnaní so 63,3 % účastníčok hormonálnej substitúcie. Bolesť a stuhnutosť (muskuloskeletálne príznaky) boli najčastejšie hlásenými príznakmi v skupine užívajúcej placebo (22,2 %) aj v skupine užívajúcej hormóny (36,8 %), pričom prevyšovali ostatné príznaky o viac ako 10 %. Z tých, ktorí uvádzali bolesť a stuhnutosť, malo tieto príznaky na začiatku liečby 54,7 % v hormonálnej skupine a 38,3 % v placebovej skupine. Únava
bola druhým najčastejšie hláseným abstinenčným príznakom (21,3 % hormónov, 11,6 % placeba) a návaly tepla/nočné potenie tretím (21,2 % hormónov, 4,8 % placeba). Iba vazomotorické symptómy (návaly horúčavy/nočné potenie) boli v roku 2005 komisiou National Institutes of Health uznané za overené účinky menopauzy.

Tieto výsledky môžu naznačovať určitú naučenú reakciu, ktorá sa týka abstinenčných príznakov, ktoré sa objavujú v skupine s placebom, ako aj u osôb, ktoré dostávali terapiu, s väčším účinkom na bolesť a únavu ako na vazomotorické príznaky.

Objektívne alebo subjektívne účinky?

Alternatívny názor pripisuje falošné vnímanie placebo efektu skutočnosti, že pacienti, ktorým bolo podané placebo, hlásia zlepšenie skôr a horlivejšie, aby potešili a poďakovali sa ošetrujúcemu. Títo pacienti to môžu robiť aj vtedy, keď sa nedosiahlo žiadne skutočné fyzické zlepšenie. Jeden z uvádzaných údajov hovorí, že približne tretina pacientov sa po placebe zlepší, ale nedávna štúdia toto číslo spochybnila. Hróbjartsson a Götzsche v roku 2001 uviedli, že placebo efekt je oveľa menší, ako sa doteraz predpokladalo, ak vôbec existuje. Údaj o 30 percentách vychádza z článku Henryho Beechera, ktorý bol publikovaný v roku 1955 (H. Beecher, 1955). Beecher bol jedným z popredných obhajcov potreby hodnotenia liečby prostredníctvom dvojito zaslepených štúdií, čo pomáha vysvetliť, prečo sa tento údaj tak často cituje.

Štúdia Hróbjartssona a Götzscheho preukázala, že v mnohých štúdiách, v ktorých sa použila kontrolná skupina, ktorá nedostala žiadnu liečbu, boli účinky v skupine bez liečby takmer rovnaké ako účinky v skupine s placebom v prípade štúdií s binárnymi výsledkami (napr. dobre liečená alebo zle liečená). Autori dospeli k záveru, že placebo efekt nemá „silné klinické účinky“, a pripustili, že placebo má „možný malý prínos v štúdiách s kontinuálnymi subjektívnymi výsledkami a pri liečbe bolesti“. Preto dospeli k záveru, že jeho používanie mimo klinických štúdií nemá opodstatnenie.

V následnej štúdii v roku 2004 tí istí autori potvrdili svoje predchádzajúce výsledky a dospeli k záveru: „Nezistili sme žiadne dôkazy o všeobecne veľkom účinku placebo intervencií. Možný malý účinok na kontinuálne výsledky hlásené pacientom, najmä na bolesť, nebolo možné jasne odlíšiť od zaujatosti“.

Ak sú ich závery správne, placebo efekt sa redukuje na subjektívnu placebo ilúziu, pričom si zachováva svoj význam ako štatistický výskumný nástroj. Ako taký je nevyhnutné používať ho vo výskume, ale neetické je používať ho pri bežnej klinickej liečbe pacientov.

Tieto závery sú v rozpore s tým, čo dnes niektorí považujú za veľký folklór, ktorý sa vyvinul okolo celej myšlienky placebo efektu. Tento folklór sa vyvinul vo „výskumnom vákuu“ nevedomosti o skutočnej povahe placebo efektu.

Novinkou v týchto záveroch je dôraz na kľúčové slová „subjektívny“ a „bolesť“. To vysvetľuje dobre známu skutočnosť, že placebo efekt je najviac „účinný“ pri stavoch, kde sú subjektívne faktory veľmi výrazné alebo sú významnou súčasťou problému. Niektoré z týchto stavov sú: bolesť hlavy, bolesť žalúdka, astma, alergia, napätie a najmä najsubjektívnejší zo všetkých – bolesť, ktorá je významnou súčasťou väčšiny závažných (a mnohých miernych) ochorení.

To tiež vysvetľuje, prečo neexistuje presvedčivá dokumentácia o tom, že by placebo spôsobovalo významné liečebné účinky pri závažných biologických patologických stavoch.

Ako funguje placebo efekt

Všeobecne sa uznáva, že na to, aby došlo k placebo reakcii, musí byť subjekt presvedčený, že mu bol podaný účinný liek (alebo iná liečba), ale nesmie vedieť, že ide o neúčinné placebo. To je úplne odlišné od prípadu „aktívneho lieku“, kde sa lieková odpoveď vytvára aj v prípade skrytého podania, inými slovami bez ohľadu na to, či pacient vie alebo nevie, že dostal nejaký liek.

Otázka, ako a prečo vznikajú placebo reakcie, nie je abstraktnou teoretickou otázkou; má široký význam pre klinickú prax aj experimentálne hodnotenie terapeutických intervencií.

V poslednom čase sa na vysvetlenie týchto placebo reakcií ponúkajú tri rôzne hypotézy – t. j. „teória očakávania“, „klasické podmieňovanie“ a motivácia – ktoré sa síce zdôrazňujú rôzne faktory, ale navzájom sa nevylučujú a v skutočnosti sa do určitej miery prekrývajú.

Efekt očakávania subjektu pripisuje placebo efekt vedomej alebo nevedomej manipulácii pacientov pri hlásení zlepšenia. Hrobjartsson a Götzsche vo svojom článku tvrdili: „Väčšina pacientov je zdvorilá a má tendenciu potešiť vyšetrovateľov tým, že uvádza zlepšenie, aj keď žiadne zlepšenie nepociťujú.“ Subjektívne skreslenie môže byť aj nevedomé, keď pacient verí, že sa zlepšuje v dôsledku pozornosti a starostlivosti, ktorú dostal.

Klasické podmieňovanie je typ asociatívneho učenia, pri ktorom sa subjekt učí spájať určitý podnet s určitou reakciou. V tomto prípade je stimulantom látka vnímaná ako liek, ale je to placebo, a reakciou je zmiernenie príznakov. Je ťažké rozlíšiť podmienenie od efektu očakávania, keď je výsledok subjektívny a hlásený pacientom. Podmienenie však môže viesť k merateľným biologickým zmenám podobným zmenám pozorovaným pri skutočnej liečbe alebo lieku. Napríklad štúdie, ktoré ukazujú, že liečba placebom vedie k zmenám vo funkcii mozgu podobným zmenám ako skutočný liek, sú pravdepodobne príkladom podmienenia, ktoré vedie k objektívne merateľným výsledkom. (Sauro 2005, Wager 2004, Arnaldo 2002)

Motivačné vysvetlenia placebo efektu zvyčajne považujú placebo efekt za výsledok túžby človeka cítiť sa lepšie, znížiť úzkosť alebo spolupracovať s experimentátorom alebo zdravotníckym pracovníkom (Price et al. 1999, Margo 1999). Motivačnú perspektívu podporuje nedávny výskum, ktorý ukázal, že nevedomé ciele spolupráce môžu byť uspokojené potvrdením očakávaní o liečbe (Geers a kol. 2005).

Úloha endogénnych opiátov

Objavenie endogénnych opiátov alias endorfínov (látky podobné opiátom, ale prirodzene produkované v tele) v roku 1975 zmenilo situáciu v investovaní do placebo efektu. Keď sa pacientom, ktorí tvrdili, že pocítili úľavu od bolesti po podaní placeba, podal naloxón (liek, ktorý blokuje účinky opiátov), bolesť sa im vrátila, čo naznačuje, že placebo efekt môže byť čiastočne spôsobený psychologickou reakciou spôsobujúcou uvoľnenie prirodzených opiátov. (Sauro 2005)

Biologické substráty placebo reakcie

„Placebo reakcia“ môže zosilniť, zoslabiť, zrušiť, zvrátiť alebo dokonca zmeniť účinok „aktívneho“ lieku.

Keďže „placebo reakcia“ je rovnako významná v prípade „aktívneho“ lieku ako v prípade „inertného“ lieku, čím viac sa nám podarí zistiť o mechanizmoch, ktoré spôsobujú „placebo reakcie“, tým viac môžeme zvýšiť ich účinnosť a premeniť ich potenciálnu účinnosť na skutočnú úľavu, uzdravenie a vyliečenie.

Najnovšie výskumy jednoznačne naznačujú, že „placebo reakcia“ je komplexný psychobiologický fenomén, ktorý závisí od psychosociálneho kontextu subjektu a môže byť spôsobený širokou škálou neurobiologických mechanizmov (pričom konkrétny mechanizmus reakcie sa líši od okolností k okolnostiam).
Samotná existencia týchto „placebo reakcií“ výrazne naznačuje, že „musíme rozšíriť našu predstavu o hraniciach endogénnej kontroly človeka“; a v poslednom čase výskumníci v mnohých rôznych oblastiach preukázali prítomnosť biologických substrátov, jedinečných mozgových procesov a neurologických korelátov pre „placebo reakciu“:

Komplexná štúdia zameraná na fMRI, ktorú uskutočnili McClure a iní (2004), zameraná na reakcie mozgu subjektov, ktoré predtým vyjadrili preferenciu pre jeden alebo druhý z podobných nealkoholických nápojov Pepsi a Coca-Cola, preukázala, že „informácie o značke“, ktoré „významne ovplyvňujú vyjadrené preferencie subjektov“, sa spracúvajú v úplne inej oblasti mozgu, ako je oblasť aktivovaná pri slepých chuťových testoch (keď sa „preferencie určujú výlučne na základe zmyslových informácií“). To podporuje tvrdenie, že existujú nevedomé mozgové procesy, ktoré aktivujú „placebo reakciu“.

Etické výzvy a obavy

Bioetici vyjadrili rôzne obavy týkajúce sa používania placeba v modernej medicíne a výskume. Tieto obavy boli z veľkej časti zahrnuté do moderných pravidiel používania placebov vo výskume, ale niektoré otázky zostávajú predmetom diskusií. Etika predpisovania placebov v lekárskej praxi je veľmi diskutovaná. Niektorí lekári tvrdia, že používanie placeba je niekedy oprávnené, pretože neuškodí a môže priniesť aj úžitok. Po uverejnení štúdií Hróbjartssona a Götzscheho a ďalších sa tvrdenie, že placebo môže priniesť určitý úžitok, dostalo pod paľbu kritiky.

Väčšina z týchto obáv bola vyriešená v moderných konvenciách o používaní placebov vo výskume, avšak niektoré otázky zostávajú predmetom diskusií.

Od čias Hippokratovej prísahy sa o otázkach etiky lekárskej praxe viedli rozsiahle diskusie a postupne sa vypracovali kódexy praxe ako reakcia na pokrok vo vedeckej medicíne.

Norimberský kódex, ktorý bol vydaný v auguste 1947 ako dôsledok takzvaného Lekárskeho procesu, v ktorom sa skúmali poburujúce pokusy na ľuďoch vykonávané nacistickými lekármi počas druhej svetovej vojny, ponúka desať zásad legitímneho lekárskeho výskumu vrátane informovaného súhlasu, absencie nátlaku a prospešnosti voči účastníkom experimentu.

V roku 1964 vydala Svetová lekárska asociácia Helsinskú deklaráciu, ktorá svoje smernice osobitne obmedzila na zdravotnícky výskum vykonávaný lekármi a zdôraznila niekoľko ďalších podmienok v prípadoch, keď sa „lekársky výskum spája s lekárskou starostlivosťou“.

Významný rozdiel medzi Norimberským kódexom z roku 1947 a Helsinskou deklaráciou z roku 1964 spočíva v tom, že prvý kódex bol súborom zásad, ktoré lekárskej profesii navrhli sudcovia „Lekárskeho procesu“, zatiaľ čo druhý kódex si lekárska profesia vnútila sama.

V odseku 29 deklarácie sa osobitne spomínajú placebo prípravky:

29. Prínosy, riziká, záťaž a účinnosť novej metódy by sa mali testovať v porovnaní s najlepšími súčasnými profylaktickými, diagnostickými a terapeutickými metódami. To nevylučuje použitie placeba alebo žiadnej liečby v štúdiách, v ktorých neexistuje žiadna osvedčená profylaktická, diagnostická alebo terapeutická metóda.

V roku 2002 vydala Svetová lekárska asociácia nasledujúce podrobné oznámenie:

Musia sa dodržiavať všetky ostatné ustanovenia Helsinskej deklarácie, najmä potreba primeraného etického a vedeckého posúdenia.

Okrem požiadavky na informovaný súhlas všetkých účastníkov skúšania lieku je štandardným postupom aj informovanie všetkých testovaných osôb o tom, že môžu dostať testovaný liek alebo že môžu dostať placebo.

Dánska štúdia placeba

Štúdia dánskych všeobecných lekárov zistila, že 48 % z nich predpísalo placebo aspoň 10-krát za posledný rok. Najčastejšie predpisované placebo boli antibiotiká na vírusové infekcie a vitamíny na únavu. Špecialisti a nemocniční lekári uvádzali oveľa nižšiu mieru užívania placeba. (Hrobjartsson 2003) Štúdia lekárov v Izraeli z roku 2004 v časopise British Medical Journal zistila, že 60 % z nich použilo vo svojej lekárskej praxi placebo, najčastejšie na „odvrátenie“ žiadosti o neopodstatnené lieky alebo na upokojenie pacienta. Z lekárov, ktorí uviedli, že používajú placebo, len 15 % informovalo svojich pacientov, že dostávajú placebo alebo nešpecifické lieky. (Nitzan 2004) V sprievodnom úvodníku sa uvádza,

Placebo efekt, ktorý sa považuje za dôsledok inertnej pilulky, možno lepšie chápať ako účinok vzťahu medzi lekárom a pacientom. Pridanie starostlivosti lekára k lekárskej starostlivosti ovplyvňuje pacientov zážitok z liečby, znižuje bolesť a môže ovplyvniť výsledok. Z tohto prieskumu jasne vyplýva, že lekári naďalej používajú placebo a väčšina si myslí, že pomáha.

Editoriál naznačil, že s metódami Hróbjartssona a Götzscheho sú problémy, a tvrdil, že ich výsledky ukazujú, že placebo nemôže liečiť všetko, ale nedokazujú, že placebo efekt nelieči nič. Redakčný článok dospel k záveru: „Nemôžeme si dovoliť zbaviť sa akejkoľvek liečby, ktorá funguje, aj keď si nie sme istí, ako to robí.“ (Spiegel 2004)

Redakčný článok vyvolal reakcie na oboch stranách problému.

Časopis BMJ uverejnil sériu reakcií na úvodník Dr. Spiegela online v sekcii rýchlych reakcií. Vybrané odpovede boli uverejnené v neskorších vydaniach časopisu.

Okrem toho je tu aj nepraktickosť placeba:

Približne 25 % lekárov v dánskych aj izraelských štúdiách použilo placebo ako diagnostický nástroj na určenie, či sú symptómy pacienta skutočné, alebo či pacient predstiera. Kritici aj obhajcovia používania placeba v medicíne sa zhodli na tom, že je to neetické. V úvodníku časopisu British Medical Journal sa uvádza: „To, že pacientovi placebo uľaví od bolesti, neznamená, že bolesť nie je skutočná alebo organického pôvodu… používanie placeba na ‚diagnostiku‘, či bolesť je alebo nie je skutočná, je nesprávne.“

Podávanie placeba sa môže ukázať ako užitočná liečba v niektorých špecifických prípadoch, keď nie je možné použiť odporúčané lieky. Napríklad pacientom s popáleninami, ktorí majú problémy s dýchaním, často nemožno predpísať opioid (morfín) alebo deriváty opioidov (petidín), pretože môžu spôsobiť ďalšiu depresiu dýchania. V takýchto prípadoch sú pri poskytovaní skutočnej úľavy od bolesti popáleným pacientom užitočné placebo injekcie (normálny fyziologický roztok atď.), ak sa im (tým, ktorí nie sú v delíriu) povie, že sa im podáva silná dávka lieku proti bolesti.

Existuje všeobecná zhoda, že kontrolné skupiny s placebom sú dôležitým nástrojom na kontrolu viacerých typov možných skreslení vrátane placebo efektu v dvojito zaslepených klinických štúdiách.

Placebo efekt je aktívnou oblasťou výskumu a diskusií a je možné, že v budúcnosti dôjde k jasnému konsenzu o používaní placeba v lekárskej praxi.

Praktické dôsledky a následky

Podľa týchto zistení vám placebo môže navodiť pocit, že je vám lepšie, a dokonca dočasne pocit, že je vám lepšie, ale v skutočnosti vám lepšie nebude. Pri závažnom ochorení nespôsobí žiadnu významnú fyziologickú zmenu. Stručne povedané, oklame vás (čo je jeho zamýšľaná funkcia pri dvojito zaslepených experimentoch).

Pre väčšinu vedcov nie sú tieto závery ničím prevratným, pretože už roky používajú vo výskume placebo, pričom vychádzajú z predpokladu, že je to tak. Ak by verili v opak, konali by v rozpore s lepšími poznatkami.

Mnohé šarlatánstvo dosahuje dočasný „úspech“ vedomým alebo nevedomým zneužitím tejto placebo ilúzie. Pre pacienta môže byť takéto zneužitie placeba nákladné a v konečnom dôsledku fatálne. Šarlatánovi to oklame pacienta na dostatočne dlhý čas, aby mohol pokračovať v podvode.

Kontrolné skupiny s placebom budú v dohľadnej budúcnosti naďalej dôležitou súčasťou dvojito zaslepených klinických štúdií. Aj keď placebo efekt nie je užitočnou metódou liečby chorôb, jeho účinky sa v klinických štúdiách pozorujú a sú dostatočne reálne na to, aby narušili úsilie o určenie užitočnosti nových liekov a terapeutických postupov, ak nie sú riadne kontrolované.

Mätúce faktory mylne považované za placebo efekt

Vzhľadom na ťažkosti pri pripisovaní príčinnej súvislosti sa mnohé javy prekrývajú so štatistikami placebo efektu, a preto môžu byť do nich mylne zahrnuté.

Neurobiológia placebo efektu

Kategórie
Psychologický slovník

Protilátky

Každá protilátka sa viaže na špecifický antigén; ide o interakciu podobnú zámku a kľúču.

Protilátka (Ab), známa aj ako imunoglobulín (Ig), je veľký proteín v tvare písmena Y produkovaný B-bunkami, ktorý imunitný systém používa na identifikáciu a neutralizáciu cudzích objektov, ako sú baktérie a vírusy. Protilátka rozpoznáva jedinečnú časť cudzieho cieľa, ktorá sa nazýva antigén. Každý hrot „Y“ protilátky obsahuje paratop (štruktúra analogická zámku), ktorý je špecifický pre jeden konkrétny epitop (podobne analogický kľúču) na antigéne, čo umožňuje presné spojenie týchto dvoch štruktúr. Pomocou tohto väzbového mechanizmu môže protilátka označiť mikrób alebo infikovanú bunku na útok iných častí imunitného systému alebo môže priamo neutralizovať svoj cieľ (napríklad zablokovaním časti mikróbu, ktorá je nevyhnutná na jeho inváziu a prežitie). Produkcia protilátok je hlavnou funkciou humorálneho imunitného systému.

Protilátky sú vylučované typom bielych krviniek nazývaných plazmatické bunky, ktoré sa nachádzajú v krvnom sére. Protilátky sa môžu vyskytovať v dvoch fyzikálnych formách, v rozpustnej forme, ktorá sa vylučuje z bunky, a vo forme viazanej na membránu, ktorá je pripojená na povrch B-bunky a označuje sa ako B-bunkový receptor (BCR). BCR sa nachádza len na povrchu B-buniek a uľahčuje aktiváciu týchto buniek a ich následnú diferenciáciu buď na továrne na protilátky nazývané plazmatické bunky, alebo na pamäťové B-bunky, ktoré prežijú v tele a zapamätajú si ten istý antigén, takže B-bunky môžu pri budúcom vystavení reagovať rýchlejšie. Vo väčšine prípadov je potrebná interakcia B bunky s pomocnou T bunkou, aby došlo k úplnej aktivácii B bunky, a teda k tvorbe protilátok po naviazaní antigénu. Rozpustné protilátky sa uvoľňujú do krvi a tkanivových tekutín, ako aj do mnohých sekrétov, aby pokračovali v prieskume invazívnych mikroorganizmov.

Protilátky sú glykoproteíny patriace do nadrodiny imunoglobulínov; pojmy protilátka a imunoglobulín sa často používajú zameniteľne. Protilátky sa zvyčajne skladajú zo základných štrukturálnych jednotiek – každá má dva veľké ťažké reťazce a dva malé ľahké reťazce. Existuje niekoľko rôznych typov ťažkých reťazcov protilátok a niekoľko rôznych druhov protilátok, ktoré sú zoskupené do rôznych izotypov na základe toho, ktorý ťažký reťazec majú. U cicavcov je známych päť rôznych izotypov protilátok, ktoré plnia rôzne úlohy a pomáhajú riadiť vhodnú imunitnú odpoveď na každý iný typ cudzieho objektu, s ktorým sa stretnú.

Hoci všeobecná štruktúra všetkých protilátok je veľmi podobná, malá oblasť na špičke proteínu je veľmi variabilná, čo umožňuje existenciu miliónov protilátok s mierne odlišnou štruktúrou špičky alebo väzobných miest pre antigén. Táto oblasť je známa ako hypervariabilná oblasť. Každý z týchto variantov sa môže viazať na iný cieľ, známy ako antigén. Táto obrovská rozmanitosť protilátok umožňuje imunitnému systému rozpoznať rovnako širokú škálu antigénov. Veľká a rozmanitá populácia protilátok vzniká náhodnými kombináciami súboru génových segmentov, ktoré kódujú rôzne väzobné miesta pre antigén (alebo paratopy), po ktorých nasledujú náhodné mutácie v tejto oblasti génu protilátky, ktoré vytvárajú ďalšiu rozmanitosť. Gény protilátok sa tiež reorganizujú v procese nazývanom prepínanie tried, ktorý mení bázu ťažkého reťazca na inú, čím sa vytvára iný izotyp protilátky, ktorý si zachováva antigénovo špecifickú variabilnú oblasť. To umožňuje, aby jednu protilátku využívalo niekoľko rôznych častí imunitného systému.

Membránovo viazaná forma protilátky sa môže nazývať povrchový imunoglobulín (sIg) alebo membránový imunoglobulín (mIg). Je súčasťou receptora B buniek (BCR), ktorý umožňuje B bunkám zistiť prítomnosť špecifického antigénu v tele a spustiť aktiváciu B buniek. BCR sa skladá z povrchovo viazaných protilátok IgD alebo IgM a pridružených heterodimérov Ig-α a Ig-β, ktoré sú schopné prenášať signál. Typická ľudská B bunka má na svojom povrchu naviazaných 50 000 až 100 000 protilátok. Po naviazaní antigénu sa zoskupujú do veľkých škvŕn, ktorých priemer môže presiahnuť 1 mikrometer, na lipidových raftoch, ktoré izolujú BCR od väčšiny ostatných bunkových signálnych receptorov.
Tieto škvrny môžu zlepšiť účinnosť bunkovej imunitnej odpovede. U ľudí je povrch buniek okolo receptorov B-buniek holý niekoľko stoviek nanometrov, čo ďalej izoluje BCR od konkurenčných vplyvov.

Protilátky sa môžu vyskytovať v rôznych variantoch známych ako izotypy alebo triedy. U placentárnych cicavcov existuje päť izotypov protilátok známych ako IgA, IgD, IgE, IgG a IgM. Každý z nich je pomenovaný predponou „Ig“, ktorá znamená imunoglobulín, iný názov pre protilátku, a líšia sa svojimi biologickými vlastnosťami, funkčnými miestami a schopnosťou vysporiadať sa s rôznymi antigénmi, ako je znázornené v tabuľke.

Izotyp protilátok B-buniek sa mení počas ich vývoja a aktivácie. Nezrelé bunky B, ktoré nikdy neboli vystavené antigénu, sa nazývajú naivné bunky B a exprimujú iba izotyp IgM vo forme viazanej na povrch bunky. Keď B bunky dosiahnu zrelosť, začnú exprimovať IgM aj IgD – spoločná expresia oboch týchto izotypov imunoglobulínov robí B bunku „zrelou“ a pripravenou reagovať na antigén. Aktivácia B bunky nasleduje po spojení molekuly protilátky viazanej na bunku s antigénom, čo spôsobí, že bunka sa rozdelí a diferencuje na bunku produkujúcu protilátky nazývanú plazmatická bunka. V tejto aktivovanej forme začne B-bunka produkovať protilátky vo forme vylučovanej, a nie vo forme viazanej na membránu. Niektoré dcérske bunky aktivovaných B-buniek podliehajú izotypovej zmene, čo je mechanizmus, ktorý spôsobuje zmenu produkcie protilátok z IgM alebo IgD na iné izotypy protilátok, IgE, IgA alebo IgG, ktoré majú definované úlohy v imunitnom systéme.

Protilátky sú ťažké (~150 kDa) globulárne plazmatické proteíny. K niektorým aminokyselinovým zvyškom majú pridané cukrové reťazce. Inými slovami, protilátky sú glykoproteíny. Základnou funkčnou jednotkou každej protilátky je monomér imunoglobulínu (Ig) (obsahuje len jednu jednotku Ig); vylučované protilátky môžu byť aj dimérové s dvoma jednotkami Ig ako IgA, tetérové so štyrmi jednotkami Ig ako IgM teleostov alebo pentérové s piatimi jednotkami Ig ako IgM cicavcov.

Niekoľko imunoglobulínových domén tvorí dva ťažké reťazce (červený a modrý) a dva ľahké reťazce (zelený a žltý) protilátky. Imunoglobulínové domény sa skladajú zo 7 (v prípade konštantných domén) až 9 (v prípade variabilných domén) β-vlákien.

Variabilné časti protilátky sú jej oblasti V a konštantné časti sú jej oblasti C.

Monomér Ig je molekula v tvare písmena „Y“, ktorá pozostáva zo štyroch polypeptidových reťazcov: dvoch identických ťažkých reťazcov a dvoch identických ľahkých reťazcov spojených disulfidickými väzbami.
Každý reťazec sa skladá zo štrukturálnych domén nazývaných imunoglobulínové domény. Tieto domény obsahujú približne 70 – 110 aminokyselín a podľa veľkosti a funkcie sa delia do rôznych kategórií (napríklad variabilné alebo IgV a konštantné alebo IgC). Majú charakteristické imunoglobulínové zloženie, v ktorom dva beta listy vytvárajú „sendvičový“ tvar, ktorý držia pohromade interakcie medzi konzervovanými cysteínmi a inými nabitými aminokyselinami.

Existuje päť typov ťažkého reťazca Ig cicavcov, ktoré sa označujú gréckymi písmenami: α, δ, ε, γ a μ. Typ prítomného ťažkého reťazca určuje triedu protilátky; tieto reťazce sa nachádzajú v protilátkach IgA, IgD, IgE, IgG a IgM. Rozdielne ťažké reťazce sa líšia veľkosťou a zložením; α a γ obsahujú približne 450 aminokyselín, zatiaľ čo μ a ε majú približne 550 aminokyselín.

1. Fab oblasť2. Oblasť Fc3. Ťažký reťazec (modrý) s jednou variabilnou doménou (VH), za ktorou nasleduje konštantná doména (CH1), oblasť závesu a ďalšie dve konštantné domény (CH2 a CH3)4. Ľahký reťazec (zelený) s jednou variabilnou (VL) a jednou konštantnou (CL)5. Väzobné miesto pre antigén (paratop)6. Oblasti závesu.

U vtákov sa hlavná sérová protilátka, ktorá sa nachádza aj v žĺtku, nazýva IgY. Je úplne odlišná od IgG u cicavcov. V niektorých starších publikáciách a dokonca aj na niektorých webových stránkach komerčných produktov v oblasti biologických vied sa však stále nazýva „IgG“, čo je nesprávne a môže byť mätúce.

Každý ťažký reťazec má dve oblasti, konštantnú a variabilnú oblasť. Konštantná oblasť je identická vo všetkých protilátkach rovnakého izotypu, ale líši sa v protilátkach rôznych izotypov. Ťažké reťazce γ, α a δ majú konštantnú oblasť zloženú z troch tandemových (v jednej línii) Ig domén a oblasť kĺbov na zvýšenie flexibility; ťažké reťazce μ a ε majú konštantnú oblasť zloženú zo štyroch imunoglobulínových domén. Variabilná oblasť ťažkého reťazca sa líši v protilátkach produkovaných rôznymi B-bunkami, ale je rovnaká pre všetky protilátky produkované jednou B-bunkou alebo klonom B-buniek. Variabilná oblasť každého ťažkého reťazca je dlhá približne 110 aminokyselín a pozostáva z jednej Ig domény.

U cicavcov existujú dva typy ľahkých reťazcov imunoglobulínov, ktoré sa nazývajú lambda (λ) a kappa (κ). Ľahký reťazec má dve po sebe nasledujúce domény: jednu konštantnú a jednu variabilnú doménu. Približná dĺžka ľahkého reťazca je 211 až 217 aminokyselín. Každá protilátka obsahuje dva ľahké reťazce, ktoré sú vždy identické; u cicavcov je prítomný len jeden typ ľahkého reťazca, κ alebo λ. Iné typy ľahkých reťazcov, ako napríklad reťazec iota (ι), sa nachádzajú u nižších stavovcov, ako sú žraloky (Chondrichthyes) a kostnaté ryby (Teleostei).

CDR, Fv, Fab a Fc oblasti

Niektoré časti protilátky majú jedinečné funkcie. Ramená Y napríklad obsahujú miesta, ktoré môžu viazať dva antigény (vo všeobecnosti rovnaké), a teda rozpoznať špecifické cudzie objekty. Táto oblasť protilátky sa nazýva Fab (fragment, oblasť viažuca antigén). Skladá sa z jednej konštantnej a jednej variabilnej domény z každého ťažkého a ľahkého reťazca protilátky.
Paratop je na aminoterminálnom konci monoméru protilátky tvarovaný variabilnými doménami z ťažkého a ľahkého reťazca. Variabilná doména sa označuje aj ako oblasť FV a je najdôležitejšou oblasťou pre väzbu na antigény. Presnejšie, za väzbu s antigénom sú zodpovedné variabilné slučky β-vlákien, po tri na ľahkom (VL) a ťažkom (VH) reťazci. Tieto slučky sa označujú ako oblasti určujúce komplementaritu (CDR).
Štruktúry týchto CDR zoskupil a klasifikoval Chothia et al.
a nedávno North et al.
V rámci teórie imunitnej siete sa CDR nazývajú aj idiotypy. Podľa teórie imunitnej siete je adaptívny imunitný systém regulovaný interakciami medzi idiotypmi.

Základňa Y zohráva úlohu pri modulácii aktivity imunitných buniek. Táto oblasť sa nazýva Fc (Fragment, kryštalizovateľná) oblasť a pozostáva z dvoch ťažkých reťazcov, ktoré prispievajú dvoma alebo tromi konštantnými doménami v závislosti od triedy protilátky. Oblasť Fc teda zabezpečuje, že každá protilátka vytvára vhodnú imunitnú odpoveď pre daný antigén tým, že sa viaže na špecifickú triedu receptorov Fc a iné imunitné molekuly, ako sú napríklad proteíny komplementu. Týmto spôsobom sprostredkúva rôzne fyziologické účinky vrátane rozpoznania opsonizovaných častíc, lýzy buniek a degranulácie žírnych buniek, bazofilov a eozinofilov.

Aktivované B-bunky sa diferencujú buď na bunky produkujúce protilátky nazývané plazmatické bunky, ktoré vylučujú rozpustné protilátky, alebo na pamäťové bunky, ktoré prežívajú v tele aj niekoľko rokov, aby si imunitný systém zapamätal antigén a rýchlejšie reagoval pri budúcom vystavení.

V prenatálnom a novorodeneckom štádiu života je prítomnosť protilátok zabezpečená pasívnou imunizáciou od matky. Včasná endogénna tvorba protilátok sa líši pre rôzne druhy protilátok a zvyčajne sa objavuje v prvých rokoch života. Keďže protilátky existujú voľne v krvnom obehu, hovorí sa, že sú súčasťou humorálneho imunitného systému. Cirkulujúce protilátky sú produkované klonálnymi B-bunkami, ktoré špecificky reagujú len na jeden antigén (príkladom je fragment bielkoviny kapsidu vírusu). Protilátky prispievajú k imunite tromi spôsobmi: zabraňujú patogénom vstúpiť do buniek alebo ich poškodiť tým, že sa na ne viažu; stimulujú odstraňovanie patogénov makrofágmi a inými bunkami tým, že patogén obalia; a spúšťajú ničenie patogénov stimuláciou iných imunitných reakcií, ako je napríklad komplementová dráha.

Vylučovaný IgM cicavcov má päť Ig jednotiek. Každá jednotka Ig (označená ako 1) má dve oblasti Fab viažuce epitopy, takže IgM je schopný viazať až 10 epitopov.

Protilátky, ktoré sa viažu na povrchové antigény napríklad baktérie, priťahujú prvú zložku komplementovej kaskády svojou Fc oblasťou a iniciujú aktiváciu „klasického“ komplementového systému. Výsledkom je usmrtenie baktérií dvoma spôsobmi. Po prvé, väzba protilátky a molekúl komplementu označí mikrób na prehltnutie fagocytmi v procese nazývanom opsonizácia; tieto fagocyty sú priťahované určitými molekulami komplementu, ktoré sa vytvárajú v komplementovej kaskáde. Po druhé, niektoré zložky komplementového systému vytvárajú membránový útočný komplex, ktorý pomáha protilátkam priamo usmrtiť baktériu.

Aktivácia efektorových buniek

V boji proti patogénom, ktoré sa replikujú mimo buniek, sa protilátky viažu na patogény a spájajú ich, čím spôsobujú ich aglutináciu. Keďže protilátka má aspoň dva paratopy, môže viazať viac ako jeden antigén tým, že viaže identické epitopy, ktoré sa nachádzajú na povrchu týchto antigénov. Obalením patogénu protilátky stimulujú efektorové funkcie proti patogénu v bunkách, ktoré rozpoznávajú ich Fc oblasť.

Bunky, ktoré rozpoznávajú obalené patogény, majú Fc receptory, ktoré, ako už názov napovedá, interagujú s Fc oblasťou protilátok IgA, IgG a IgE. Spojenie konkrétnej protilátky s Fc receptorom na konkrétnej bunke spustí efektorovú funkciu tejto bunky; fagocyty budú fagocytovať, žírne bunky a neutrofily budú degranulovať, prirodzené zabíjačské bunky budú uvoľňovať cytokíny a cytotoxické molekuly, čo v konečnom dôsledku povedie k zničeniu napadnutého mikróba. Receptory Fc sú izotypovo špecifické, čo poskytuje imunitnému systému väčšiu flexibilitu, pretože vyvoláva len vhodné imunitné mechanizmy pre rôzne patogény.

Ľudia a vyššie primáty tiež produkujú „prirodzené protilátky“, ktoré sú prítomné v sére pred vírusovou infekciou. Prirodzené protilátky boli definované ako protilátky, ktoré sa vytvárajú bez predchádzajúcej infekcie, očkovania, vystavenia inému cudziemu antigénu alebo pasívnej imunizácie. Tieto protilátky môžu aktivovať klasickú cestu komplementu, ktorá vedie k lýze obalených vírusových častíc dlho pred aktiváciou adaptívnej imunitnej odpovede. Mnohé prirodzené protilátky sú namierené proti disacharidu galaktóze α(1,3)-galaktóze (α-Gal), ktorý sa nachádza ako koncový cukor na glykozylovaných povrchových proteínoch buniek a vzniká ako odpoveď na produkciu tohto cukru baktériami obsiahnutými v ľudskom čreve. Predpokladá sa, že odmietnutie xenotransplantovaných orgánov je čiastočne dôsledkom prirodzených protilátok cirkulujúcich v sére príjemcu, ktoré sa viažu na antigény α-Gal exprimované na tkanive darcu.

Prakticky všetky mikróby môžu vyvolať protilátkovú odpoveď. Úspešné rozpoznanie a likvidácia mnohých rôznych typov mikróbov si vyžaduje rozmanitosť protilátok; ich aminokyselinové zloženie sa líši, čo im umožňuje interagovať s mnohými rôznymi antigénmi. Odhaduje sa, že ľudia vytvárajú približne 10 miliárd rôznych protilátok, z ktorých každá je schopná viazať odlišný epitop antigénu. Hoci sa u jedného jedinca vytvára obrovský repertoár rôznych protilátok, počet génov dostupných na tvorbu týchto proteínov je obmedzený veľkosťou ľudského genómu. Vyvinulo sa niekoľko zložitých genetických mechanizmov, ktoré umožňujú B-bunkám stavovcov vytvárať rôznorodý súbor protilátok z relatívne malého počtu protilátkových génov.

Oblasti ťažkého reťazca určujúce komplementaritu sú znázornené červenou farbou (PDB 1IGT)

Oblasť (lokus) chromozómu, ktorá kóduje protilátku, je veľká a obsahuje niekoľko rôznych génov pre každú doménu protilátky – lokus obsahujúci gény pre ťažké reťazce (IGH@) sa nachádza na chromozóme 14 a lokusy obsahujúce gény pre ľahké reťazce lambda a kappa (IGL@ a IGK@) sa u ľudí nachádzajú na chromozómoch 22 a 2. Jedna z týchto domén sa nazýva variabilná doména, ktorá je prítomná v každom ťažkom a ľahkom reťazci každej protilátky, ale môže sa líšiť v rôznych protilátkach vytvorených z rôznych buniek B. Rozdiely medzi variabilnými doménami sa nachádzajú v troch slučkách známych ako hypervariabilné oblasti (HV-1, HV-2 a HV-3) alebo oblasti určujúce komplementaritu (CDR1, CDR2 a CDR3). CDR sú v rámci variabilných domén podporované konzervovanými rámcovými oblasťami. Lokus ťažkého reťazca obsahuje približne 65 rôznych génov s variabilnou doménou, ktoré sa líšia svojimi CDR. Kombináciou týchto génov s radom génov pre iné domény protilátky vzniká veľká kavaléria protilátok s vysokým stupňom variability. Táto kombinácia sa nazýva V(D)J rekombinácia, o ktorej sa hovorí ďalej.

Zjednodušený prehľad V(D)J rekombinácie ťažkých reťazcov imunoglobulínov

Somatická rekombinácia imunoglobulínov, známa aj ako V(D)J rekombinácia, zahŕňa tvorbu jedinečnej variabilnej oblasti imunoglobulínu. Variabilná oblasť každého ťažkého alebo ľahkého reťazca imunoglobulínu je kódovaná v niekoľkých častiach – známych ako génové segmenty (subgény). Tieto segmenty sa nazývajú variabilné (V), diverzitné (D) a spájacie (J) segmenty. Segmenty V, D a J sa nachádzajú v ťažkých reťazcoch Ig, ale iba segmenty V a J sa nachádzajú v ľahkých reťazcoch Ig. Existujú viaceré kópie V, D a J génových segmentov, ktoré sú v genómoch cicavcov usporiadané tandemovo. V kostnej dreni si každá vyvíjajúca sa B-bunka zostaví variabilnú oblasť imunoglobulínu náhodným výberom a kombináciou jedného V, jedného D a jedného J génového segmentu (alebo jedného V a jedného J segmentu v ľahkom reťazci). Keďže existuje viacero kópií každého typu génového segmentu a na vytvorenie každej variabilnej oblasti imunoglobulínu sa môžu použiť rôzne kombinácie génových segmentov, tento proces vytvára obrovské množstvo protilátok, z ktorých každá má rôzne paratopy, a teda rôzne antigénové špecificity. Zaujímavé je, že preskupenie niekoľkých podrodov (napr. rodiny V2) pre ľahký reťazec imunoglobulínu lambda je spojené s aktiváciou mikroRNA miR-650, ktorá ďalej ovplyvňuje biológiu B-buniek .

Po tom, čo B bunka vytvorí funkčný imunoglobulínový gén počas V(D)J rekombinácie, nemôže exprimovať žiadnu inú variabilnú oblasť (proces známy ako alelické vylúčenie), a tak môže každá B bunka produkovať protilátky obsahujúce len jeden druh variabilného reťazca.

Somatická hypermutácia a afinitné zrenie

Po aktivácii antigénom sa B-bunky začnú rýchlo množiť. V týchto rýchlo sa deliacich bunkách gény kódujúce variabilné domény ťažkých a ľahkých reťazcov podliehajú vysokej miere bodových mutácií v procese nazývanom somatická hypermutácia (SHM). Výsledkom SHM je približne jedna nukleotidová zmena na variabilný gén pri každom delení bunky. V dôsledku toho všetky dcérske B-bunky získajú malé aminokyselinové rozdiely vo variabilných doménach svojich protilátkových reťazcov.

To slúži na zvýšenie rozmanitosti súboru protilátok a ovplyvňuje afinitu protilátky k antigénu. Niektoré bodové mutácie budú mať za následok tvorbu protilátok, ktoré majú slabšiu interakciu (nízku afinitu) s antigénom ako pôvodná protilátka, a niektoré mutácie budú vytvárať protilátky so silnejšou interakciou (vysokou afinitou). B-bunky, ktoré na svojom povrchu exprimujú protilátky s vysokou afinitou, dostanú počas interakcie s inými bunkami silný signál na prežitie, zatiaľ čo tie s nízkou afinitou protilátok nie a zomrú apoptózou. B-bunky exprimujúce protilátky s vyššou afinitou k antigénu teda prekonajú tie so slabšou afinitou, pokiaľ ide o funkciu a prežitie. Proces tvorby protilátok so zvýšenou väzbovou afinitou sa nazýva afinitné dozrievanie. K afinitnému dozrievaniu dochádza v zrelých B-bunkách po V(D)J rekombinácii a závisí od pomoci pomocných T-buniek.

Mechanizmus rekombinácie prepínačov tried, ktorý umožňuje prepínanie izotypov v aktivovaných B-bunkách

Prepínanie izotypov alebo tried je biologický proces, ku ktorému dochádza po aktivácii B-bunky a ktorý umožňuje bunke produkovať rôzne triedy protilátok (IgA, IgE alebo IgG). Rôzne triedy protilátok, a teda aj efektorové funkcie, sú definované konštantnými (C) oblasťami ťažkého reťazca imunoglobulínu. Na začiatku naivné B-bunky exprimujú iba bunkový povrch IgM a IgD s identickými oblasťami viažucimi antigén. Každý izotyp je prispôsobený na odlišnú funkciu, preto po aktivácii môže byť na účinné odstránenie antigénu potrebná protilátka s efektorovou funkciou IgG, IgA alebo IgE. Prepínanie tried umožňuje rôznym dcérskym bunkám tej istej aktivovanej B-bunky produkovať protilátky rôznych izotypov. Počas prepínania tried sa mení len konštantná oblasť ťažkého reťazca protilátky; variabilné oblasti, a teda antigénová špecifickosť, zostávajú nezmenené. Potomstvo jednej B-bunky tak môže produkovať protilátky, všetky špecifické pre ten istý antigén, ale so schopnosťou produkovať efektorovú funkciu vhodnú pre každú antigénovú výzvu. Prepínanie tried je vyvolané cytokínmi; vytvorený izotyp závisí od toho, ktoré cytokíny sú prítomné v prostredí B buniek.

K prepínaniu tried dochádza v génovom lokuse ťažkého reťazca mechanizmom nazývaným rekombinácia prepínačov tried (CSR). Tento mechanizmus sa spolieha na konzervované nukleotidové motívy, nazývané prepínacie (S) oblasti, ktoré sa nachádzajú v DNA pred každým génom konštantnej oblasti (okrem δ-reťazca). Vlákno DNA sa láme aktivitou série enzýmov v dvoch vybraných S-oblastiach. Exón variabilnej domény sa opätovne pripojí prostredníctvom procesu nazývaného nehomologické koncové spájanie (NHEJ) k požadovanej konštantnej oblasti (γ, α alebo ε). Výsledkom tohto procesu je imunoglobulínový gén, ktorý kóduje protilátku iného izotypu.

Skupina protilátok sa môže nazývať monovalentná (alebo špecifická), ak má afinitu k rovnakému epitopu alebo k rovnakému antigénu (ale potenciálne k rôznym epitopom na molekule), alebo k rovnakému kmeňu mikroorganizmu (ale potenciálne k rôznym antigénom na ňom alebo v ňom). Naopak, skupinu protilátok možno nazvať polyvalentnou (alebo nešpecifickou), ak majú afinitu k rôznym antigénom alebo mikroorganizmom. Intravenózny imunoglobulín, ak nie je uvedené inak, pozostáva z polyvalentného IgG. Naproti tomu monoklonálne protilátky sú monovalentné pre ten istý epitop.

Diagnostika a terapia ochorenia

Detekcia konkrétnych protilátok je veľmi rozšírenou formou lekárskej diagnostiky a aplikácie, ako napríklad sérológia, závisia od týchto metód. Napríklad pri biochemických testoch na diagnostiku chorôb sa z krvi odhaduje titer protilátok namierených proti vírusu Epstein-Barrovej alebo borelióze. Ak tieto protilátky nie sú prítomné, buď osoba nie je infikovaná, alebo sa infekcia vyskytla veľmi dávno a B-bunky vytvárajúce tieto špecifické protilátky prirodzene zanikli. V klinickej imunológii sa hladiny jednotlivých tried imunoglobulínov merajú nefelometricky (alebo turbidimetricky), aby sa charakterizoval protilátkový profil pacienta. Zvýšené hodnoty rôznych tried imunoglobulínov sú niekedy užitočné pri určovaní príčiny poškodenia pečene u pacientov, u ktorých je diagnóza nejasná. Napríklad zvýšený IgA indikuje alkoholovú cirhózu, zvýšený IgM indikuje vírusovú hepatitídu a primárnu biliárnu cirhózu, zatiaľ čo IgG je zvýšený pri vírusovej hepatitíde, autoimunitnej hepatitíde a cirhóze. Autoimunitné poruchy sa často dajú vysledovať na základe protilátok, ktoré viažu telu vlastné epitopy; mnohé sa dajú zistiť pomocou krvných testov. Protilátky namierené proti povrchovým antigénom červených krviniek pri imunitne sprostredkovanej hemolytickej anémii sa zisťujú Coombsovým testom. Coombsov test sa používa aj na skríning protilátok pri príprave krvnej transfúzie a tiež na skríning protilátok u žien pred pôrodom.
Prakticky sa na diagnostiku infekčných ochorení používa niekoľko imunodiagnostických metód založených na detekcii komplexného antigénu – protilátky, napríklad ELISA, imunofluorescencia, Western blot, imunodifúzia, imunoelektroforéza a magnetická imunoanalýza. Protilátky zvýšené proti ľudskému choriovému gonadotropínu sa používajú vo voľne predajných tehotenských testoch.
Terapia cielenými monoklonálnymi protilátkami sa používa na liečbu chorôb, ako je reumatoidná artritída, skleróza multiplex, psoriáza a mnohé formy rakoviny vrátane non-Hodgkinovho lymfómu, kolorektálneho karcinómu, karcinómu hlavy a krku a karcinómu prsníka.
Niektoré imunitné nedostatky, ako napríklad agammaglobulinémia viazaná na chromozóm X a hypogamaglobulinémia, vedú k čiastočnému alebo úplnému nedostatku protilátok. Tieto ochorenia sa často liečia navodením krátkodobej formy imunity nazývanej pasívna imunita. Pasívna imunita sa dosahuje prenosom hotových protilátok vo forme ľudského alebo zvieracieho séra, združeného imunoglobulínu alebo monoklonálnych protilátok do postihnutého jedinca.

Rhesus faktor, známy aj ako RhD antigén, je antigén, ktorý sa nachádza na červených krvinkách; jedinci, ktorí sú Rh pozitívni (Rh+), majú tento antigén na červených krvinkách a jedinci, ktorí sú Rh negatívni (Rh-), ho nemajú. Počas normálneho pôrodu, pôrodnej traumy alebo komplikácií počas tehotenstva sa krv z plodu môže dostať do matkinho organizmu. V prípade Rh-nekompatibilnej matky a dieťaťa môže následné miešanie krvi spôsobiť senzibilizáciu Rh-matky na Rh antigén na krvinkách Rh+ dieťaťa, čím sa zvyšok tehotenstva a všetky nasledujúce tehotenstvá vystavujú riziku hemolytického ochorenia novorodenca.

Protilátky proti imunoglobulínu Rho(D) sú špecifické pre ľudský antigén Rhesus D (RhD). Protilátky proti RhD sa podávajú ako súčasť prenatálnej liečby, aby sa zabránilo senzibilizácii, ku ktorej môže dôjsť, keď má Rhesus negatívna matka Rhesus pozitívny plod. Liečba matky protilátkami Anti-RhD pred úrazom a pôrodom a bezprostredne po ňom zničí Rh antigén v matkinom systéme od plodu. Dôležité je, že k tomu dochádza skôr, ako antigén môže stimulovať B bunky matky, aby si „zapamätali“ Rh antigén vytvorením pamäťových B buniek. Preto jej humorálny imunitný systém nebude vytvárať anti Rh protilátky a nebude útočiť na Rh antigény súčasných alebo nasledujúcich detí. Liečba imunoglobulínom Rho(D) zabraňuje senzibilizácii, ktorá môže viesť k ochoreniu Rh, ale nezabraňuje ani nelieči samotné základné ochorenie.

Imunofluorescenčný obraz eukaryotického cytoskeletu. Aktínové vlákna sú zobrazené červenou farbou, mikrotubuly zelenou a jadrá modrou.

Špecifické protilátky sa vyrábajú injekčným podaním antigénu cicavcovi, napríklad myši, potkanovi, králikovi, koze, ovci alebo koňovi, aby sa vytvorilo veľké množstvo protilátok. Krv izolovaná z týchto zvierat obsahuje polyklonálne protilátky – viacero protilátok, ktoré sa viažu na rovnaký antigén – v sére, ktoré sa teraz môže nazývať antisérum. Antigény sa injekčne podávajú aj kurčatám na tvorbu polyklonálnych protilátok vo vaječnom žĺtku. Na získanie protilátky, ktorá je špecifická pre jeden epitop antigénu, sa zo zvieraťa izolujú lymfocyty vylučujúce protilátky a imortalizujú sa spojením s rakovinovou bunkovou líniou. Fúzované bunky sa nazývajú hybridomy a v kultúre neustále rastú a vylučujú protilátky. Jednotlivé hybridómové bunky sa izolujú klonovaním riedením, aby sa vytvorili klony buniek, ktoré všetky produkujú rovnakú protilátku; tieto protilátky sa nazývajú monoklonálne protilátky. Polyklonálne a monoklonálne protilátky sa často čistia pomocou proteínu A/G alebo antigénovej afinitnej chromatografie.

Vo výskume sa purifikované protilátky používajú v mnohých aplikáciách. Najčastejšie sa používajú na identifikáciu a lokalizáciu intracelulárnych a extracelulárnych proteínov. Protilátky sa používajú v prietokovej cytometrii na rozlíšenie typov buniek podľa proteínov, ktoré exprimujú; rôzne typy buniek exprimujú na svojom povrchu rôzne kombinácie klastra diferenciačných molekúl a produkujú rôzne intracelulárne a vylučované proteíny. Používajú sa aj pri imunoprecipitácii na oddelenie proteínov a všetkého, čo sa na ne viaže (koimunoprecipitácia), od iných molekúl v bunkovom lyzáte, pri analýzach Western blot na identifikáciu proteínov oddelených elektroforézou a pri imunohistochémii alebo imunofluorescencii na skúmanie expresie proteínov v tkanivových rezoch alebo na lokalizáciu proteínov v bunkách pomocou mikroskopu. Proteíny sa dajú detegovať a kvantifikovať aj pomocou protilátok, a to technikami ELISA a ELISPOT.

Význam protilátok v zdravotníctve a biotechnologickom priemysle si vyžaduje znalosť ich štruktúry s vysokým rozlíšením. Tieto informácie sa využívajú na proteínové inžinierstvo, modifikáciu väzbovej afinity antigénu a identifikáciu epitopu danej protilátky. Röntgenová kryštalografia je jednou z bežne používaných metód na určenie štruktúry protilátok. Kryštalizácia protilátky je však často prácna a časovo náročná. Výpočtové prístupy predstavujú lacnejšiu a rýchlejšiu alternatívu ku kryštalografii, ale ich výsledky sú nejednoznačnejšie, pretože nevytvárajú empirické štruktúry. Online webové servery, ako napríklad Web Antibody Modeling (WAM) a Prediction of Immunoglobulin Structure (PIGS), umožňujú počítačové modelovanie variabilných oblastí protilátok. Rosetta Antibody je nový server na predpovedanie štruktúry FV oblasti protilátok, ktorý zahŕňa sofistikované techniky na minimalizáciu slučiek CDR a optimalizáciu relatívnej orientácie ľahkých a ťažkých reťazcov, ako aj homologické modely, ktoré predpovedajú úspešné dokovanie protilátok s ich jedinečným antigénom.

Prvýkrát bol pojem „protilátka“ použitý v texte Paula Ehrlicha. Termín Antikörper (nemecký výraz pre protilátku) sa objavuje v závere jeho článku „Experimentálne štúdie o imunite“, uverejnenom v októbri 1891, v ktorom sa uvádza, že „ak dve látky vyvolávajú dva rôzne antikörpery, potom sa musia líšiť aj ony samy“. Tento termín však nebol okamžite prijatý a bolo navrhnutých niekoľko ďalších termínov pre protilátku; patrili medzi ne Immunkörper, Amboceptor, Zwischenkörper, substancia sensibilisatrice, copula, Desmon, philocytase, fixateur a Immunisin. Slovo protilátka má formálnu analógiu so slovom antitoxín a podobný pojem ako Immunkörper.

Anjel Západu (2008) Juliana Voss-Andreae je socha založená na štruktúre protilátok, ktorú publikoval E. Padlan. Vytvorená pre floridský areál Scripps Research Institute, protilátka je umiestnená do kruhu odkazujúceho na Vitruviánskeho človeka od Leonarda da Vinciho, čím sa zdôrazňujú podobné proporcie protilátky a ľudského tela.

Štúdium protilátok sa začalo v roku 1890, keď Kitasato Shibasaburō opísal aktivitu protilátok proti toxínom záškrtu a tetanu. Kitasato predložil teóriu humorálnej imunity a navrhol, že mediátor v sére môže reagovať s cudzím antigénom. Jeho myšlienka podnietila Paula Ehrlicha, aby v roku 1897 navrhol teóriu bočných reťazcov pre interakciu protilátok a antigénov, keď vyslovil hypotézu, že receptory (opísané ako „bočné reťazce“) na povrchu buniek sa môžu špecificky viazať na toxíny – v interakcii „zámok a kľúč“ – a že táto väzbová reakcia je spúšťačom tvorby protilátok. Ďalší výskumníci sa domnievali, že protilátky existujú voľne v krvi, a v roku 1904 Almroth Wright navrhol, že rozpustné protilátky pokrývajú baktérie, aby ich označili na účely fagocytózy a usmrtenia; tento proces nazval opsoninizácia.

V 20. rokoch 20. storočia Michael Heidelberger a Oswald Avery pozorovali, že antigény sa môžu vyzrážať protilátkami, a ďalej dokázali, že protilátky sú tvorené bielkovinami. Biochemické vlastnosti interakcií medzi antigénom a protilátkou podrobnejšie preskúmal koncom 30. rokov 20. storočia John Marrack. 80] Ďalší významný pokrok nastal v 40. rokoch 20. storočia, keď Linus Pauling potvrdil teóriu zámku a kľúča navrhnutú Ehrlichom tým, že ukázal, že interakcie medzi protilátkami a antigénmi závisia viac od ich tvaru ako od ich chemického zloženia. 81] V roku 1948 Astrid Fagreausová zistila, že za tvorbu protilátok sú zodpovedné B-bunky vo forme plazmatických buniek. 82

Ďalšia práca sa sústredila na charakterizáciu štruktúr proteínov protilátok. Významným pokrokom v týchto štruktúrnych štúdiách bol objav ľahkého reťazca protilátky začiatkom 60. rokov 20. storočia Geraldom Edelmanom a Josephom Gallym[83] a ich zistenie, že tento proteín je rovnaký ako proteín Bence-Jones, ktorý v roku 1845 opísal Henry Bence Jones[84]. Edelman ďalej zistil, že protilátky sa skladajú z ťažkého a ľahkého reťazca spojených disulfidovou väzbou. Približne v tom istom čase charakterizoval Rodney Porter oblasti viažuce protilátky (Fab) a chvostové oblasti protilátok (Fc) IgG. 85] Títo vedci spoločne odvodili štruktúru a kompletnú aminokyselinovú sekvenciu IgG, za čo im bola v roku 1972 spoločne udelená Nobelova cena za fyziológiu alebo medicínu. 86] Fragment Fv pripravil a charakterizoval David Givol. 87] Zatiaľ čo väčšina týchto prvých štúdií bola zameraná na IgM a IgG, v 60. rokoch 20. storočia boli identifikované ďalšie izotypy imunoglobulínov: Thomas Tomasi objavil sekrečnú protilátku (IgA)[87] a David S. Rowe a John L. Fahey identifikovali IgD[88] a IgE identifikovali Kimishige Ishizaka a Teruko Ishizaka ako triedu protilátok, ktoré sa podieľajú na alergických reakciách[89].

Komplex MAC – Nanobody – Perforín – Protilátky (ľahký reťazec, ťažký reťazec, IgA, IgD, IgE, IgG, IgM)

Kategórie
Psychologický slovník

Štruktúra nadobličiek

U cicavcov sú nadobličky (známe aj ako suprarenálne žľazy alebo hovorovo ako obličkové klobúky) endokrinné žľazy trojuholníkového tvaru, ktoré sa nachádzajú na vrchole obličiek; ich názov označuje túto polohu (ad, „blízko“ alebo „pri“ + renes, „obličky“). Sú zodpovedné najmä za reguláciu stresovej reakcie prostredníctvom syntézy kortikosteroidov a katecholamínov vrátane kortizolu a adrenalínu.

Nad každou ľudskou obličkou sa nachádza jedna z dvoch nadobličiek.

Vrstvy kôry nadobličiek

Anatomicky sa nadobličky nachádzajú v brušnej dutine na prednej strane obličiek. U človeka sa nadobličky nachádzajú na úrovni 12. hrudného stavca a sú prekrvené z nadobličkových tepien.

Rozdeľuje sa na dve odlišné štruktúry, dreň nadobličiek a kôru nadobličiek, ktoré dostávajú regulačné vstupy z nervového systému. Ako napovedá jej názov, driek nadobličiek sa nachádza v strede nadobličky, ktorú obklopuje kôra nadobličiek.

Drenica nadobličiek, ktorá sa skladá najmä z chromafinných buniek produkujúcich hormóny, je hlavným miestom premeny aminokyseliny tyrozínu na katecholamíny adrenalín a noradrenalín (nazývané aj adrenalín a noradrenalín). Medulárne bunky sú odvodené z embryonálneho neurálneho hrebeňa a ako také sú jednoducho modifikovanými neurónmi. Sú to najmä modifikované postgangliové bunky sympatikového nervového systému, ktoré stratili svoje axóny a dendrity a dostávajú inerváciu z príslušných pregangliových vlákien. Okrem toho, keďže synapsie medzi pregangliovými a postgangliovými vláknami sa nazývajú gangliá, dreň nadobličiek je vlastne gangliom sympatikového nervového systému.

V reakcii na stresory, ako je cvičenie alebo hroziace nebezpečenstvo, uvoľňujú medulárne bunky do krvi katecholamíny v pomere 70:30, teda adrenalín a noradrenalín. Medzi významné účinky epinefrínu a noradrenalínu patrí zvýšená srdcová frekvencia, zúženie ciev, rozšírenie priedušiek a zvýšený metabolizmus, ktoré sú charakteristické pre reakciu bojuj alebo uteč.

Kôra nadobličiek, ktorá sa nachádza po obvode nadobličiek, sprostredkúva reakciu na stres prostredníctvom produkcie mineralokortikoidov a glukokortikoidov vrátane aldosterónu a kortizolu. Je tiež sekundárnym miestom syntézy androgénov.

Kôru možno rozdeliť na tri rôzne vrstvy tkaniva na základe ich usporiadania. Najpovrchnejšou vrstvou kôry je zona glomerulosa, ktorá produkuje mineralokortikoidy (napr. aldosterón). Pod glomerulózou sa nachádzajú zonae fasciculata a reticularis, ktoré produkujú glukokortikoidy (napr. kortizol) a slabé androgény (napr. dehydroepiandrosterón).

Všetky hormóny kôry nadobličiek sa syntetizujú z cholesterolu. Cholesterol je transportovaný do vnútornej mitochondriálnej membrány steroidogénnym akútnym regulačným proteínom (StAR), kde sa enzýmom CYP11A premieňa na pregnenolón. Preto je produkcia hormónov vo všetkých troch vrstvách kôry nadobličiek obmedzená transportom cholesterolu do mitochondrií a jeho premenou na pregnenolón. Pregnenolón môže byť buď dehydrogenovaný na progesterón, alebo hydroxylovaný na 17-alfa-hydroxypregnenolón. Kroky až po tento bod sa vyskytujú v mnohých tkanivách produkujúcich steroidy. Následné kroky však prebiehajú len v kôre nadobličiek.

Zona glomerulosa je najvrchnejšia vrstva kôry nadobličiek, ktorá leží priamo pod puzdrom nadobličky. Jej bunky sú usporiadané do guľovitých zhlukov (glomus je latinsky „guľa“).

V reakcii na zvýšenú hladinu draslíka alebo znížený prietok krvi obličkami vylučujú bunky zona glomerulosa do krvi mineralokortikoid aldosterón ako súčasť systému renín-angiotenzín. Aldosterón reguluje koncentráciu elektrolytov v tele, predovšetkým sodíka a draslíka, tým, že pôsobí na distálne stočené kanáliky nefrónov obličiek, aby:

Bunky zona fasciculata sa nachádzajú priamo pod zona glomerulosa a sú usporiadané do zväzkov (alebo zväzkov). Zóna produkuje najmä glukokortikoidy (napr. kortizol) a malé množstvo slabých androgénov (napr. dehydroepiandrosterón).

Kortikálne bunky zodpovedné za produkciu glukokortikoidov sú primárnymi efektormi adrenokortikotropného hormónu (ACTH). Hypotalamus vylučuje hormón uvoľňujúci kortikotropín, ktorý stimuluje prednú hypofýzu k uvoľňovaniu ACTH; ďalší hypotalamický hormón, arginín vazopresín, zvyšuje sekréciu ACTH, pričom oba spolu stimulujú väčšie uvoľňovanie ako ACTH samostatne. ACTH pôsobí na kôru nadobličiek a stimuluje uvoľňovanie glukokortikoidov. Tento trojorgánový endokrinný systém sa bežne nazýva os hypotalamus-hypofýza-nadobličky.

Hlavným glukokortikoidom uvoľňovaným nadobličkami je kortizol. Kortizol po naviazaní na svoj cieľ zlepšuje metabolizmus viacerými spôsobmi:

Aj keď sa vyskytujú rôzne varianty krvného zásobovania nadobličiek (a vlastne aj samotných obličiek), zvyčajne sú to tri tepny, ktoré zásobujú každú nadobličku: horná, stredná a dolná suprarenálna (alebo nadobličková) tepna.

Každá (ľavá a pravá) horná suprarenálna tepna je vetvou frenickej tepny na tejto strane tela. Ľavá a pravá frenická artéria zásobujú bránicu a vychádzajú z aorty.

Stredná suprarenálna artéria je vetva priamo z aorty, zatiaľ čo dolná suprarenálna artéria sa vetví z aorty alebo z renálnej artérie.

Medula: Chromafínové bunky Kôra: zona glomerulosa – zona fasciculata – zona reticularis

Štítna žľaza (Parafolikulárna bunka, Epitelová bunka štítnej žľazy, Štítny priechod, Laloky štítnej žľazy, Pyramída štítnej žľazy) Prištítne telieska (Oxyfilná bunka, Hlavná bunka)

zona glomerulosa – zona fasciculata – zona reticularis

Zuckerkandlov orgán – Aortálne telo – Karotické telo

Semenníky – Vaječníky – Žlté teliesko

Pars nervosa – Median eminence – Infundibular stalk – Pituicyte – Herring bodies

Pars intermedia – Pars tuberalis – Pars distalis – Acidofily (somatotrópy, laktotrópy) – Bazofily (kortikotrópy, gonadotrópy, tyrotrópy)

Pinealocyty – Corpora arenacea

Alfa bunka – Beta bunka – Delta bunka – PP bunka – Epsilon bunka

Kategórie
Psychologický slovník

Karcinogény

Symbol nebezpečnosti pre karcinogénne chemické látky v globálnom harmonizovanom systéme.

Pojem karcinogén sa vzťahuje na akúkoľvek látku, rádionuklid alebo žiarenie, ktoré sa priamo podieľajú na podpore rakoviny alebo na uľahčení jej šírenia. Môže to byť spôsobené schopnosťou poškodiť genóm alebo narušením metabolických procesov buniek. Viaceré rádioaktívne látky sa považujú za karcinogény, ale ich karcinogénna aktivita sa pripisuje žiareniu, napríklad gama žiareniu a časticiam alfa, ktoré emitujú. Bežnými príkladmi karcinogénov sú vdychovaný azbest, niektoré dioxíny a tabakový dym.

Rakovina je ochorenie, pri ktorom poškodené bunky tela pacienta nepodliehajú programovanej bunkovej smrti, ale ich rast už nie je kontrolovaný a ich metabolizmus je zmenený. Karcinogénne látky môžu zvyšovať riziko vzniku rakoviny tým, že menia bunkový metabolizmus alebo poškodzujú DNA priamo v bunkách, čím zasahujú do biologických procesov a vyvolávajú nekontrolované, zhubné delenie, čo v konečnom dôsledku vedie k vzniku nádorov. Zvyčajne poškodenie DNA, ak je príliš závažné na opravu, vedie k programovanej bunkovej smrti, ale ak je poškodená cesta programovanej bunkovej smrti, bunka nemôže zabrániť tomu, aby sa stala rakovinovou bunkou.

Existuje mnoho prírodných karcinogénov. Aflatoxín B1, ktorý produkuje huba Aspergillus flavus rastúca na skladovaných obilninách, orechoch a arašidovom masle, je príkladom silného prirodzeného mikrobiálneho karcinogénu. Zistilo sa, že niektoré vírusy, ako napríklad hepatitída B a ľudské papiloma vírusy, spôsobujú u ľudí rakovinu. Prvým vírusom, u ktorého sa preukázalo, že spôsobuje rakovinu u zvierat, je Rousov sarkómový vírus, ktorý v roku 1910 objavil Peyton Rous.

Spolukarcinogény sú chemické látky, ktoré nespôsobujú rakovinu samostatne, ale v špecifických kombináciách.

Po tom, ako sa karcinogén dostane do tela, sa ho telo pokúsi eliminovať prostredníctvom procesu nazývaného biotransformácia. Cieľom týchto reakcií je, aby sa karcinogén stal rozpustnejším vo vode, aby sa mohol z tela odstrániť. Tieto reakcie však môžu premeniť aj menej toxický karcinogén na toxickejší.

DNA je nukleofilná, preto sú rozpustné uhlíkové elektrofily karcinogénne, pretože DNA ich napáda. Napríklad niektoré alkény sú toxické pre ľudské enzýmy za vzniku elektrofilného epoxidu. DNA napadne epoxid a trvalo sa naň viaže. To je mechanizmus, ktorý stojí za karcinogenitou benzopyrénu v tabakovom dyme, iných aromatických látok, aflatoxínu a yperitu.

CERCLA označuje všetky rádionuklidy za karcinogény, hoci o potenciálnom nebezpečenstve rozhoduje povaha emitovaného žiarenia (alfa, beta alebo gama a energia), jeho následná schopnosť spôsobiť ionizáciu v tkanivách a veľkosť vystavenia žiareniu. Karcinogenita žiarenia závisí od druhu žiarenia, typu expozície a prieniku. Napríklad alfa žiarenie má nízky prienik a nepredstavuje nebezpečenstvo mimo tela, ale pri vdýchnutí alebo požití sú karcinogénne.

Napríklad Thorotrast, (náhodne rádioaktívna) suspenzia, ktorá sa predtým používala ako kontrastná látka v röntgenovej diagnostike, je silným ľudským karcinogénom, ktorý je známy svojou retenciou v rôznych orgánoch a trvalým vyžarovaním alfa častíc. Marie Curie, jedna z priekopníčok rádioaktivity, zomrela na rakovinu spôsobenú ožiarením počas svojich experimentov.

Nie všetky typy elektromagnetického žiarenia sú karcinogénne. Nízkoenergetické vlny v elektromagnetickom spektre spravidla nie sú, vrátane rádiových vĺn, mikrovlnného žiarenia, infračerveného žiarenia a viditeľného svetla. Vyššie energetické žiarenie vrátane ultrafialového žiarenia (prítomného v slnečnom svetle), röntgenového žiarenia a gama žiarenia je vo všeobecnosti karcinogénne, ak sa prijíma v dostatočných dávkach.

Látky alebo potraviny ožiarené elektrónmi alebo elektromagnetickým žiarením (napríklad mikrovlnným, röntgenovým alebo gama) nie sú karcinogénne. Žiadne „žiarenie“ nezostáva, rovnako ako nezostáva žiadne svetlo v šošovke. (Naopak, neelektromagnetické neutrónové žiarenie, ktoré vzniká v jadrových reaktoroch, môže spôsobiť, že látky budú rádioaktívne.)

Karcinogény v pripravených potravinách

Varenie potravín pri vysokých teplotách, napríklad pri pečení mäsa na rošte alebo grile, môže viesť k tvorbe nepatrných množstiev mnohých silných karcinogénov, ktoré sú porovnateľné s tými, ktoré sa nachádzajú v cigaretovom dyme (napr. benzopyrén). Zuhoľnatenie potravín sa podobá koksovaniu a pyrolýze tabaku a produkuje podobné karcinogény. Existuje niekoľko karcinogénnych produktov pyrolýzy, ako sú polynukleárne aromatické uhľovodíky, ktoré sa ľudskými enzýmami menia na epoxidy, ktoré sa trvalo viažu na DNA. Predbežná príprava mäsa v mikrovlnnej rúre na 2 – 3 minúty pred pečením skracuje čas na horúcej panvici, čo môže pomôcť minimalizovať tvorbu týchto karcinogénov.

Správy Agentúry pre potravinové štandardy zistili, že známy živočíšny karcinogén akrylamid vzniká v smažených alebo prehriatych sacharidových potravinách (ako sú hranolky a zemiakové lupienky). V FDA a európskych regulačných agentúrach prebiehajú štúdie na posúdenie jeho potenciálneho rizika pre ľudí. Spálené zvyšky na grilovanom mäse boli spolu s mnohými ďalšími dechtami identifikované ako karcinogén.

Skutočnosť, že potravina obsahuje nepatrné množstvá, však nemusí nevyhnutne znamenať, že ide o významné nebezpečenstvo. Tráviaci trakt sa priebežne zbavuje svojej vonkajšej vrstvy, aby sa chránil pred karcinómami, a má vysokú aktivitu detoxikačných enzýmov.

Klasifikácia karcinogénov

Karcinogény možno klasifikovať ako genotoxické alebo negenotoxické. Genotoxíny spôsobujú nezvratné genetické poškodenie alebo mutácie tým, že sa viažu na DNA. Medzi genotoxíny patria chemické látky, ako napríklad N-nitrózo-N-metylmočovina (MNU), alebo nechemické látky, ako napríklad ultrafialové svetlo a ionizujúce žiarenie. Niektoré vírusy môžu tiež pôsobiť ako karcinogény interakciou s DNA.

Nongenotoxíny nemajú priamy vplyv na DNA, ale pôsobia iným spôsobom na podporu rastu. Patria medzi ne hormóny a niektoré organické zlúčeniny.

Klasifikácia karcinogénov IARC

Ďalšie podrobnosti nájdete v monografiách IARC.

Prokarcinogén je prekurzor karcinogénu. Jedným z príkladov sú dusitany, napríklad ak sú prijímané v potrave. Samotné nie sú karcinogénne, ale v tele sa menia na nitrozamíny, ktoré sú karcinogénne.

Hyperplázia – Cysta – Pseudocysta – Hamartóm – Benígny nádor

Dysplázia – Karcinóm in situ – Invazívny karcinóm – Metastázy

Konečník – Močový mechúr – Krv – Žlčový vývod – Kosti – Mozog – Prsia – Krčok – Dvojité črevo/rektum – Endometrium – Pažerák – Oko – Žlčník – Hlava/krk – Pečeň – Obličky – Hrtan – Pľúca – Mediastinum (hrudník) – Ústa – Vaječníky – Pankreas – Penis – Prostata – Koža – Tenké črevo – Žalúdok – Chvostová kosť – Semenníky – Štítna žľaza

Tumor supresorové gény/onkogény – Staging/grade – Karcinogenéza – Karcinogén – Výskum – Paraneoplastický syndróm – Zoznam onkologických termínov

Kategórie
Psychologický slovník

Nervové oscilácie

Nervová oscilácia je rytmická alebo opakujúca sa nervová aktivita v centrálnom nervovom systéme. Nervové tkanivo môže generovať oscilačnú aktivitu mnohými spôsobmi, ktoré sú poháňané buď mechanizmami lokalizovanými v jednotlivých neurónoch, alebo interakciami medzi neurónmi. V jednotlivých neurónoch sa oscilácie môžu prejavovať buď ako oscilácie membránového potenciálu, alebo ako rytmické vzory akčných potenciálov, ktoré potom vyvolávajú oscilačnú aktiváciu postsynaptických neurónov. Na úrovni neurónových súborov môže synchronizovaná aktivita veľkého počtu neurónov viesť k makroskopickým osciláciám, ktoré možno pozorovať na elektroencefalograme (EEG). Oscilačná aktivita v skupinách neurónov vo všeobecnosti vzniká zo spätnoväzbových spojení medzi neurónmi, ktoré vedú k synchronizácii ich vzorov vypaľovania. Interakcia medzi neurónmi môže viesť k vzniku oscilácií s inou frekvenciou, ako je frekvencia výpalu jednotlivých neurónov. Známym príkladom makroskopických neurónových oscilácií je alfa aktivita.

Nervové oscilácie pozorovali výskumníci už v čase Hansa Bergera, ale ich funkčná úloha stále nie je úplne pochopená. Medzi možné úlohy neurónových oscilácií patrí viazanie funkcií, mechanizmy prenosu informácií a generovanie rytmického motorického výstupu. V posledných desaťročiach sa podarilo získať viac poznatkov, najmä vďaka pokroku v zobrazovaní mozgu. Hlavná oblasť výskumu v neurovede zahŕňa určenie toho, ako oscilácie vznikajú a aké sú ich úlohy. Oscilačná aktivita v mozgu je široko pozorovaná na rôznych úrovniach pozorovania a predpokladá sa, že zohráva kľúčovú úlohu pri spracovaní nervových informácií. Početné experimentálne štúdie skutočne podporujú funkčnú úlohu nervových oscilácií; jednotná interpretácia však stále chýba.

Simulácia nervových oscilácií pri frekvencii 10 Hz. Horný panel zobrazuje spikovanie jednotlivých neurónov (pričom každá bodka predstavuje individuálny akčný potenciál v rámci populácie neurónov) a dolný panel lokálny potenciál poľa odrážajúci ich súhrnnú aktivitu. Obrázok znázorňuje, ako môžu synchronizované vzory akčných potenciálov vyústiť do makroskopických oscilácií, ktoré možno merať mimo skalpu.

Nervové oscilácie sa pozorujú v celom centrálnom nervovom systéme a na všetkých úrovniach, napr. hrotové vlaky, lokálne potenciály poľa a rozsiahle oscilácie, ktoré možno merať elektroencefalografiou. Vo všeobecnosti možno oscilácie charakterizovať ich frekvenciou, amplitúdou a fázou. Tieto vlastnosti signálu možno získať z nervových záznamov pomocou časovo-frekvenčnej analýzy. Pri veľkorozmerných osciláciách sa zmeny amplitúdy považujú za dôsledok zmien synchronizácie v rámci neurónového súboru, ktoré sa označujú aj ako lokálna synchronizácia. Okrem lokálnej synchronizácie sa môže synchronizovať aj oscilačná aktivita vzdialených neurónových štruktúr (jednotlivých neurónov alebo neurónových súborov). Neurónové oscilácie a synchronizácia sú spojené s mnohými kognitívnymi funkciami, ako je prenos informácií, vnímanie, motorická kontrola a pamäť.

Neurónové oscilácie sa najčastejšie skúmajú v oblasti nervovej aktivity generovanej veľkými skupinami neurónov. Veľkú aktivitu možno merať technikami, ako je elektroencefalografia (EEG). Signály EEG majú vo všeobecnosti široký spektrálny obsah podobný ružovému šumu, ale odhaľujú aj oscilačnú aktivitu v špecifických frekvenčných pásmach. Prvým objaveným a najznámejším frekvenčným pásmom je alfa aktivita (8 – 12 Hz), ktorú možno zistiť z okcipitálneho laloku počas uvoľnenej bdelosti a ktorá sa zvyšuje, keď sú oči zatvorené. Ďalšie frekvenčné pásma sú: delta (1 – 4 Hz), theta (4 – 8 Hz), beta (13 – 30 Hz) a gama (30 – 70 Hz), pričom rýchlejšie rytmy, ako je gama aktivita, boli spojené s kognitívnym spracovaním. Signály EEG sa počas spánku skutočne dramaticky menia a vykazujú prechod od rýchlejších frekvencií, ako sú vlny alfa, k čoraz pomalším frekvenciám. V skutočnosti sa rôzne štádiá spánku bežne charakterizujú podľa ich spektrálneho obsahu. Následne boli neurálne oscilácie spojené s kognitívnymi stavmi, ako je vedomie a vedomie.

Hoci sa nervové oscilácie v ľudskej mozgovej aktivite skúmajú najmä pomocou EEG záznamov, pozorujú sa aj pomocou invazívnejších záznamových techník, ako sú napríklad záznamy jednotlivých jednotiek. Neuróny môžu generovať rytmické vzory akčných potenciálov alebo hrotov. Niektoré typy neurónov majú tendenciu vystreľovať na určitých frekvenciách, tzv. rezonátoroch. Ďalšou formou rytmických hrotov je bursting. Vzory špicatenia sa považujú za základné pre kódovanie informácií v mozgu. Oscilačnú aktivitu možno pozorovať aj vo forme podprahových oscilácií membránových potenciálov (t. j. v neprítomnosti akčných potenciálov). Ak početné neuróny spikujú synchrónne, môžu vyvolať oscilácie lokálnych potenciálov poľa (LFP). Kvantitatívne modely môžu odhadnúť silu neurónových oscilácií v zaznamenaných údajoch.

Neurónové oscilácie sa bežne skúmajú z matematického hľadiska a patria do oblasti „neurodynamiky“, čo je oblasť výskumu v kognitívnych vedách, ktorá kladie veľký dôraz na dynamický charakter nervovej aktivity pri opise funkcie mozgu. Považuje mozog za dynamický systém a používa diferenciálne rovnice na opis toho, ako sa nervová aktivita vyvíja v čase. Jej cieľom je najmä prepojiť dynamické vzorce mozgovej činnosti s kognitívnymi funkciami, ako je vnímanie a pamäť. Vo veľmi abstraktnej forme možno nervové oscilácie analyzovať analyticky. Pri štúdiu vo fyziologicky realistickejšom prostredí sa oscilačná aktivita zvyčajne študuje pomocou počítačových simulácií počítačového modelu.

Funkcie nervových oscilácií sú široké a líšia sa pre rôzne typy oscilačných aktivít. Príkladom je generovanie rytmickej aktivity, ako je napríklad tlkot srdca, a nervové viazanie zmyslových znakov pri vnímaní, ako je napríklad tvar a farba objektu. Neurónové oscilácie zohrávajú dôležitú úlohu aj pri mnohých neurologických poruchách, ako je nadmerná synchronizácia počas záchvatovej aktivity pri epilepsii alebo tremor u pacientov s Parkinsonovou chorobou. Oscilačná aktivita sa dá využiť aj na ovládanie externých zariadení v mozgovo-počítačových rozhraniach, v ktorých môžu subjekty ovládať externé zariadenie zmenou amplitúdy určitých mozgových rytmov.

Oscilačná aktivita sa pozoruje v celom centrálnom nervovom systéme na všetkých úrovniach organizácie. Všeobecne sa uznávajú tri rôzne úrovne: mikroúroveň (aktivita jedného neurónu), mezoúroveň (aktivita lokálnej skupiny neurónov) a makroúroveň (aktivita rôznych oblastí mozgu).

Tonický vzor vypaľovania jedného neurónu, ktorý vykazuje rytmickú špicatú aktivitu

Neuróny vytvárajú akčné potenciály, ktoré sú výsledkom zmien elektrického membránového potenciálu. Neuróny môžu generovať viacero akčných potenciálov za sebou a vytvárať tzv. spike trains. Tieto spike trains sú základom pre nervové kódovanie a prenos informácií v mozgu. Spike trains môžu vytvárať rôzne druhy vzorov, ako sú rytmické spiky a burstingy, a často vykazujú oscilačnú aktivitu. Oscilačnú aktivitu v jednotlivých neurónoch možno pozorovať aj v podprahových fluktuáciách membránového potenciálu. Tieto rytmické zmeny membránového potenciálu nedosahujú kritický prah, a preto nevyúsťujú do akčného potenciálu. Môžu byť výsledkom postsynaptických potenciálov zo synchrónnych vstupov alebo vnútorných vlastností neurónov.

Neuronálne spiky možno klasifikovať podľa ich vzorcov aktivity. Vzrušivosť neurónov možno rozdeliť do triedy I a II. Neuróny triedy I môžu generovať akčné potenciály s ľubovoľne nízkou frekvenciou v závislosti od sily vstupu, zatiaľ čo neuróny triedy II generujú akčné potenciály v určitom frekvenčnom pásme, ktoré je relatívne necitlivé na zmeny sily vstupu. Neuróny triedy II sú tiež náchylnejšie na vykazovanie podprahových oscilácií membránového potenciálu.

Skupina neurónov môže tiež vytvárať oscilačnú aktivitu. Prostredníctvom synaptických interakcií sa môžu synchronizovať vzory vypaľovania rôznych neurónov a rytmické zmeny elektrického potenciálu spôsobené ich akčnými potenciálmi sa sčítajú (konštruktívna interferencia). To znamená, že synchronizované vzory vypaľovania majú za následok synchronizovaný vstup do iných kortikálnych oblastí, čo vedie k osciláciám lokálneho potenciálu poľa s veľkou amplitúdou. Tieto veľkoškálové oscilácie možno merať aj mimo skalpu pomocou elektroencefalografie a magnetoencefalografie. Elektrické potenciály generované jednotlivými neurónmi sú príliš malé na to, aby sa dali zachytiť mimo skalpu, a aktivita EEG alebo MEG vždy odráža súčet synchrónnej aktivity tisícov alebo miliónov neurónov, ktoré majú podobnú priestorovú orientáciu. Neuróny v neurónovom zoskupení zriedkavo vystrelia všetky v presne rovnakom okamihu, t. j. úplne synchronizovane. Namiesto toho je pravdepodobnosť vypálenia rytmicky modulovaná tak, že neuróny s väčšou pravdepodobnosťou vypália v rovnakom čase, čo spôsobuje oscilácie ich priemernej aktivity (pozri obrázok v hornej časti strany). Frekvencia veľkoplošných oscilácií ako taká nemusí zodpovedať vzorcom vypaľovania jednotlivých neurónov. Izolované kortikálne neuróny za určitých podmienok horia pravidelne, ale v intaktnom mozgu sú kortikálne bunky bombardované vysoko fluktuujúcimi synaptickými vstupmi a zvyčajne horia zdanlivo náhodne. Ak je však pravdepodobnosť veľkej skupiny neurónov rytmicky modulovaná na spoločnej frekvencii, vytvoria oscilácie v strednom poli (pozri aj obrázok v hornej časti strany). Neurónové súbory môžu generovať oscilačnú aktivitu endogénne prostredníctvom lokálnych interakcií medzi excitačnými a inhibičnými neurónmi. Najmä inhibičné interneuróny zohrávajú dôležitú úlohu pri vytváraní synchronizácie neurónového súboru tým, že vytvárajú úzke okno pre účinnú excitáciu a rytmicky modulujú rýchlosť vypaľovania excitačných neurónov.

Nervové oscilácie môžu vznikať aj v dôsledku interakcií medzi rôznymi oblasťami mozgu. Dôležitú úlohu tu zohráva časové oneskorenie. Keďže všetky oblasti mozgu sú obojsmerne prepojené, tieto spojenia medzi oblasťami mozgu vytvárajú spätné väzby. Pozitívne spätné slučky majú tendenciu spôsobovať oscilačnú aktivitu, ktorej frekvencia je nepriamo úmerná času oneskorenia. Príkladom takejto spätnoväzbovej slučky sú spojenia medzi talamom a mozgovou kôrou. Táto talamokortikálna sieť je schopná generovať oscilačnú aktivitu známu ako rekurentná talamo-kortikálna rezonancia. Talamokortikálna sieť zohráva dôležitú úlohu pri generovaní alfa aktivity.

Vedci identifikovali niektoré vnútorné vlastnosti neurónov, ktoré zohrávajú dôležitú úlohu pri generovaní oscilácií membránového potenciálu. Najmä napäťovo riadené iónové kanály sú rozhodujúce pri generovaní akčných potenciálov. Dynamika týchto iónových kanálov bola zachytená v osvedčenom Hodgkinovom-Huxleyho modeli, ktorý opisuje, ako sa akčné potenciály iniciujú a šíria pomocou súboru diferenciálnych rovníc. Pomocou bifurkačnej analýzy možno určiť rôzne oscilačné odrody týchto neuronálnych modelov, čo umožňuje klasifikáciu typov neuronálnych reakcií. Oscilačná dynamika neuronálneho spikingu identifikovaná v Hodgkinovom-Huxleyho modeli sa úzko zhoduje s empirickými zisteniami. Okrem periodického špicovania môžu k oscilačnej aktivite prispievať aj podprahové oscilácie membránových potenciálov, t. j. rezonančné správanie, ktoré nevyúsťuje do akčných potenciálov, a to tým, že uľahčujú synchrónnu aktivitu susedných neurónov. Podobne ako pacemakerové neuróny v centrálnych generátoroch vzorov, podtypy kortikálnych buniek rytmicky vystreľujú výbuchy hrotov (krátke zhluky hrotov) pri preferovaných frekvenciách. Neuróny s burstingom majú potenciál slúžiť ako pacemakery pre synchrónne oscilácie siete a bursty hrotov môžu byť základom alebo posilnením neuronálnej rezonancie.

Ak skupina neurónov vykonáva synchronizovanú oscilačnú aktivitu, neurónový súbor možno matematicky reprezentovať ako jeden oscilátor. Rôzne neurónové súbory sú prepojené prostredníctvom prepojení s dlhým dosahom a tvoria sieť slabo prepojených oscilátorov v ďalšej priestorovej mierke. Slabo prepojené oscilátory môžu vytvárať celý rad dynamík vrátane oscilačnej aktivity. Spojenia dlhého dosahu medzi rôznymi mozgovými štruktúrami, ako je napríklad talamus a kôra (pozri talamokortikálna oscilácia), zahŕňajú časové oneskorenia v dôsledku konečnej rýchlosti vedenia axónov. Keďže väčšina spojení je recipročná, vytvárajú spätné slučky, ktoré podporujú oscilačnú aktivitu. Oscilácie zaznamenané z viacerých kortikálnych oblastí sa môžu synchronizovať a vytvoriť rozsiahlu sieť, ktorej dynamiku a funkčnú konektivitu možno študovať pomocou spektrálnej analýzy a meraní Grangerovej kauzality. Koherentná aktivita rozsiahlej mozgovej činnosti môže vytvárať dynamické prepojenia medzi oblasťami mozgu potrebné na integráciu distribuovaných informácií.

Okrem rýchlych priamych synaptických interakcií medzi neurónmi tvoriacimi sieť je oscilačná aktivita modulovaná neurotransmitermi v oveľa pomalšom časovom rozsahu. To znamená, že je známe, že úrovne koncentrácie určitých neurotransmiterov regulujú množstvo oscilačnej aktivity. Napríklad sa ukázalo, že koncentrácia GABA pozitívne koreluje s frekvenciou oscilácií pri indukovaných stimuloch. Množstvo jadier v mozgovom kmeni má difúzne projekcie v celom mozgu, ktoré ovplyvňujú koncentračné hladiny neurotransmiterov, ako sú noradrenalín, acetylcholín a serotonín. Tieto neurotransmiterové systémy ovplyvňujú fyziologický stav, napr. bdelosť alebo vzrušenie, a majú výrazný vplyv na amplitúdu rôznych mozgových vĺn, napr. alfa aktivity.

Oscilácie možno často opísať a analyzovať pomocou matematiky. Matematici identifikovali niekoľko dynamických mechanizmov, ktoré vytvárajú rytmickosť. Medzi najdôležitejšie patria harmonické (lineárne) oscilátory, oscilátory s limitným cyklom a oscilátory s oneskorenou spätnou väzbou. Harmonické oscilácie sa v prírode vyskytujú veľmi často – príkladom sú zvukové vlny, pohyb kyvadla a vibrácie každého druhu. Všeobecne vznikajú, keď je fyzikálny systém narušený o malý stupeň od stavu s minimálnou energiou, a sú dobre matematicky pochopiteľné. Harmonické oscilátory riadené hlukom realisticky simulujú alfa rytmus v EEG v bdelom stave, ako aj pomalé vlny a vretená v EEG v spánku. Úspešné algoritmy analýzy EEG boli založené na takýchto modeloch. Niekoľko ďalších zložiek EEG sa lepšie opisuje pomocou oscilácií s hraničným cyklom alebo oneskorenou spätnou väzbou. Oscilácie hraničného cyklu vznikajú vo fyzikálnych systémoch, ktoré vykazujú veľké odchýlky od rovnováhy, zatiaľ čo oscilácie s oneskorenou spätnou väzbou vznikajú, keď sa zložky systému navzájom ovplyvňujú s výrazným časovým oneskorením. Oscilácie s medzným cyklom môžu byť zložité, ale na ich analýzu existujú výkonné matematické nástroje; matematika oscilácií s oneskorenou spätnou väzbou je v porovnaní s nimi primitívna. Lineárne oscilátory a oscilátory s limitným cyklom sa kvalitatívne líšia v tom, ako reagujú na fluktuácie na vstupe. V lineárnom oscilátore je frekvencia viac-menej konštantná, ale amplitúda sa môže výrazne meniť. V oscilátore s limitným cyklom býva amplitúda viac-menej konštantná, ale frekvencia sa môže výrazne meniť. Srdcový tep je príkladom oscilácie s medzným cyklom, pretože frekvencia úderov sa značne mení, zatiaľ čo každý jednotlivý úder naďalej pumpuje približne rovnaké množstvo krvi.

Výpočtové modely využívajú rôzne abstrakcie na opis komplexnej oscilačnej dynamiky pozorovanej v mozgovej činnosti. V tejto oblasti sa používa mnoho modelov, pričom každý z nich je definovaný na inej úrovni abstrakcie a snaží sa modelovať rôzne aspekty nervových systémov. Ich rozsah siaha od modelov krátkodobého správania jednotlivých neurónov cez modely toho, ako dynamika neurónových obvodov vzniká z interakcií medzi jednotlivými neurónmi, až po modely toho, ako môže správanie vzniknúť z abstraktných neurónových modulov, ktoré predstavujú úplné subsystémy.

Simulácia Hindmarsh-Roseho neurónu, ktorá ukazuje typické burstové správanie: rýchly rytmus generovaný jednotlivými hrotmi a pomalší rytmus generovaný burstami.

Model biologického neurónu je matematický opis vlastností nervových buniek alebo neurónov, ktorý je určený na presný opis a predpovedanie biologických procesov. Najúspešnejší a najpoužívanejší model neurónov, Hodgkinov-Huxleyho model, je založený na údajoch z obrovského axónu sépie. Je to súbor nelineárnych obyčajných diferenciálnych rovníc, ktorý aproximuje elektrické charakteristiky neurónu, najmä generovanie a šírenie akčných potenciálov. Tento model je veľmi presný a podrobný a Hodgkin a Huxley zaň v roku 1963 dostali Nobelovu cenu za fyziológiu alebo medicínu.

Matematika Hodgkinovho-Huxleyho modelu je pomerne komplikovaná a bolo navrhnutých niekoľko zjednodušení, ako napríklad FitzHughov-Nagumov model a Hindmarshov-Rosov model. Takéto modely zachytávajú len základnú dynamiku neurónov, ako sú rytmické špičky a bursting, ale sú výpočtovo efektívnejšie. To umožňuje simulovať veľký počet vzájomne prepojených neurónov, ktoré tvoria neurónovú sieť.

Model neurónovej siete opisuje populáciu fyzicky prepojených neurónov alebo skupinu rôznorodých neurónov, ktorých vstupy alebo signalizačné ciele definujú rozpoznateľný obvod. Cieľom týchto modelov je opísať, ako dynamika neurónových obvodov vzniká z interakcií medzi jednotlivými neurónmi. Lokálne interakcie medzi neurónmi môžu viesť k synchronizácii špicatej aktivity a tvoriť základ oscilačnej aktivity. Konkrétne sa ukázalo, že modely vzájomne sa ovplyvňujúcich pyramídových buniek a inhibičných interneurónov vytvárajú mozgové rytmy, ako je napríklad gama aktivita.

Simulácia modelu neurónovej hmoty zobrazujúca špičky siete počas nástupu záchvatu. So zvyšovaním zosilnenia A začne sieť kmitať pri frekvencii 3 Hz.

Modely neurónového poľa sú ďalším dôležitým nástrojom pri štúdiu neurónových oscilácií a predstavujú matematický rámec opisujúci vývoj premenných, ako je napríklad priemerná rýchlosť vypaľovania v priestore a čase. Pri modelovaní aktivity veľkého počtu neurónov je hlavnou myšlienkou previesť hustotu neurónov na hranicu kontinua, čo vedie k priestorovo spojitým neurónovým sieťam. Namiesto modelovania jednotlivých neurónov tento prístup aproximuje skupinu neurónov jej priemernými vlastnosťami a interakciami. Je založený na prístupe stredného poľa, čo je oblasť štatistickej fyziky, ktorá sa zaoberá rozsiahlymi systémami. Modely založené na týchto princípoch boli použité na matematický opis neurónových oscilácií a rytmov EEG. Použili sa napríklad na skúmanie zrakových halucinácií.

Simulácia Kuramotovho modelu zobrazujúca nervovú synchronizáciu a oscilácie v strednom poli

Kuramotov model spojených fázových oscilátorov je jedným z najabstraktnejších a najzákladnejších modelov používaných na skúmanie nervových oscilácií a sychronizácie. Zachytáva aktivitu lokálneho systému (napr. jedného neurónu alebo neurónového súboru) len jeho kruhovou fázou, a teda ignoruje amplitúdu oscilácií (amplitúda je konštantná). Interakcie medzi týmito oscilátormi sa zavádzajú jednoduchou algebraickou formou (napr. funkciou sin) a spoločne vytvárajú dynamický vzor na globálnej úrovni. Kuramotov model sa široko používa na štúdium oscilačnej aktivity mozgu a bolo navrhnutých niekoľko rozšírení, ktoré zvyšujú jeho neurobiologickú vierohodnosť, napríklad začlenením topologických vlastností lokálnej kortikálnej konektivity. Opisuje najmä to, ako sa môže aktivita skupiny vzájomne sa ovplyvňujúcich neurónov synchronizovať a vytvárať oscilácie veľkého rozsahu. Simulácie s použitím Kuramotovho modelu s realistickou kortikálnou konektivitou s veľkým dosahom a časovo oneskorenými interakciami odhaľujú vznik pomalých vzorových fluktuácií, ktoré reprodukujú funkčné mapy BOLD v pokojovom stave, ktoré možno merať pomocou fMRI.

Jednotlivé neuróny aj skupiny neurónov môžu spontánne vytvárať oscilačnú aktivitu. Okrem toho môžu vykazovať oscilačné reakcie na percepčný vstup alebo motorický výstup. Niektoré typy neurónov sa rytmicky zapaľujú aj bez akéhokoľvek synaptického vstupu. Podobne aj aktivita v celom mozgu odhaľuje oscilačnú aktivitu, zatiaľ čo subjekty nevyvíjajú žiadnu činnosť, tzv. aktivitu v pokojovom stave. Tieto prebiehajúce rytmy sa môžu meniť rôznymi spôsobmi v reakcii na percepčný vstup alebo motorický výstup. Oscilačná aktivita môže reagovať zvýšením alebo znížením frekvencie a amplitúdy alebo môže vykazovať dočasné prerušenie, ktoré sa označuje ako resetovanie fázy. Okrem toho vonkajšia aktivita nemusí vôbec interagovať s prebiehajúcou aktivitou, čo vedie k aditívnej reakcii.

Spontánna aktivita je mozgová aktivita bez explicitnej úlohy, ako je napríklad senzorický vstup alebo motorický výstup, a preto sa označuje aj ako aktivita v pokojovom stave. Je protikladom indukovanej aktivity, t. j. aktivity mozgu, ktorá je vyvolaná zmyslovými podnetmi alebo motorickými reakciami. Termín prebiehajúca mozgová aktivita sa v elektroencefalografii a magnetoencefalografii používa pre tie zložky signálu, ktoré nie sú spojené so spracovaním podnetu alebo výskytom špecifických iných udalostí, ako je napríklad pohyb časti tela, t. j. udalosti, ktoré netvoria evokované potenciály/evokované polia alebo indukovanú aktivitu. Spontánna aktivita sa zvyčajne považuje za šum, ak sa zaujímame o spracovanie podnetov. Spontánna aktivita sa však považuje za kľúčovú úlohu počas vývoja mozgu, napríklad pri tvorbe sietí a synaptogenéze. Spontánna aktivita môže byť informatívna, pokiaľ ide o aktuálny duševný stav osoby (napr. bdelosť, ostražitosť), a často sa využíva pri výskume spánku. Súčasťou spontánnej aktivity sú určité typy oscilačných aktivít, ako sú alfa vlny. Štatistická analýza výkonových fluktuácií alfa aktivity odhaľuje bimodálne rozdelenie, t. j. režim s vysokou a nízkou amplitúdou, a teda ukazuje, že aktivita v pokojovom stave neodráža len proces šumu. V prípade fMRI spontánne fluktuácie signálu závislého od hladiny kyslíka v krvi (BOLD) odhaľujú korelačné vzory, ktoré súvisia so sieťami pokojových stavov, ako je napríklad predvolená sieť. Časový vývoj sietí pokojového stavu je korelovaný s fluktuáciami oscilačnej aktivity EEG v rôznych frekvenčných pásmach.

Prebiehajúca mozgová aktivita môže tiež zohrávať dôležitú úlohu pri vnímaní, pretože môže interagovať s aktivitou súvisiacou s prichádzajúcimi podnetmi. Štúdie EEG skutočne naznačujú, že vizuálne vnímanie závisí od fázy aj amplitúdy kortikálnych oscilácií. Napríklad amplitúda a fáza alfa aktivity v okamihu zrakovej stimulácie predpovedá, či subjekt bude vnímať slabý podnet.

V reakcii na vstupné údaje môže neurón alebo súbor neurónov zmeniť frekvenciu, pri ktorej osciluje. Toto je veľmi bežné u jednotlivých neurónov, kde frekvencia vypaľovania závisí od súčtu aktivít, ktoré dostáva. Označuje sa to ako kódovanie rýchlosti. Zmeny frekvencie sa bežne pozorujú aj v centrálnych generátoroch vzorov a priamo súvisia s rýchlosťou motorických činností, ako je napríklad frekvencia krokov pri chôdzi. Zmeny frekvencie nie sú také bežné pri oscilačnej aktivite zahŕňajúcej rôzne oblasti mozgu, keďže frekvencia oscilačnej aktivity často súvisí s časovými oneskoreniami medzi oblasťami mozgu.

Popri evokovanej aktivite môže nervová aktivita súvisiaca so spracovaním podnetov viesť k indukovanej aktivite. Indukovaná aktivita sa vzťahuje na moduláciu prebiehajúcej mozgovej aktivity vyvolanú spracovaním podnetov alebo prípravou pohybu. Odráža teda nepriamu reakciu na rozdiel od evokovaných reakcií. Dobre preskúmaným typom indukovanej aktivity je zmena amplitúdy v oscilačnej aktivite. Napríklad gama aktivita sa často zvyšuje počas zvýšenej mentálnej aktivity, napríklad počas reprezentácie objektov. Keďže indukované odpovede môžu mať pri rôznych meraniach rôzne fázy, a preto by sa pri priemerovaní vyrušili, možno ich získať len pomocou časovo-frekvenčnej analýzy. Indukovaná aktivita vo všeobecnosti odráža aktivitu mnohých neurónov: predpokladá sa, že zmeny amplitúdy v oscilačnej aktivite vznikajú synchronizáciou nervovej aktivity, napríklad synchronizáciou časovania hrotov alebo fluktuácií membránových potenciálov jednotlivých neurónov. Zvýšenie oscilačnej aktivity sa preto často označuje ako synchronizácia súvisiaca s udalosťami, zatiaľ čo jej zníženie sa označuje ako desynchronizácia súvisiaca s udalosťami

Ďalšou možnosťou je, že vstup do neurónu alebo súboru neurónov obnovuje fázu prebiehajúcich oscilácií. Resetovanie fázy je veľmi bežné v jednotlivých neurónoch, kde sa časovanie hrotov prispôsobuje vstupným údajom neurónu. Napríklad neurón môže začať spikovať s pevným oneskorením v reakcii na periodický vstup, čo sa označuje ako uzamknutie fázy. K resetovaniu fázy môže dôjsť aj na úrovni neurónových súborov, keď sa fázy viacerých neurónov upravujú súčasne. Fázové resetovanie prebiehajúcich oscilácií súboru poskytuje alternatívne vysvetlenie pre potenciály súvisiace s udalosťami získané spriemerovaním viacerých pokusov EEG vzhľadom na začiatok podnetu alebo udalosti. To znamená, že ak sa fáza prebiehajúcich oscilácií vynuluje na pevnú fázu počas viacerých pokusov, oscilácie sa už nebudú spriemerovávať, ale sčítajú sa a vznikne potenciál súvisiaci s udalosťou. Okrem toho je resetovanie fázy alebo uzamknutie fázy zásadné aj pre synchronizáciu rôznych neurónov alebo rôznych oblastí mozgu. V tomto prípade sa časovanie hrotov fázovo uzamkne na aktivitu iných neurónov namiesto na vonkajší vstup.

Termín evokovaná aktivita sa v elektroencefalografii a magnetoencefalografii používa pre reakcie v mozgovej činnosti, ktoré priamo súvisia s aktivitou súvisiacou s podnetom. Evokované potenciály a potenciály súvisiace s udalosťami sa získavajú z elektroencefalogramu priemerovaním s uzamknutým stimulom, t. j. priemerovaním rôznych pokusov s pevne stanovenými latenciami okolo prezentácie stimulu. V dôsledku toho sa zachovávajú tie zložky signálu, ktoré sú rovnaké v každom jednotlivom meraní, a všetky ostatné, t. j. prebiehajúca alebo spontánna aktivita, sa spriemerujú. To znamená, že potenciály súvisiace s udalosťami odrážajú len oscilácie mozgovej aktivity, ktoré sú fázovo viazané na podnet alebo udalosť. Evokovaná aktivita sa často považuje za nezávislú od prebiehajúcej mozgovej aktivity, hoci o tom sa stále diskutuje.

Neurónová synchronizácia môže byť modulovaná obmedzeniami úlohy, ako je pozornosť, a predpokladá sa, že zohráva úlohu pri viazaní funkcií, komunikácii neurónov a motorickej koordinácii. Neuronálne oscilácie sa stali horúcou témou v neurovede v 90. rokoch 20. storočia, keď sa ukázalo, že štúdie zrakového systému mozgu, ktoré uskutočnili Gray, Singer a ďalší, podporujú hypotézu neurónovej väzby. Podľa tejto myšlienky synchrónne oscilácie v neurónových súboroch viažu neuróny reprezentujúce rôzne vlastnosti objektu. Napríklad, keď sa človek pozerá na strom, neuróny zrakovej kôry reprezentujúce kmeň stromu a neuróny reprezentujúce vetvy toho istého stromu by synchrónne oscilovali a vytvorili by jedinú reprezentáciu stromu. Tento jav je najlepšie viditeľný v lokálnych poľných potenciáloch, ktoré odrážajú synchrónnu aktivitu lokálnych skupín neurónov, ale bol preukázaný aj v záznamoch EEG a MEG, ktoré poskytujú čoraz viac dôkazov o úzkom vzťahu medzi synchrónnou oscilačnou aktivitou a rôznymi kognitívnymi funkciami, ako je napríklad percepčné zoskupovanie.

Bunky sinoatriálneho uzla, ktorý sa nachádza v pravej predsieni srdca, sa spontánne depolarizujú približne 100-krát za minútu. Hoci všetky bunky srdca majú schopnosť generovať akčné potenciály, ktoré spúšťajú kontrakciu srdca, sinoatriálny uzol ju zvyčajne iniciuje, jednoducho preto, že generuje impulzy o niečo rýchlejšie ako ostatné oblasti. Preto tieto bunky generujú normálny sínusový rytmus a nazývajú sa pacemakerové bunky, pretože priamo riadia srdcovú frekvenciu. Pri absencii vonkajšej nervovej a hormonálnej kontroly sa bunky v SA uzle rytmicky vybíjajú. Sinoatriálny uzol je bohato inervovaný autonómnym nervovým systémom, ktorý nahor alebo nadol reguluje frekvenciu spontánneho vypálenia pacemakerových buniek.

Synchronizované spúšťanie neurónov je tiež základom periodických motorických príkazov pre rytmické pohyby. Tieto rytmické výstupy vytvára skupina vzájomne sa ovplyvňujúcich neurónov, ktoré tvoria sieť nazývanú centrálny generátor vzorov. Centrálne generátory vzorov sú neurónové obvody, ktoré – keď sú aktivované – môžu vytvárať rytmické motorické vzory v neprítomnosti senzorických alebo zostupných vstupov, ktoré nesú špecifické časové informácie. Príkladom je chôdza, dýchanie a plávanie, Väčšina dôkazov o centrálnych generátoroch vzorov pochádza z nižších živočíchov, ako je napríklad mihuľa, ale existujú aj dôkazy o centrálnych generátoroch vzorov v chrbtici u ľudí.

Neuronálne špičky sa všeobecne považujú za základ prenosu informácií v mozgu. Na takýto prenos je potrebné, aby bola informácia zakódovaná vo vzorci špicatenia. Boli navrhnuté rôzne typy kódovacích schém, napríklad kódovanie rýchlosti a časové kódovanie.

Synchronizácia vypaľovania neurónov môže slúžiť ako prostriedok na zoskupenie priestorovo oddelených neurónov, ktoré reagujú na rovnaký podnet, s cieľom prepojiť tieto odpovede na ďalšie spoločné spracovanie, t. j. využiť časovú synchronizáciu na kódovanie vzťahov. Najskôr boli navrhnuté čisto teoretické formulácie hypotézy o viazaní prostredníctvom synchrónie, ale následne sa objavili rozsiahle experimentálne dôkazy podporujúce potenciálnu úlohu synchrónie ako relačného kódu.

Funkčná úloha synchronizovanej oscilačnej aktivity v mozgu bola zistená najmä v experimentoch vykonaných na bdelých mačiatkach s viacerými elektródami implantovanými do zrakovej kôry. Tieto experimenty ukázali, že skupiny priestorovo segregovaných neurónov sa pri aktivácii zrakovými podnetmi zapájajú do synchrónnej oscilačnej aktivity. Frekvencia týchto oscilácií bola v rozsahu 40 Hz a líšila sa od periodickej aktivácie vyvolanej mriežkou, čo naznačuje, že oscilácie a ich synchronizácia boli spôsobené vnútornými interakciami neurónov. Podobné zistenia paralelne preukázala aj Eckhornova skupina, čím poskytla ďalšie dôkazy o funkčnej úlohe neurónovej synchronizácie pri viazaní funkcií. Odvtedy sa v mnohých štúdiách tieto zistenia zopakovali a rozšírili na rôzne modality, napríklad EEG, čím sa poskytli rozsiahle dôkazy o funkčnej úlohe gama oscilácií pri zrakovom vnímaní.

Gilles Laurent a jeho kolegovia ukázali, že oscilačná synchronizácia má dôležitú funkčnú úlohu pri vnímaní pachov. Vnímanie rôznych pachov vedie k tomu, že rôzne podskupiny neurónov spúšťajú rôzne sady oscilačných cyklov. Tieto oscilácie možno narušiť blokátorom GABA pikrotoxínom. Narušenie oscilačnej synchronizácie vedie k zhoršeniu behaviorálnej diskriminácie chemicky podobných pachov u včiel a k podobnejším reakciám na rôzne pachy v nadväzujúcich neurónoch β-lobe.

Predpokladá sa, že nervové oscilácie sa podieľajú aj na vnímaní času a somatosenzorickom vnímaní. Nedávne zistenia však hovoria proti hodinovej funkcii kortikálnych gama oscilácií.

Oscilácie boli bežne zaznamenané v motorickom systéme. Pfurtscheller a jeho kolegovia zistili zníženie alfa (8 – 12 Hz) a beta (13 – 30 Hz) oscilácií v aktivite EEG, keď subjekty vykonávali pohyb. Pomocou intrakortikálnych záznamov zistili podobné zmeny v oscilačnej aktivite v motorickej kôre, keď opice vykonávali motorické úkony, ktoré si vyžadovali značnú pozornosť. Okrem toho sa oscilácie na spinálnej úrovni synchronizujú s beta osciláciami v motorickej kôre počas konštantnej svalovej aktivácie, čo sa určilo pomocou MEG/EEG-EMG koherencie. Nedávno sa zistilo, že kortikálne oscilácie sa šíria ako putujúce vlny po povrchu motorickej kôry pozdĺž dominantných priestorových osí charakteristických pre lokálne obvody motorickej kôry.

Oscilačné rytmy s frekvenciou 10 Hz boli zaznamenané v oblasti mozgu nazývanej dolná oliva, ktorá je spojená s mozočkom. Tieto oscilácie sa pozorujú aj pri motorickom výstupe fyziologického tremoru a pri vykonávaní pomalých pohybov prstov. Tieto zistenia môžu naznačovať, že ľudský mozog riadi súvislé pohyby prerušovane. Na podporu toho sa ukázalo, že tieto prerušované pohyby priamo súvisia s oscilačnou aktivitou v mozočko-talamo-kortikálnej slučke, ktorá môže predstavovať nervový mechanizmus prerušovanej motorickej kontroly.

Nervové oscilácie sú vo veľkej miere spojené s pamäťovými funkciami, najmä s aktivitou theta. Rytmy theta sú veľmi silné v hipokampoch a entorhinálnej kôre hlodavcov počas učenia a vybavovania pamäte a predpokladá sa, že sú nevyhnutné pre indukciu dlhodobej potenciácie, potenciálneho bunkového mechanizmu učenia a pamäte. Predpokladá sa, že spojenie medzi theta a gama aktivitou je nevyhnutné pre pamäťové funkcie. Tesná koordinácia časovania hrotov jednotlivých neurónov s lokálnymi osciláciami theta súvisí s úspešným vytváraním pamäte u ľudí, keďže viac stereotypných hrotov predpovedá lepšiu pamäť.

Spánok je prirodzene sa opakujúci stav charakterizovaný zníženým alebo neprítomným vedomím a prebieha v cykloch rýchlych pohybov očí (REM) a spánku bez rýchlych pohybov očí (NREM). Normálne poradie fáz spánku je N1 → N2 → N3 → N2 → REM. Štádiá spánku sú charakterizované spektrálnym obsahom EEG, napríklad štádium N1 sa vzťahuje na prechod mozgu z vĺn alfa (bežných v bdelom stave) na vlny theta, zatiaľ čo štádium N3 (hlboký alebo pomalý spánok) je charakterizované prítomnosťou vĺn delta.

Rukopis osoby postihnutej Parkinsonovou chorobou, ktorý ukazuje rytmickú aktivitu tremoru v úderoch

Generalizované 3 Hz hrotové a vlnové výboje odrážajúce záchvatovú aktivitu

Špecifické typy nervových oscilácií sa môžu objaviť aj v patologických situáciách, ako je Parkinsonova choroba alebo epilepsia. Je zaujímavé, že tieto patologické oscilácie často pozostávajú z aberantnej verzie normálnych oscilácií. Napríklad jedným z najznámejších typov sú oscilácie hrotov a vĺn, ktoré sú typické pre generalizované alebo absenčné epileptické záchvaty a ktoré sa podobajú normálnym osciláciám vretena počas spánku.

Tŕpnutie je mimovoľné, do istej miery rytmické sťahovanie a uvoľňovanie svalov, ktoré zahŕňa pohyby jednej alebo viacerých častí tela. Je to najbežnejší zo všetkých mimovoľných pohybov a môže postihovať ruky, paže, oči, tvár, hlavu, hlasivky, trup a nohy. Väčšina trasov sa vyskytuje na rukách. U niektorých ľudí je tras príznakom inej neurologickej poruchy. Bolo identifikovaných mnoho rôznych foriem tremoru, napríklad esenciálny tremor alebo parkinsonský tremor. Tvrdí sa, že tras je pravdepodobne multifaktoriálneho pôvodu, pričom k nemu prispievajú nervové oscilácie v centrálnych nervových systémoch, ale aj periférne mechanizmy, ako sú rezonancie reflexných slučiek.

Epilepsia je bežná chronická neurologická porucha charakterizovaná záchvatmi. Tieto záchvaty sú prechodné príznaky a/alebo symptómy abnormálnej, nadmernej alebo hypersynchrónnej aktivity neurónov v mozgu.

Uvažovalo sa o využití nervových oscilácií ako riadiaceho signálu pre rôzne rozhrania mozog-počítač. Neinvazívne rozhranie BCI sa vytvára umiestnením elektród na pokožku hlavy a následným meraním slabých elektrických signálov. Neinvazívne BCI vytvára slabé rozlíšenie signálu, pretože lebka tlmí a rozmazáva elektromagnetické signály. V dôsledku toho nie je možné obnoviť aktivitu jednotlivých neurónov, ale oscilačná aktivita sa stále dá spoľahlivo zistiť. Niektoré formy BCI umožňujú používateľom ovládať zariadenie najmä meraním amplitúdy oscilačnej aktivity v špecifických frekvenčných pásmach vrátane mu a beta rytmov.

Neúplný zoznam typov oscilačných aktivít, ktoré sa nachádzajú v centrálnom nervovom systéme:

Kategórie
Psychologický slovník

Difenylhydantoín

Chemická štruktúra difenylhydantoínu
Difenylhydantoín

Fenytoín sodný je bežne používané antiepileptikum. Úrad pre kontrolu potravín a liečiv ho schválil v roku 1953 na použitie pri záchvatoch. Fenytoín pôsobí na tlmenie nežiaducej, rozbiehajúcej sa mozgovej aktivity pozorovanej pri záchvate znížením elektrickej vodivosti medzi mozgovými bunkami stabilizáciou neaktívneho stavu napäťovo hradených sodíkových kanálov. Okrem záchvatov je možnosťou liečby neuralgie trojklanného nervu, ako aj niektorých srdcových arytmií.

Sodná soľ fenytoínu sa predáva pod názvom Phenytek® od spoločnosti Mylan Laboratories, predtým Bertek Pharmaceuticals, a Dilantin®; tiež Dilantin® Kapseals® a Dilantin® Infatabs® v USA, Eptoin® od spoločnosti Abbott Group v Indii a ako Epanutin® v Spojenom kráľovstve a Izraeli od spoločnosti Parke-Davis, ktorá je teraz súčasťou spoločnosti Pfizer. V ZSSR a v krajinách bývalého ZSSR bol/je uvádzaný na trh ako Дифенин (Diphenin, Dipheninum), PhydumTM vo forme tab./inj. spoločnosťou Quadra labs pvt. ltd. v Indii.

Fenytoín (difenylhydantoín) prvýkrát syntetizoval nemecký lekár Heinrich Biltz v roku 1908. Biltz svoj objav predal spoločnosti Parke-Davis, ktorá preň nenašla okamžité využitie. V roku 1938 externí vedci vrátane H. Houstona Merritta a Tracyho Putnama objavili užitočnosť fenytoínu na kontrolu záchvatov bez sedatívnych účinkov spojených s fenobarbitalom.

Podľa Goodmanovej a Gilmanovej knihy Pharmacological Basis of Therapeutics,

Existujú určité náznaky, že fenytoín má aj iné účinky vrátane kontroly úzkosti a stabilizácie nálady, hoci na tieto účely nebol nikdy schválený Úradom pre kontrolu potravín a liečiv. Jack Dreyfus, zakladateľ Dreyfusovho fondu, sa stal hlavným zástancom fenytoínu ako prostriedku na kontrolu nervozity a depresie, keď v roku 1966 dostal recept na dilantín. Pozoruhodné je, že sa predpokladá, že koncom 60. a začiatkom 70. rokov 20. storočia dodával veľké množstvá tohto lieku Richardovi Nixonovi. Dreyfusova kniha o jeho skúsenostiach s fenytoínom s názvom Pozoruhodný liek bol prehliadaný sa nachádza na poličkách mnohých lekárov vďaka práci jeho nadácie. Napriek viac ako 70 miliónom dolárov v osobnom financovaní jeho snaha o to, aby sa fenytoín vyhodnotil na alternatívne použitie, mala na lekársku komunitu len malý trvalý vplyv. Čiastočne to bolo spôsobené tým, že spoločnosť Parke-Davis sa zdráhala investovať do lieku, ktorému sa blíži koniec patentovej platnosti, a čiastočne aj zmiešanými výsledkami rôznych štúdií.

V roku 2008 bol liek zaradený na zoznam potenciálnych signálov závažných rizík agentúry FDA, ktorý sa má ďalej vyhodnocovať na účely schválenia. Tento zoznam znamená, že úrad FDA identifikoval potenciálny bezpečnostný problém, ale neznamená to, že úrad FDA identifikoval príčinnú súvislosť medzi liekom a uvedeným rizikom.

Podľa nových bezpečnostných informácií FDA identifikovaných systémom hlásenia nežiaducich udalostí (AERS) bola injekcia fenytoínu (dilantínu) spojená s rizikom syndrómu fialovej rukavice, čo je nedostatočne objasnené kožné ochorenie, pri ktorom dochádza k opuchu, zmene farby a bolesti končatín.

Pri terapeutických dávkach fenytoín spôsobuje horizontálny nystagmus, ktorý je neškodný, ale občas sa testuje orgánmi činnými v trestnom konaní ako marker intoxikácie alkoholom (ktorý tiež môže spôsobiť nystagmus). Pri toxických dávkach sa u pacientov vyskytuje sedácia, cerebelárna ataxia a oftalmoparéza, ako aj paradoxné záchvaty. Medzi idiosynkratické nežiaduce účinky fenytoínu, podobne ako pri iných antikonvulzívach, patria vyrážka a závažné alergické reakcie.

Predpokladá sa, že fenytoín spôsobuje zníženie hladiny kyseliny listovej, čo predurčuje pacientov k megaloblastickej anémii. Kyselina listová sa v potravinách vyskytuje ako polyglutamát, potom sa črevnou konjugázou mení na monoglutamát. V súčasnosti fenytoín pôsobí tak, že inhibuje tento enzým, preto spôsobuje nedostatok folátov.

Existujú určité dôkazy o tom, že fenytoín je teratogénny a spôsobuje to, čo Smith a Jones vo svojej knihe Recognizable Patterns of Human Malformation nazvali fetálny hydantoínový syndróm [Ako odkazovať a odkazovať na zhrnutie alebo text] Existujú určité dôkazy proti tomu.[Jedna zaslepená štúdia požiadala lekárov, aby rozdelili fotografie detí na dve hromady podľa toho, či vykazujú takzvané charakteristické znaky tohto syndrómu; zistilo sa, že lekári neboli v diagnostikovaní syndrómu lepší, ako by sa dalo očakávať náhodou, čo spochybňuje samotnú existenciu syndrómu [Ako odkazovať a odkazovať na zhrnutie alebo text] Údaje, ktoré sa teraz zhromažďujú v rámci registra tehotenstva s epilepsiou a antiepileptikami, môžu jedného dňa definitívne odpovedať na túto otázku. CDC uvádza fetálny hydantoínový syndróm ako vylúčenie pre diferenciálnu diagnózu fetálneho alkoholového syndrómu z dôvodu prekrývajúcich sa tvárových a intelektuálnych symptómov.

Fenytoín sa môže dlhodobo hromadiť v mozgovej kôre a pri chronickom podávaní vysokých hladín môže spôsobiť atrofiu mozočku. Napriek tomu má tento liek dlhú históriu bezpečného používania, vďaka čomu patrí medzi obľúbené antikonvulzíva predpisované lekármi a je bežnou „prvou obrannou líniou“ v prípadoch záchvatov. Fenytoín tiež bežne spôsobuje hyperpláziu ďasien v dôsledku nedostatku folátov.

V poslednom čase sa predpokladá, že fenytoín je ľudský karcinogén.

Vzhľadom na vypršanie platnosti patentu je fenytoín dostupný v generickej forme a niekoľkých značkových formách za relatívne nízku cenu, čo z neho robí jeden z cenovo dostupnejších liekov na kontrolu záchvatov. Je dostupný v kapsulách s predĺženým uvoľňovaním a v injekčnej forme, hoci injekčný prípravok rýchlo stráca pozíciu v porovnaní s fosfenytoínom (dôležitou vedľajšou poznámkou je, že fosfenytoín sa musí pred metabolizmom na použitie defosforylovať, čo môže trvať ďalších 15 minút). Niektoré generické prípravky fenytoínu sa považujú za menej spoľahlivé, pokiaľ ide o časové uvoľňovanie, ako ich značkové náprotivky. V niektorých prípadoch to môže súvisieť s komplikáciami, ktoré vznikajú medzi alternatívnymi mechanizmami uvoľňovania bielkovinových väzieb, ktoré sa používajú v generických verziách, a jedincami s vysokou rýchlosťou metabolizmu.

Fenytoín sa spája s liekom indukovaným zväčšením ďasien v ústnej dutine. Plazmatické koncentrácie potrebné na vyvolanie gingiválnych lézií neboli jasne definované. Účinky spočívajú v nasledovnom: krvácanie pri sondáži, zvýšený gingiválny exsudát, výrazná gingiválna zápalová reakcia na hladinu plaku, spojená v niektorých prípadoch so stratou kosti, ale bez odlúčenia zubu.

Po takmer 200 štúdiách 11 liekov proti záchvatom FDA tiež varovala pred zvýšeným rizikom samovrážd u všetkých pacientov liečených niektorými liekmi proti záchvatom. Štúdia na 44 000 pacientoch zistila, že pacienti, ktorých epilepsia je liečená liekmi, čelia približne dvojnásobnému riziku samovražedných myšlienok v porovnaní s pacientmi užívajúcimi placebo. Hoci fenytonín nebol v štúdii menovaný, FDA oznámil, že očakáva, že riziko sa vzťahuje na každý liek proti epilepsii.

{Valpromid} {Valnoktamid} {Valnoktamid} {Valpromid

{Feneturid} {Fenacemid}

{Gabapentin} {Vigabatrin} {Progabide} {Pregabalin}

Trimetadión – Parametadión – Etadión

{Brivaracetam} {Levetiracetam} {Nefiracetam} {Seletracetam} {Seletracetam}

{Etotoín} {Fenytoín} {Mefenytoín} {Fosfenytoín}

{Acetazolamid} {Etoxzolamid} {Sultiame} {Metazolamid} {Zonisamid}

{Etosuximid} {Fensuximid} {Mesuximid}

{Kyselina valproová} {Sodný valproát} {Semisodný valproát} {Tiagabín}

Klobazam – klonazepam – klorazepát – diazepam – midazolam – lorazepam – nitrazepam

{Fenobarbital}
{Metylfenobarbital}
{Metharbital}
{Barbexaklón}

Kategórie
Psychologický slovník

Inkontinencia moču

Inkontinencia moču je mimovoľné vylučovanie moču z tela. Často je dočasná a takmer vždy je dôsledkom základného zdravotného stavu.

Kontinencia a mikcia zahŕňajú rovnováhu medzi uzavretím uretry a aktivitou svalov detruzora.Tlak v uretre zvyčajne prevyšuje tlak v močovom mechúre, čo vedie k tomu, že moč zostáva v močovom mechúre.Proximálna uretra a močový mechúr sa nachádzajú v panve.Zvýšenie vnútrobrušného tlaku (z kašľa a kýchania) sa prenáša rovnako na uretru aj močový mechúr, pričom sa tlakový rozdiel nemení, čo vedie ku kontinencii. normálne vyprázdňovanie je výsledkom zmien oboch týchto tlakových faktorov: uretrálny tlak klesá a tlak v močovom mechúre stúpa.

Stresová inkontinencia je v podstate spôsobená svalovou slabosťou panvového dna. Ide o stratu malého množstva moču pri kašli, smiechu, kýchaní, cvičení alebo iných pohyboch, ktoré zvyšujú vnútrobrušný tlak, a tým zvyšujú tlak na močový mechúr. Fyzické zmeny vyplývajúce z tehotenstva, pôrodu a menopauzy často spôsobujú stresovú inkontinenciu a u mužov je to častý problém po prostatektómii. Je to najčastejšia forma inkontinencie u žien a je liečiteľná.

Močovú trubicu podopierajú fascie panvového dna. Ak je opora fascie oslabená, ako to môže byť v tehotenstve a pri pôrode, močová trubica sa môže v čase zvýšeného brušného tlaku posunúť smerom nadol, čo vedie k stresovej inkontinencii.

Stresová inkontinencia sa môže zhoršiť počas týždňa pred menštruáciou. Vtedy môže znížená hladina estrogénu viesť k nižšiemu tlaku svaloviny okolo močovej trubice, čo zvyšuje pravdepodobnosť úniku. Výskyt stresovej inkontinencie sa zvyšuje po menopauze, podobne kvôli zníženej hladine estrogénu. LABS Analýza moču, cystometria a postvoidný reziduálny objem sú normálne.

Inkontinencia moču alebo hypertonická inkontinencia

Inkontinencia moču je nedobrovoľná strata moču, ku ktorej dochádza bez zjavnej príčiny pri náhlom pocite potreby alebo nutkania na močenie. Najčastejšou príčinou urgentnej inkontinencie sú mimovoľné a neprimerané sťahy svalov detruzora.

Idiopatická hyperaktivita detruzora – lokálna alebo okolitá infekcia, zápal alebo podráždenie močového mechúra.

Neurogénna hyperaktivita detruzora – chybná inhibičná odpoveď CNS.

Lekári takýto močový mechúr označujú ako „nestabilný“, „spastický“ alebo „hyperaktívny“. Urgentná inkontinencia sa môže nazývať aj „reflexná inkontinencia“, ak je dôsledkom hyperaktívnych nervov ovládajúcich močový mechúr.

Pacienti s urgentnou inkontinenciou môžu trpieť inkontinenciou počas spánku, po vypití malého množstva vody alebo keď sa dotknú vody alebo počujú, ako tečie (napríklad pri umývaní riadu alebo keď počujú, ako sa sprchuje niekto iný).

K mimovoľným činnostiam svalov močového mechúra môže dôjsť v dôsledku poškodenia nervov močového mechúra, nervového systému (miechy a mozgu) alebo samotných svalov. Skleróza multiplex, Parkinsonova choroba, Alzheimerova choroba, cievna mozgová príhoda a úrazy – vrátane úrazov, ku ktorým dôjde počas operácie – môžu poškodiť nervy alebo svaly močového mechúra.

Funkčná inkontinencia nastáva vtedy, keď si človek neuvedomuje potrebu ísť na toaletu, nerozoznáva, kde sa toaleta nachádza, alebo sa na toaletu nedostane včas. Strata moču môže byť veľká. Medzi príčiny funkčnej inkontinencie patrí zmätenosť, demencia, zlý zrak, slabá pohyblivosť, slabá obratnosť alebo neochota ísť na toaletu z dôvodu depresie, úzkosti alebo hnevu.

Ľudia s funkčnou inkontinenciou môžu mať problémy s myslením, pohybom alebo komunikáciou, ktoré im bránia dosiahnuť toaletu. Napríklad osoba s Alzheimerovou chorobou nemusí myslieť dostatočne dobre na to, aby si včas naplánovala cestu na toaletu. Osobe na invalidnom vozíku môže byť zabránené dostať sa na toaletu včas. Takéto stavy často súvisia s vekom a sú príčinou niektorých prípadov inkontinencie starších žien a mužov v domovoch dôchodcov.

Inkontinencia pri pretečení alebo hypotonická inkontinencia

Niekedy ľudia zistia, že nedokážu zastaviť neustály dribling močového mechúra alebo že pokračujú v driblingu ešte nejaký čas po tom, čo vypustili vodu. Je to, akoby ich močový mechúr bol ako neustále pretekajúca panvica – odtiaľ pochádza všeobecný názov prepadová inkontinencia. K preplnenej inkontinencii dochádza vtedy, keď je močový mechúr pacienta stále plný, takže z neho často uniká moč. Tento typ inkontinencie môžu spôsobiť slabé svaly močového mechúra, čo má za následok neúplné vyprázdnenie močového mechúra, alebo zablokovaná močová trubica. Autonómna neuropatia spôsobená cukrovkou alebo inými ochoreniami (napr. sklerózou multiplex) môže znížiť nervové signály z močového mechúra (čo umožňuje jeho preplnenie) a môže tiež znížiť vypudenie moču detruzorovým svalom (čo umožňuje zadržiavanie moču). Okrem toho nádory a obličkové kamene môžu zablokovať močovú trubicu. U mužov môže prietok moču obmedzovať aj benígna hypertrofia prostaty (BPH). Inkontinencia pretekajúceho moču je u žien zriedkavá, hoci niekedy ju spôsobujú myómy alebo nádory vaječníkov. Poranenia miechy alebo poruchy nervového systému sú ďalšími príčinami inkontinencie pretekajúceho moču. Aj inkontinencia pretekajúceho moču u žien môže byť spôsobená zvýšeným odporom výtoku z pokročilého vaginálneho prolapsu, ktorý spôsobuje „zalomenie“ močovej trubice, alebo po antiinkontinenčnom zákroku, ktorý problém nadmerne korigoval.

Medzi skoré príznaky patrí váhavý alebo pomalý prúd moču počas dobrovoľného močenia.
Anticholinergné lieky môžu zhoršiť inkontinenciu pri pretečení.

Iné typy inkontinencie

Stresová a urgentná inkontinencia sa u žien často vyskytujú spoločne. Kombinácie inkontinencie – a najmä táto kombinácia – sa niekedy označujú ako „zmiešaná inkontinencia“.

„Prechodná inkontinencia“ je dočasná verzia inkontinencie. Môže byť vyvolaná liekmi, infekciami močových ciest, mentálnym postihnutím, obmedzenou pohyblivosťou a impakciou stolice (ťažkou zápchou), ktorá môže tlačiť na močové cesty a brániť odtoku. Inkontinencia sa môže často objaviť pri snahe sústrediť sa na nejakú úlohu a vyhnúť sa použitiu toalety.

Pacienti s inkontinenciou by mali byť odoslaní k lekárovi, ktorý sa špecializuje na túto oblasť. Urológovia sa špecializujú na močové cesty a niektorí urológovia sa ďalej špecializujú na ženské močové cesty. Urogynekológ je gynekológ, ktorý má špeciálne vzdelanie v oblasti urologických problémov u žien. Gynekológovia a pôrodníci sa špecializujú na ženský reprodukčný trakt a pôrod a niektorí liečia aj inkontinenciu moču u žien. Rodinní lekári a internisti prijímajú pacientov so všetkými druhmi ťažkostí a môžu ich poslať k príslušným špecialistom.

Dôkladný odber anamnézy je nevyhnutný, najmä pokiaľ ide o spôsob vyprázdňovania a únik moču, pretože naznačuje typ inkontinencie, s ktorou sa stretávame. Medzi ďalšie dôležité body patria námaha a nepríjemné pocity, užívanie liekov, nedávny chirurgický zákrok a choroba.

Fyzikálne vyšetrenie sa zameria na hľadanie príznakov zdravotného stavu spôsobujúceho inkontinenciu, ako sú nádory, ktoré blokujú močové cesty, impakcia stolice a slabé reflexy alebo pocity, ktoré môžu byť dôkazom príčiny súvisiacej s nervami.

Často vykonávaným testom je meranie kapacity močového mechúra a zvyškového moču na dôkaz zle fungujúcich svalov močového mechúra.

Pacienti sú často požiadaní, aby si jeden deň alebo dlhšie, až týždeň, viedli denník, do ktorého si budú zaznamenávať spôsob vyprázdňovania, časy a množstvo vyprodukovaného moču.

Inkontinencia moču u žien

Ženy trpia inkontinenciou dvakrát častejšie ako muži. Tento rozdiel spôsobuje tehotenstvo a pôrod, menopauza a štruktúra ženských močových ciest. Inkontinencia u žien aj u mužov však môže vzniknúť v dôsledku neurologického poranenia, vrodených chýb, mŕtvice, sklerózy multiplex a fyzických problémov súvisiacich so starnutím.

Hoci inkontinencia moču postihuje staršie ženy častejšie ako mladšie ženy, vznik inkontinencie nie je s vekom nevyhnutný. Inkontinencia je liečiteľná a často aj liečiteľná v každom veku.

Inkontinencia u žien sa zvyčajne vyskytuje kvôli problémom so svalmi, ktoré pomáhajú zadržiavať alebo uvoľňovať moč. Telo ukladá moč – vodu a odpadové látky odstraňované obličkami – do močového mechúra, orgánu podobného balónu. Močový mechúr je spojený s močovou trubicou, ktorou moč opúšťa telo. Môže vzniknúť, keď plod tlačí na močový mechúr a vytvára naň tlak. Môže pokračovať aj po narodení, kým sa oslabené panvové svaly nezosilnia.

Počas močenia sa svaly v stene močového mechúra sťahujú, čím vytláčajú moč z močového mechúra do močovej trubice. Súčasne sa uvoľňujú svaly zvierača obklopujúce močovú trubicu, čím sa moč dostáva von z tela. Inkontinencia sa objaví, ak sa svaly močového mechúra náhle stiahnu alebo svaly obklopujúce močovú trubicu náhle uvoľnia.

Kegelove cviky na posilnenie alebo precvičenie svalov panvového dna a svalov zvieračov môžu znížiť alebo vyliečiť stresový únik. Tieto cviky, ktoré vyučuje zdravotnícky pracovník, sa môžu naučiť a praktizovať ľudia všetkých vekových kategórií. Kegelove cviky je niekedy ťažké vykonávať správne a vyžadujú si veľa časového nasadenia.

Nedávno vyvinutá technika cvičenia vhodná len pre ženy zahŕňa použitie súpravy piatich malých vaginálnych kužeľov s narastajúcou hmotnosťou. Pri tomto cvičení pacientka jednoducho umiestni malý plastový kužeľ do pošvy, kde ho udrží miernym reflexným stiahnutím svalov panvového dna. Keďže ide o reflexnú kontrakciu, od pacientky sa vyžaduje len malé úsilie. Toto cvičenie sa vykonáva dvakrát denne po dobu pätnástich až dvadsiatich minút v stoji alebo pri chôdzi, napríklad pri vykonávaní každodenných domácich prác. Keď svaly panvového dna zosilnejú, môžu sa používať kužele so zvyšujúcou sa hmotnosťou, čím sa svaly postupne posilňujú. [Ako odkazovať a odkazovať na zhrnutie alebo text]

Výhodou tejto metódy je, že pri držaní kužeľa sa automaticky precvičujú správne svaly a metóda je účinná po oveľa kratšom čase. Klinické štúdie s vaginálnymi čapíkmi ukázali, že svaly panvového dna sa začnú posilňovať v priebehu dvoch až troch týždňov a ľahká až stredne ťažká stresová inkontinencia sa môže vyriešiť po ôsmich až dvanástich týždňoch používania [Ako odkazovať a odkazovať na zhrnutie alebo text].

Krátke dávky elektrickej stimulácie môžu posilniť svaly v dolnej časti panvy podobne ako pri cvičení. Elektródy sa dočasne umiestnia do vagíny alebo konečníka, aby stimulovali blízke svaly. To môže stabilizovať hyperaktívne svaly a stimulovať kontrakciu svalov močovej trubice. Elektrostimulácia sa môže použiť na zníženie stresovej inkontinencie aj urgentnej inkontinencie.

Biofeedback využíva meracie zariadenia, ktoré pomáhajú pacientovi uvedomiť si fungovanie jeho tela. Pomocou elektronických zariadení alebo denníkov, ktoré sledujú, kedy sa sťahujú svaly močového mechúra a močovej trubice, môže pacient získať kontrolu nad týmito svalmi. Biofeedback sa môže používať s cvičeniami panvových svalov a elektrickou stimuláciou na zmiernenie stresovej a urgentnej inkontinencie.

Časované vyprázdňovanie alebo tréning močového mechúra

Časované vyprázdňovanie (močenie) a tréning močového mechúra sú techniky, ktoré využívajú biofeedback. Pri časovanom vyprázdňovaní pacient vypĺňa tabuľku vyprázdňovania a úniku. Na základe vzorcov, ktoré sa v grafe objavia, si pacient môže naplánovať vyprázdnenie močového mechúra skôr, ako by inak došlo k úniku. Biofeedback a svalová kondícia – známa ako tréning močového mechúra – môžu zmeniť plán močového mechúra na ukladanie a vyprázdňovanie moču. Tieto techniky sú účinné pri urgentnej a pretečenej inkontinencii.

Lieky môžu znížiť mnohé typy úniku. Niektoré lieky potláčajú kontrakcie hyperaktívneho močového mechúra. Iné uvoľňujú svaly, čo vedie k úplnejšiemu vyprázdneniu močového mechúra počas močenia. Niektoré lieky sťahujú svaly na hrdle močového mechúra a močovej rúry, čím zabraňujú úniku. A o niektorých, najmä o hormónoch, ako je estrogén, sa predpokladá, že spôsobujú, že svaly podieľajúce sa na močení fungujú normálne.

Farmakologická liečba inkontinencie moču:
pri vaginálnej atrofii – lokálne alebo vaginálne estrogény; tolterodín, oxybutinín, propantelín, darifenacín, solifenacín, trospium pri urgentnej inkontinencii,
imipramín pri zmiešanej a stresovej inkontinencii moču, pseudoefedrín a duloxetín pri stresovej inkontinencii moču.

Niektoré z týchto liekov môžu mať pri dlhodobom užívaní škodlivé vedľajšie účinky. Najmä liečba estrogénmi sa spája so zvýšeným rizikom rakoviny prsníka a endometria (sliznice maternice). Pacientka by sa mala poradiť s lekárom o rizikách a prínosoch dlhodobého užívania liekov.

Pesar je zdravotnícka pomôcka, ktorá sa zavádza do pošvy. Najbežnejší druh je v tvare krúžku a zvyčajne sa odporúča na korekciu vaginálneho prolapsu. Pesár stláča močovú trubicu proti symfýze lonového kĺbu a dvíha hrdlo močového mechúra. U niektorých žien to môže znížiť stresový únik. Ak sa používa pesár, môžu sa vyskytnúť infekcie pošvy a močových ciest a odporúča sa pravidelné sledovanie lekárom.

Lekári zvyčajne navrhujú chirurgický zákrok na zmiernenie inkontinencie až po vyskúšaní iných liečebných postupov. Mnohé chirurgické možnosti majú vysokú mieru úspešnosti.

Väčšina stresovej inkontinencie u žien je spôsobená poklesom močového mechúra smerom k vagíne. Bežná operácia stresovej inkontinencie preto zahŕňa vytiahnutie močového mechúra do normálnejšej polohy. Chirurg cez rez v pošve alebo v bruchu zdvihne močový mechúr a zaistí ho šnúrou pripevnenou k svalu, väzivu alebo kosti.

Pri závažných prípadoch stresovej inkontinencie môže chirurg zabezpečiť močový mechúr širokým závesom. Ten nielenže udrží močový mechúr, ale tiež stlačí dno močového mechúra a hornú časť močovej trubice, čím sa ďalej zabráni úniku.

V zriedkavých prípadoch chirurg implantuje umelý zvierač, vrecko v tvare šišky, ktoré obklopuje močovú trubicu. Vrecko sa naplní tekutinou a rozšíri, čím sa močová trubica uzavrie. Stlačením ventilu implantovaného pod kožu možno umelý zvierač vyprázdniť. Tým sa odstráni tlak z močovej trubice a moč z močového mechúra môže prejsť.

Ak je inkontinencia spôsobená inkontinenciou pri pretečení, pri ktorej sa močový mechúr nikdy úplne nevyprázdni, alebo ak sa močový mechúr nemôže vyprázdniť kvôli slabému svalovému tonusu, prekonanej operácii alebo poraneniu miechy, na vyprázdnenie močového mechúra sa môže použiť katéter. Katéter je hadička, ktorú možno zaviesť cez močovú trubicu do močového mechúra na vyprázdnenie moču. Katétre sa môžu používať raz za čas alebo trvalo, v takom prípade sa hadička pripojí k vrecku, ktoré si môžete pripevniť k nohe. Ak sa katéter používa dlhodobo (alebo napevno), môžu sa vyskytnúť infekcie močových ciest.

Mnohí ľudia zvládajú inkontinenciu moču pomocou vložiek, ktoré zachytia mierny únik počas aktivít, ako je napríklad cvičenie. Inkontinencia sa dá zvládnuť aj obmedzením niektorých tekutín, ako je káva, čaj a alkohol.

Mnohí ľudia, ktorí by sa mohli liečiť, sa namiesto toho uchýlia k noseniu absorpčnej, opakovane použiteľnej spodnej bielizne, ktorá pojme 6 oz, alebo jednorazových plienok, ktoré pojmú viac. Opakovane použiteľná spodná bielizeň môže byť pozitívna z hľadiska sebavedomia, hoci v závislosti od množstva vylúčenej tekutiny môžu byť pozitívne aj jednorazové plienky, pretože môžu zadržať viac tekutiny a môžu eliminovať únik. Obe môžu viesť k podráždeniu pokožky a vzniku rán, ak moč zostane v kontakte s pokožkou. O možnej účinnosti liečby, ako je časované vyprázdňovanie, cvičenia panvových svalov a elektrická stimulácia, by ste sa mali poradiť s lekárom.

Hnetenie perinea bezprostredne po močení môže pomôcť vylúčiť nevypustený moč zadržaný zúženou močovou trubicou, pomaly sa uzatvárajúcim zvieračom močovej trubice alebo nadmerne vyvinutými svalmi brušného dna a spojivovým tkanivom (ako to môže byť v dôsledku stresu spôsobeného zle priliehajúcimi sedadlami na bicykli).

V nemocniciach sa často používa určitý typ inkontinenčnej podložky, malá, ale veľmi absobentná plachta umiestnená pod pacientom, na riešenie inkontinencie alebo iných neočakávaných výtokov telesnej tekutiny. Tieto podložky sú užitočné najmä vtedy, keď nie je praktické, aby pacient nosil plienku.

V súčasnosti prebiehajú v Spojenom kráľovstve aj štúdie s použitím botoxu. S určitým úspechom sa testoval v celkovej anestézii a v súčasnosti (február 2006) sa skúša v lokálnej anestézii. Hoci sa pôvodne zdalo, že u žien môže byť celkom úspešný, u mužov sa nezdá byť taký úspešný. Botox účinkuje približne 6 až 9 mesiacov, keď je potrebné zákrok zopakovať.

Inkontinencia moču u detí

V Spojených štátoch má najmenej 13 miliónov ľudí problémy s udržaním moču, kým sa dostanú na toaletu. Táto strata kontroly nad močením sa nazýva „inkontinencia moču“ alebo len „inkontinencia“. Hoci postihuje mnoho mladých ľudí, zvyčajne časom prirodzene vymizne, čo naznačuje, že inkontinencia môže byť pre niektorých ľudí normálnou súčasťou dospievania.

Inkontinencia spôsobuje veľké utrpenie bez ohľadu na to, kedy k nej dôjde alebo ako často sa vyskytuje. Môže vám prekážať v dobrom spánku a je trápne, keď sa to stane počas dňa. Preto je dôležité pochopiť, že občasná inkontinencia je normálnou súčasťou dospievania a že pre väčšinu detí, ktoré majú problémy s ovládaním močového mechúra, je k dispozícii liečba.

Bábätká sa nikdy nepovažujú za inkontinentné, pretože fyzicky nedokážu získať kontrolu nad stolicou a močovým mechúrom a inkontinencia je strata už existujúcej kontroly.

Močenie alebo vyprázdňovanie je zložitá činnosť. Močový mechúr je balónovitý sval, ktorý sa nachádza v najnižšej časti brucha. Močový mechúr uskladňuje moč a potom ho uvoľňuje cez močovú trubicu, kanál, ktorý odvádza moč do vonkajšej časti tela. Na riadení tejto činnosti sa podieľajú nervy, svaly, miecha a mozog.

Detský močový mechúr sa naplní do určitého bodu, potom sa automaticky stiahne a vyprázdni. Ako dieťa rastie, vyvíja sa jeho nervový systém. Mozog dieťaťa začne dostávať správy z plniaceho sa močového mechúra a začne posielať správy do močového mechúra, aby sa automaticky nevyprázdňoval, kým sa dieťa nerozhodne, že je čas a miesto na vyprázdnenie.

Poruchy tohto kontrolného mechanizmu vedú k inkontinencii. Príčiny tohto zlyhania sú rôzne, od jednoduchých až po zložité.

Inkontinencia sa vyskytuje menej často po 5. roku života: Približne 10 percent päťročných, 5 percent desaťročných a 1 percento osemnásťročných detí má epizódy inkontinencie. U chlapcov je dvakrát častejšia ako u dievčat.

Príčiny nočnej inkontinencie

Po piatom roku života je nočné pomočovanie – často nazývané nočným pomočovaním alebo pomočovaním počas spánku – u chlapcov častejšie ako denné pomočovanie. Odborníci nevedia, čo spôsobuje nočnú inkontinenciu. Mladí ľudia, u ktorých sa vyskytuje nočné pomočovanie, bývajú fyzicky a emocionálne normálni. Väčšina prípadov je pravdepodobne dôsledkom kombinácie viacerých faktorov vrátane pomalšieho fyzického vývoja, nadmernej produkcie moču v noci, nedostatočnej schopnosti rozpoznať naplnenie močového mechúra počas spánku a v niektorých prípadoch aj úzkosti. V mnohých prípadoch sa pomočovanie vyskytuje v rodine, čo naznačuje, že ide o dedičný faktor.

Pomalší fyzický vývoj

Vo veku od 5 do 10 rokov môže byť inkontinencia dôsledkom malej kapacity močového mechúra, dlhého spánku a nedostatočne vyvinutých telesných signálov, ktoré signalizujú plný alebo vyprázdnený močový mechúr. Táto forma inkontinencie vymizne, keď močový mechúr narastie a prirodzené alarmy začnú fungovať.

Nadmerné vylučovanie moču počas spánku

Za normálnych okolností telo produkuje hormón, ktorý môže spomaliť tvorbu moču. Tento hormón sa nazýva antidiuretický hormón alebo ADH. Telo normálne produkuje viac ADH počas spánku, takže potreba močiť je nižšia. Ak telo v noci neprodukuje dostatok ADH, tvorba moču sa nemusí spomaliť, čo vedie k preplneniu močového mechúra. Ak dieťa necíti naplnenie močového mechúra a zobudí sa na močenie, dôjde k pomočovaniu.

Odborníci naznačujú, že udalosti spôsobujúce úzkosť, ktoré sa vyskytujú v živote detí vo veku 2 až 4 rokov, môžu viesť k inkontinencii skôr, ako dieťa dosiahne úplnú kontrolu nad močovým mechúrom. Úzkosť po 4. roku života môže viesť k pomočovaniu po tom, čo dieťa bolo 6 mesiacov alebo dlhšie suché. Medzi takéto udalosti patria nahnevaní rodičia, neznáme spoločenské situácie a ohromujúce rodinné udalosti, ako napríklad narodenie brata alebo sestry.

Samotná inkontinencia je udalosť, ktorá vyvoláva úzkosť. Silné kontrakcie močového mechúra vedúce k úniku počas dňa môžu spôsobiť rozpaky a úzkosť, ktoré vedú k pomočovaniu v noci.

Zdá sa, že k inkontinencii prispievajú niektoré dedičné gény. V roku 1995 dánski vedci oznámili, že našli miesto na ľudskom chromozóme 13, ktoré je aspoň čiastočne zodpovedné za nočné pomočovanie [Ako odkazovať a odkazovať na zhrnutie alebo text]. Ak obaja rodičia boli noční pomočníci, dieťa má 80-percentnú šancu, že bude tiež nočný pomočník. Odborníci sa domnievajú, že na inkontinencii sa môžu podieľať aj iné, bližšie neurčené gény.

Nočná inkontinencia môže byť jedným z príznakov ďalšieho ochorenia nazývaného obštrukčné spánkové apnoe, pri ktorom je dýchanie dieťaťa počas spánku prerušované, často z dôvodu zapálených alebo zväčšených mandlí alebo mandlí. Medzi ďalšie príznaky tohto stavu patrí chrápanie, dýchanie ústami, časté infekcie uší a prínosových dutín, bolesti hrdla, dusenie a ospalosť počas dňa. V niektorých prípadoch môže úspešná liečba tejto poruchy dýchania vyriešiť aj súvisiacu nočnú inkontinenciu.

Napokon, malý počet prípadov inkontinencie je spôsobený fyzickými problémami močového systému u detí. Stav známy ako močový reflux alebo vezikoureterálny reflux, pri ktorom sa moč vracia do jedného alebo oboch močovodov, môže spôsobiť infekcie močových ciest a inkontinenciu. Zriedkavo môže zablokovaný močový mechúr alebo močová trubica spôsobiť preplnenie močového mechúra a jeho únik. Poškodenie nervov spojené s vrodenou chybou rázštep chrbtice môže spôsobiť inkontinenciu. V týchto prípadoch sa inkontinencia môže prejavovať ako neustále kvapkanie moču.

Príčiny dennej inkontinencie

Denná inkontinencia, ktorá nie je spojená s infekciou močových ciest alebo anatomickými abnormalitami, je menej častá ako nočná inkontinencia a má tendenciu vymiznúť oveľa skôr ako jej nočná verzia. Jednou z možných príčin dennej inkontinencie je hyperaktívny močový mechúr. Mnohé deti s dennou inkontinenciou majú abnormálne návyky pri vyprázdňovaní, pričom najčastejším je zriedkavé vyprázdňovanie.

Svaly obklopujúce močovú trubicu (trubica, ktorá odvádza moč z močového mechúra) majú za úlohu udržiavať priechod uzavretý a zabrániť tak odchodu moču von z tela. Ak sa močový mechúr silno a bez varovania stiahne, svaly obklopujúce močovú trubicu nemusia byť schopné zabrániť odchodu moču. Často sa to stáva ako dôsledok infekcie močových ciest a je to častejšie u dievčat.

Zriedkavé vyprázdňovanie znamená, že dieťa dobrovoľne zadržiava moč počas dlhších intervalov. Dieťa napríklad nemusí chcieť použiť toalety v škole alebo nechce prerušiť príjemné aktivity, preto ignoruje signál tela o plnom močovom mechúre. V týchto prípadoch môže dôjsť k preplneniu močového mechúra a úniku moču. Okrem toho sa u týchto detí často vyskytujú infekcie močových ciest (IMC), čo vedie k podráždenému alebo hyperaktívnemu močovému mechúru.

Niektoré z tých istých faktorov, ktoré prispievajú k nočnej inkontinencii, môžu spolu so zriedkavým vyprázdňovaním spôsobiť dennú inkontinenciu. Medzi tieto faktory patria

Niekedy príliš náročný nácvik toalety môže spôsobiť, že dieťa nedokáže uvoľniť zvierač a panvové dno, aby úplne vyprázdnilo močový mechúr. Zadržiavanie moču (neúplné vyprázdnenie) vytvára podmienky pre infekcie močových ciest.

Väčšina inkontinencie moču prirodzene vymizne. Tu sú príklady toho, čo sa môže časom stať:

Mnohé deti prekonávajú inkontinenciu prirodzene (bez liečby), keď dospejú. Počet prípadov inkontinencie klesá o 15 percent za každý rok po 5. roku života.

Nočná inkontinencia sa môže liečiť zvýšením hladiny ADH. Tento hormón možno zvýšiť syntetickou verziou známou ako desmopresín alebo DDAVP, ktorá sa nedávno stala dostupnou vo forme tabliet. Pacienti si tiež môžu do nosných dierok rozprašovať hmlu obsahujúcu desmopresín. Desmopresín je schválený na používanie deťmi.

Na liečbu pomočovania sa používa aj iný liek, nazývaný imipramín. Pôsobí na mozog aj na močový mechúr. Bohužiaľ, úplná suchosť sa pomocou niektorého z dostupných liekov dosiahne len u približne 20 % pacientov.

Ak u mladého človeka dochádza k inkontinencii v dôsledku hyperaktívneho močového mechúra, lekár mu môže predpísať liek, ktorý pomáha upokojiť svalstvo močového mechúra. Tento liek kontroluje svalové kŕče a patrí do skupiny liekov nazývaných anticholinergiká.

Tréning močového mechúra a súvisiace stratégie

Tréning močového mechúra pozostáva z cvičení na posilnenie a koordináciu svalov močového mechúra a močovej trubice a môže pomôcť pri kontrole močenia. Tieto techniky učia dieťa predvídať potrebu močiť a zabrániť močeniu, keď je mimo toalety. Medzi techniky, ktoré môžu pomôcť pri nočnej inkontinencii, patria

Nanešťastie, žiadna z vyššie uvedených možností sa neosvedčila.

Medzi techniky, ktoré môžu pomôcť pri dennej inkontinencii, patria

V noci môžu alarmy vlhkosti zobudiť človeka, keď začne močiť. Tieto zariadenia obsahujú podložku citlivú na vodu, ktorá sa nosí v pyžame, drôt pripojený k ovládaču poháňanému batériou a alarm, ktorý sa ozve pri prvom zistení vlhkosti. Aby bol alarm účinný, dieťa sa musí zobudiť alebo musí byť prebudené hneď, ako sa alarm spustí. To si môže vyžadovať, aby v tej istej miestnosti spala ďalšia osoba, ktorá by prebudila posteľné dieťa.

Inkontinencia sa nazýva aj enuréza

Kategórie
Psychologický slovník

Vnímanie chuti

Chuť (alebo skôr gustácia) je jednou z foriem priameho chemoreceptu a patrí medzi tradičných päť zmyslov. Ide o schopnosť rozpoznať chuť látok, ako sú potraviny a jedy. U ľudí a mnohých iných stavovcov je zmysel chuti partnerom menej priameho čuchu, pričom mozog vníma chuť. Medzi klasické chuťové vnemy patria sladká, slaná, kyslá a horká chuť. Nedávno psychofyzici a neurológovia navrhli ďalšie kategórie chutí (najvýraznejšie chuť umami a chuť mastných kyselín.)

Chuť je zmyslová funkcia centrálneho nervového systému. Receptorové bunky pre chuť sa u ľudí nachádzajú na povrchu jazyka, pozdĺž mäkkého podnebia a v epiteli hltana a epiglottis.

Boli navrhnuté aj ďalšie možné kategórie, ako napríklad chuť, ktorej príkladom sú niektoré mastné kyseliny, napríklad kyselina linolová. Niektorí výskumníci stále argumentujú proti pojmu primárnych vnemov a namiesto toho uprednostňujú kontinuum vnemov, čo je v ostrom protiklade s farebným videním.

Všetky tieto chuťové vnemy vychádzajú zo všetkých oblastí ústnej dutiny, a to aj napriek bežnému mylnému vnímaniu „chuťovej mapy“ citlivosti na rôzne chute, o ktorej sa predpokladá, že zodpovedá špecifickým oblastiam jazyka. „Mapa úst“ je mýtus, ktorý sa vo všeobecnosti pripisuje nesprávnemu prekladu nemeckého textu a v severoamerických školách sa udržiava od začiatku dvadsiateho storočia. Existujú veľmi malé regionálne rozdiely v citlivosti na zlúčeniny, hoci tieto regionálne rozdiely sú jemné a nezodpovedajú presne mýtickej mape jazyka. Jednotlivé chuťové poháriky (ktoré obsahujú približne 100 chuťových receptorov) v skutočnosti zvyčajne reagujú na zlúčeniny vyvolávajúce každú zo štyroch základných chutí.

Dlhé roky sa v knihách o fyziológii ľudskej chuti nachádzali diagramy jazyka, ktoré ukazovali úroveň citlivosti na rôzne chute v rôznych oblastiach. V skutočnosti sa chuťové vlastnosti nachádzajú vo všetkých oblastiach jazyka, čo je v rozpore s rozšíreným názorom, že rôzne chute sa vzťahujú na rôzne oblasti jazyka.

Boli identifikované receptory pre všetky známe základné chute. Receptory pre kyslé a slané sú iónové kanály, zatiaľ čo receptory pre sladké, horké a umami patria do triedy receptorov viazaných na G proteíny.

V novembri 2005 tím francúzskych výskumníkov, ktorí robili pokusy na hlodavcoch, tvrdil, že má dôkaz o šiestej chuti, a to na tukové látky. Predpokladá sa, že rovnaké receptory môžu mať aj ľudia. Tuk sa v minulosti príležitostne uvádzal ako možná základná chuť (Bravo 1592, Linnaeus 1751), ale neskoršie klasifikácie od tuku ako samostatnej chuti upustili (Haller 1751 a 1763).

Dlho sa všeobecne uznávalo, že existuje konečný počet „základných chutí“, podľa ktorých možno zoskupiť všetky potraviny a chute. V posledných desaťročiach sa za túto skupinu považovali štyri základné chute. Okolo roku 2007 bola mnohými autoritami v tejto oblasti pridaná piata chuť, umami.

Slanosť je chuť, ktorá vzniká predovšetkým vďaka prítomnosti iónov sodíka. Tie môžu prechádzať priamo cez iónové kanály v jazyku a vytvárať akčný potenciál. Ióny vápnika (Ca2+) môžu tiež ľahko aktivovať chuť, ale ióny draslíka a horčíka to nerobia takmer tak účinne, namiesto toho aktivujú horkú chuť [Ako odkazovať a prepojiť na zhrnutie alebo text].

Kyslosť je chuť, ktorou sa zisťuje kyslosť. Mechanizmus detekcie kyslej chuti je podobný mechanizmu detekcie chuti soli. Vodíkové iónové kanály zisťujú koncentráciu hydroniových iónov (ióny H3O+), ktoré vznikajú z kyselín a vody.

Vodíkové ióny sú schopné preniknúť cez sodíkové kanály citlivé na amilorid, ale to nie je jediný mechanizmus, ktorý sa podieľa na zisťovaní kvality kyslosti. Vodíkové ióny tiež inhibujú draslíkový kanál, ktorý za normálnych okolností funguje na hyperpolarizáciu bunky. Kombináciou priameho príjmu vodíkových iónov (ktoré samy o sebe depolarizujú bunku) a inhibície hyperpolarizačného kanála teda kyslosť spôsobuje, že chuťová bunka sa zapáli týmto špecifickým spôsobom.

Sladkosť vzniká vďaka prítomnosti cukrov, niektorých bielkovín a niekoľkých ďalších látok. Sladkosť sa často spája s aldehydmi a ketónmi, ktoré obsahujú karbonylovú skupinu. Sladkosť je detekovaná rôznymi receptormi spojenými s G proteínom, ktoré sú napojené na G proteín gustducín nachádzajúci sa na chuťových pohárikoch. Aby mozog zaregistroval sladkosť, musia sa aktivovať najmenej dva rôzne varianty „receptorov sladkosti“. Zlúčeniny, ktoré mozog vníma ako sladké, sú teda zlúčeniny, ktoré sa môžu viazať s rôznou silou väzby na dva rôzne receptory sladkosti. Tieto receptory sú T1R2+3 (heterodimér) a T1R3 (homodimér), ktoré sú preukázateľne zodpovedné za všetky sladké vnemy u ľudí a zvierat (8). Priemerný prah detekcie sacharózy u človeka je 10 milimolov na liter. Pre laktózu je to 30 milimolov na liter a pre 5-Nitro-2-propoxyanilín 0,002 milimolov na liter.

Horkú chuť mnohí vnímajú ako nepríjemnú, ostrú alebo nepríjemnú. Evoluční biológovia predpokladajú, že odpor k horkým látkam sa mohol vyvinúť ako obranný mechanizmus proti náhodným otravám.
Medzi bežné horké potraviny a nápoje patrí káva, nesladená čokoláda, horký melón, pivo, nespracované olivy, citrusová kôra, mnohé rastliny z čeľade Brassicaceae, púpavová zelenina a escarole. Chinín je tiež známy svojou horkou chuťou a nachádza sa v tonickej vode. (Aj keď treba povedať, že „káva“ má rôzne druhy, napríklad Robusta a Arabica; a môže byť skutočne dosť sladká, pokiaľ ide o oblasť, v ktorej vyrástla).

Najhoršia známa látka je syntetické chemické denatonium, objavené v roku 1958. Používa sa ako averzívna látka, ktorá sa pridáva do toxických látok, aby sa zabránilo náhodnému požitiu.

Umami je názov pre chuťový vnem, ktorý vyvolávajú zlúčeniny ako glutamát, ktoré sa bežne nachádzajú vo fermentovaných a vyzretých potravinách. V angličtine sa niekedy opisuje ako „meat“ alebo „savoury“. Slovo pochádza z japonského slova 旨味, うまみ, ktorého znaky doslova znamenajú „lahodná chuť“. Umami je v súčasnosti bežne používaný termín vedcov zaoberajúcich sa chuťou. Rovnaká chuť sa v čínskej kuchyni označuje ako xiānwèi (鮮味 alebo 鲜味). Umami sa považuje za základnú chuť v čínskej a japonskej kuchyni, ale v západnej kuchyni sa o nej toľko nehovorí.

Príkladom potravín, ktoré obsahujú glutamát (a teda majú výraznú chuť umami), sú parmezán a rokfort, ako aj sójová omáčka a rybia omáčka. Vo významnom množstve sa nachádza aj v rôznych nefermentovaných potravinách, ako sú vlašské orechy, hrozno, brokolica, paradajky a huby, a v menšej miere aj v mäse. Chuťový vnem glutamátu je najintenzívnejší v kombinácii s chloridom sodným (kuchynská soľ). To je jeden z dôvodov, prečo paradajky po pridaní soli vykazujú výraznejšiu chuť. Omáčky s umami a slanou chuťou sú pri varení veľmi obľúbené, napríklad paradajkové omáčky a kečup v západnej kuchyni a sójová omáčka a rybacia omáčka v kuchyni východnej a juhovýchodnej Ázie.

Prídavná látka glutaman sodný (MSG), ktorú ako potravinársku prísadu vyvinul v roku 1907 Kikunae Ikeda, vytvára výraznú chuť umami. Umami dodávajú aj nukleotidy 5′-inozínmonofosfát (IMP) a 5′-guanozínmonofosfát (GMP). Tie sú prirodzene prítomné v mnohých potravinách bohatých na bielkoviny. IMP je vo vysokých koncentráciách prítomný v mnohých potravinách vrátane sušených vločiek tuniaka pruhovaného, ktoré sa používajú na výrobu japonského vývaru daši. GMP je vo vysokej koncentrácii prítomný v sušených hubách shiitake, ktoré sa používajú vo veľkej časti ázijskej kuchyne. Existuje synergický efekt medzi glutamátom sodným, IMP a GMP, ktoré spolu v určitých pomeroch vytvárajú silnú chuť umami.

Niektoré chuťové poháriky umami reagujú na glutamát rovnako ako sladké poháriky na cukor. Glutamát sa viaže na variant glutamátových receptorov viazaných na G proteín. V skorších správach sa predpokladalo, že pri vnímaní umami môže zohrávať úlohu metabotropný glutamátový receptor (mGluR4) a NMDA receptor.

Niektoré látky aktivujú chladové trigeminálne receptory. Chladivý pocit (známy aj ako „svieži“ alebo „mätový“) môžeme pocítiť napr. z mäty piepornej, mentolu, etanolu alebo gáfru, čo je spôsobené tým, že potravina aktivuje iónový kanál TRP-M8 na nervových bunkách, ktoré tiež signalizujú chlad. Na rozdiel od skutočnej zmeny teploty opísanej pri náhradách cukru je chlad len vnímaným javom.

Látky ako etanol a kapsaicín spôsobujú pocit pálenia tým, že vyvolávajú reakciu trojklanného nervu spolu s normálnym vnímaním chuti. Pocit tepla je spôsobený tým, že potravina aktivuje nervovú bunku nazývanú TRP-V1, ktorá sa aktivuje aj pri vysokých teplotách. Tento pocit, ktorý sa zvyčajne označuje ako „horúci“ alebo „pikantný“, je výrazným znakom mexickej, indickej, sečuánskej, kórejskej, indonézskej, stredovietnamskej a thajskej kuchyne.

Dve hlavné rastliny poskytujúce tento pocit sú čili papričky (plody rastliny Capsicum, ktoré obsahujú kapsaicín) a čierne korenie.

Ak je tkanivo v ústnej dutine poškodené alebo senzibilizované, etanol môže byť pociťovaný skôr ako bolesť než len ako teplo. Osoby, ktoré podstúpili rádioterapiu rakoviny ústnej dutiny, tak považujú pitie alkoholu za bolestivé [Ako odkazovať a odkazovať na zhrnutie alebo text].

Čínska kuchyňa zahŕňa myšlienku 麻 má, pocit mravčenia, ktorý spôsobuje korenie, ako je sečuánske korenie. V kuchyni provincie S‘-čchuan sa často kombinuje s čili papričkou, čím vzniká chuť 麻辣 málà, „znecitlivenie a horúčosť“.

Nedávny výskum odhalil potenciálny chuťový receptor s názvom CD36, ktorý reaguje na tuk, presnejšie na mastné kyseliny. Tento receptor sa našiel u myší, ale pravdepodobne existuje aj u iných cicavcov. Pri pokusoch myši s genetickým defektom, ktorý blokoval tento receptor, neprejavovali rovnakú chuť konzumovať mastné kyseliny ako normálne myši a nedokázali si v tráviacom trakte pripraviť žalúdočné šťavy na trávenie tukov. Tento objav môže viesť k lepšiemu pochopeniu biochemických príčin tohto správania, hoci na potvrdenie vzťahu CD36 a chuti na tuk je ešte potrebný ďalší výskum.

Niektorí japonskí výskumníci hovoria o chuti nazývanej kokumi, ktorá sa opisuje rôzne ako spojitosť, „plnosť úst“, pocit v ústach a hustota.

V indickej tradícii sa tieto chute označujú ako „Arusuvai“ alebo šesť chutí . Tieto chute sa zvyčajne označujú ako: sladká, kyslá, slaná, horká, pálivá a trpká. Niektorí ľudia nazývajú šiestu chuť neutrálnou alebo bez chuti. Typickým príkladom látky neutrálnej chuti je voda. Niektorí iní hovoria, že trpká alebo šiesta chuť je zmesou rozmanitých chutí a v Indii sa označuje ako Kasaaya. To sa viac zhoduje s japonským prístupom k umami.

Niektoré potraviny, napríklad nezrelé ovocie, obsahujú triesloviny alebo šťavelan vápenatý, ktoré spôsobujú sťahujúci alebo drsný pocit na sliznici úst alebo na zuboch. Príkladom je čaj, rebarbora, hrozno a nezrelé marhule a banány.

Väčšina ľudí pozná túto chuť (napr. Cu2+, FeSO4 alebo krv v ústach), ale v tomto prípade nepracujú len chuťové, ale aj čuchové receptory (Guth a Grosch, 1990).

Superdegustátor je človek, ktorého zmysel pre chuť je výrazne ostrejší ako priemer. Ženy, Ázijčania, Afričania a obyvatelia Južnej Ameriky sú častejšími nadšencami. Odhaduje sa, že medzi jedincami európskeho pôvodu je približne 25 % populácie superstárov. Príčina tejto zvýšenej reakcie nie je v súčasnosti známa, hoci sa predpokladá, že je aspoň čiastočne spôsobená zvýšeným počtom hubovitých papíl. Evolučná výhoda superchutnania je nejasná. V niektorých prostrediach by zvýšená chuťová reakcia, najmä na horkosť, predstavovala dôležitú výhodu pri vyhýbaní sa potenciálne toxickým rastlinným alkaloidom. V iných prostrediach však zvýšená reakcia na horkosť mohla obmedziť rozsah chutných potravín. V našom modernom, energeticky bohatom prostredí môže byť superchutnosť kardioprotektívna vďaka zníženej záľube a príjmu tukov, ale môže zvyšovať riziko rakoviny prostredníctvom zníženého príjmu zeleniny. Môže byť príčinou vyberavosti v jedle, ale vyberaví jedáci nemusia byť nutne superchutní a naopak.

Dochuť je pretrvávanie pocitu chuti po tom, ako sa stimulujúca látka dostane mimo kontaktu so zmyslovými koncovými orgánmi chuti. Niektoré pachute môžu byť príjemné, iné nepríjemné.

Alkoholické nápoje, ako je víno, pivo a whisky, sa vyznačujú mimoriadne silnou príchuťou. Medzi potraviny s výraznou príchuťou patria pikantné jedlá, ako sú mexické jedlá (napr. čili papričky) alebo indické jedlá (napr. karí).

Lieky a tablety môžu mať tiež pretrvávajúcu pachuť.

Získaná chuť je ocenenie jedla alebo nápoja, ktoré si osoba, ktorá sa s ním doteraz nestretla, pravdepodobne nebude môcť vychutnať čiastočne alebo v plnej miere, zvyčajne z dôvodu neznámeho aspektu jedla alebo nápoja, vrátane silného alebo zvláštneho zápachu, chuti alebo vzhľadu. Proces „získavania“ chuti zahŕňa konzumáciu potraviny alebo nápoja v nádeji, že sa naučíme, ako si ich vychutnať. Vo väčšine prípadov sa toto úvodné obdobie považuje za užitočné, pretože mnohé svetové pochúťky sa považujú za získané chute. Znalec je človek, ktorý má odborný úsudok o chuti.

Faktory ovplyvňujúce vnímanie chuti

Vnímanie chuti ovplyvňuje mnoho faktorov vrátane:

Je tiež dôležité vziať do úvahy, že chuť je celkový, súhrnný pocit vyvolaný počas žuvania (napr. chuť, dotyk, bolesť a vôňa). Čuch (čuchová stimulácia) zohráva hlavnú úlohu pri vnímaní chuti.

Vývojové aspekty chuti

Každý vie, že deti majú iný vkus ako dospelí.

Neurobiológia vnímania chuti

Genetika vnímania chuti

Kategórie
Psychologický slovník

Difúzna MRI

Presnejšie vyjadrenie procesu získavania obrazu je, že intenzita obrazu v každej polohe je oslabená v závislosti od sily (b-hodnoty) a smeru tzv. magnetického difúzneho gradientu, ako aj od lokálnej mikroštruktúry, v ktorej difundujú molekuly vody. Čím viac je obraz v danej polohe zoslabený, tým väčšia je difúzia v smere difúzneho gradientu. Aby sa zmeral kompletný difúzny profil tkaniva, je potrebné opakovať MR skenovanie a pri každom skenovaní použiť rôzne smery (a prípadne aj sily) difúzneho gradientu.

Pri difúzne váženom zobrazovaní (DWI) sa tradične používajú tri gradientové smery, ktoré postačujú na odhad difúzneho tenzora alebo „priemernej difúznosti“, čo je predpokladané meradlo edému. Klinicky sa ukázalo, že stopovo vážené snímky sú veľmi užitočné pri diagnostike cievnych mozgových príhod, a to vďaka včasnému odhaleniu (v priebehu niekoľkých minút) hypoxického edému.

Rozšírené zobrazovanie pomocou tenzorov difúzie (DTI) získava z údajov informácie o smeroch nervových dráh pomocou 3D alebo viacrozmerných vektorových algoritmov založených na troch, šiestich alebo viacerých smeroch gradientu, ktoré postačujú na výpočet tenzora difúzie. Difúzny model je pomerne jednoduchý model difúzneho procesu, ktorý predpokladá homogenitu a linearitu difúzie v rámci každého obrazového voxelu. Z tenzora difúzie možno vypočítať miery difúznej anizotropie, ako je napríklad frakčná anizotropia (FA). Okrem toho sa hlavný smer tenzora difúzie môže použiť na odvodenie konektivity bielej hmoty mozgu (t. j. traktografia; snaha zistiť, ktorá časť mozgu je spojená s ktorou inou časťou).

Nedávno boli navrhnuté pokročilejšie modely difúzneho procesu, ktorých cieľom je prekonať nedostatky modelu difúzneho tenzora. Medzi ne patrí okrem iného zobrazovanie q-priestoru a zovšeobecnené zobrazovanie tenzorov difúzie.

V roku 1956 H. C. Torrey matematicky ukázal, ako sa Blochove rovnice pre magnetizáciu zmenia po pridaní difúzie. Torrey upravil Blochov pôvodný opis priečnej magnetizácie tak, aby zahŕňal difúzne členy a aplikáciu priestorovo sa meniaceho gradientu. Blochova-Torreyho rovnica zanedbávajúca relaxáciu je:

V najjednoduchšom prípade, keď je difúzia izotropná, je tenzor difúzie

čo znamená, že Blochova-Torreyho rovnica bude mať riešenie

To dokazuje kubickú závislosť priečnej magnetizácie od času. Anizotropná difúzia bude mať podobný spôsob riešenia, ale so zložitejším tenzorom difúzie.

Difúzne vážené zobrazovanie

Difúzne vážené zobrazovanie je metóda MRI, ktorá vytvára in vivo magnetické rezonančné obrazy biologických tkanív vážené lokálnymi charakteristikami difúzie vody.

DWI je modifikáciou bežných techník MRI a predstavuje prístup, ktorý využíva meranie Brownovho pohybu molekúl. Bežná akvizícia MRI využíva správanie protónov vo vode na vytvorenie kontrastu medzi klinicky relevantnými znakmi konkrétneho subjektu. Univerzálna povaha MRI je spôsobená touto schopnosťou vytvárania kontrastu, ktorá sa nazýva váženie. V typickom váženom obraze sú molekuly vody vo vzorke excitované pôsobením silného magnetického poľa. To spôsobuje, že mnoho protónov v molekulách vody sa súčasne predbieha a vytvára signály v MRI. Pri -vážených snímkach sa kontrast vytvára meraním straty koherencie alebo synchronizácie medzi protónmi vody. Keď sa voda nachádza v prostredí, v ktorom môže voľne kmitať, relaxácia má tendenciu trvať dlhšie. V určitých klinických situáciách to môže vytvárať kontrast medzi patologickou oblasťou a okolitým zdravým tkanivom.

Pri difúzne vážených snímkach sa namiesto homogénneho magnetického poľa lineárne mení homogenita pomocou pulzného gradientu poľa. Keďže precesia je úmerná sile magnetu, protóny začnú precesovať rôznou rýchlosťou, čo vedie k rozptylu fázy a strate signálu. Ďalší gradientový impulz sa aplikuje v rovnakom smere, ale s opačnou veľkosťou, aby sa spiny prefokusovali alebo prefázovali. Prefokusovanie nebude dokonalé pre protóny, ktoré sa počas časového intervalu medzi impulzmi pohli, a signál nameraný prístrojom MRI sa zníži. Toto zníženie signálu v dôsledku aplikácie gradientu impulzov možno vzťahovať na množstvo difúzie, ku ktorej dochádza, prostredníctvom nasledujúcej rovnice:

kde je intenzita signálu bez difúzneho váženia, je signál s gradientom, je gyromagnetický pomer, je sila gradientného impulzu, je trvanie impulzu, je čas medzi dvoma impulzmi a napokon je difúzny koeficient.

Zmenou usporiadania vzorca s cieľom izolovať difúzny koeficient je možné získať predstavu o vlastnostiach difúzie prebiehajúcej v rámci konkrétneho voxelu (prvku objemového obrazu). Tieto hodnoty, nazývané zdanlivý difúzny koeficient (ADC), sa potom dajú mapovať ako obraz, pričom sa ako kontrast použije difúzia.

Prvé úspešné klinické použitie DWI bolo pri zobrazovaní mozgu po cievnej mozgovej príhode u dospelých. Oblasti, ktoré boli poškodené počas mŕtvice, sa na mape ADC zobrazovali „tmavšie“ v porovnaní so zdravým tkanivom. Približne v tom istom čase, keď sa výskumníkom ukázalo, že DWI možno použiť na posúdenie závažnosti poškodenia u dospelých pacientov po mŕtvici, si všimli, že hodnoty ADC sa líšia v závislosti od toho, akým spôsobom sa aplikuje pulzný gradient. Tento kontrast závislý od orientácie vzniká v dôsledku difúznej anizotropie, čo znamená, že difúzia v niektorých častiach mozgu má smerový charakter. To môže byť užitočné na určenie štruktúr v mozgu, ktoré by mohli obmedzovať tok vody v jednom smere, ako sú napríklad myelinizované axóny nervových buniek (ktoré sú postihnuté sklerózou multiplex). Pri zobrazovaní mozgu po mozgovej príhode však môže v skutočnosti zabrániť tomu, aby bolo zranenie viditeľné. Na kompenzáciu tohto javu je potrebné použiť matematický operátor nazývaný tenzor, ktorý plne charakterizuje pohyb vody vo všetkých smeroch.

Difúzne vážené obrazy sú veľmi užitočné na diagnostiku cievnych mozgových príhod. Čoraz viac sa používa aj pri určovaní štádia nemalobunkového karcinómu pľúc, kde je vážnym kandidátom na nahradenie pozitrónovej emisnej tomografie ako „zlatého štandardu“ pre tento typ ochorenia. Difúzne tenzorové zobrazovanie sa vyvíja na štúdium ochorení bielej hmoty mozgu, ako aj na štúdium iných telesných tkanív (pozri nižšie).

Difúzne tenzorové zobrazovanie (DTI) je technika zobrazovania magnetickou rezonanciou (MRI), ktorá umožňuje meranie obmedzenej difúzie vody v tkanive s cieľom vytvoriť obrazy nervových dráh namiesto toho, aby sa tieto údaje používali len na účely priradenia kontrastu alebo farieb pixelom v priečnom reze obrazu. Poskytuje tiež užitočné štrukturálne informácie o svaloch – vrátane srdcového svalu, ako aj o iných tkanivách, napríklad o prostate.

V roku 1990 Michael Moseley uviedol, že difúzia vody v bielej hmote je anizotropná – účinok difúzie na protónovú relaxáciu sa mení v závislosti od orientácie dráh vzhľadom na orientáciu difúzneho gradientu aplikovaného zobrazovacím skenerom. Poukázal tiež na to, že by sa to malo najlepšie opísať tenzorom. Aaron Filler a jeho kolegovia v roku 1991 informovali o použití MRI na sledovanie dráh v mozgu pomocou metódy kontrastnej látky, ale poukázali na to, že Moseleyho správa o polarizovanej difúzii vody pozdĺž nervov ovplyvní vývoj sledovania dráh. Niekoľko mesiacov po predložení tejto správy, v roku 1991, sa podarilo prvýkrát úspešne použiť údaje o difúznej anizotropii na vykonanie sledovania nervových dráh zakrivených v mozgu bez použitia kontrastných látok. Filler a jeho kolegovia v júli 1992 identifikovali v patentoch metódy založené na vektoroch aj tenzoroch, teda skôr ako akákoľvek iná skupina, ale údaje pre tieto prvé snímky boli získané pomocou nasledujúcich súborov vektorových vzorcov, ktoré poskytujú Eulerove uhly a veľkosť pre hlavnú os difúzie vo voxeli, čím presne modelujú smery axónov, ktoré spôsobujú obmedzenia smeru difúzie:

Použitie zmiešaných príspevkov z gradientov v troch základných ortogonálnych osiach s cieľom vytvoriť nekonečný počet rôzne orientovaných gradientov pre tenzorovú analýzu bolo v roku 1992 tiež identifikované ako základ pre dosiahnutie tenzorového opisu difúzie vody vo voxeloch MRI. Vektorová aj tenzorová metóda poskytujú „rotačne invariantné“ meranie – veľkosť bude rovnaká bez ohľadu na to, ako je trakt orientovaný vzhľadom na osi gradientu – a obe poskytujú trojrozmerný smer v priestore, avšak tenzorová metóda je efektívnejšia a presnejšia na vykonávanie traktografie. Prakticky táto trieda vypočítaného obrazu kladie vysoké nároky na registráciu obrazu – všetky zozbierané obrazy by mali mať v ideálnom prípade identický tvar a polohu, aby bol vypočítaný zložený obraz správny. V pôvodnom programe v jazyku FORTRAN, ktorý napísal Todd Richards na počítači MacIntosh koncom roka 1991, boli všetky úlohy registrácie obrazu a normalizovaného hodnotenia anizotropie (uvedené ako podiel 1 a korigované pre „B0“ (nedifúzny) základ), ako aj výpočet Eulerových uhlov, generovanie obrazu a trasovanie traktov zjednodušené počiatočným vývojom s vektormi (tri difúzne obrazy plus jeden nedifúzny obraz) na rozdiel od šiestich alebo viacerých, ktoré sú potrebné pre úplnú tenzorovú analýzu 2. rangu.

Použitie elektromagnetických údajov získaných zo šiestich alebo viacerých smerov na konštrukciu tenzorového elipsoidu bolo v tom čase známe z iných oblastí, rovnako ako použitie tenzorového elipsoidu na opis difúzie. Vynálezcovský krok DTI preto zahŕňal dva aspekty:

Abstrakt s prvým traktogramom sa objavil na stretnutí Spoločnosti pre magnetickú rezonanciu v medicíne v auguste 1992, Široký výskum v tejto oblasti nasledoval po prezentácii 28. marca 1993, keď Michael Moseley opätovne prezentoval traktografické snímky Fillerovej skupiny – opisujúc nový rozsah neuropatológie, ktorú umožnil odhaliť – a upozornil na tento nový smer v MRI na plenárnom zasadnutí Spoločnosti pre zobrazovanie magnetickou rezonanciou pred publikom 700 vedcov zaoberajúcich sa MRI. Mnohé skupiny potom venovali pozornosť možnosti využitia zobrazovania difúznej anizotropie založeného na tenzoroch na sledovanie nervových dráh a začali optimalizovať traktografiu. V súčasnosti sa každoročne organizuje „Fibre Cup“, v ktorom rôzne skupiny súťažia o najefektívnejší nový traktografický algoritmus. Ďalšie pokroky vo vývoji traktografie možno pripísať Morimu, Pierpaolimu, Lazarovi, Conturovi a mnohým ďalším.

Difúzne tenzorové zobrazovanie sa v komunite MRI začalo široko používať po práci Bassera, Mattliella a LeBihana. Peter Basser a jeho spolupracovníci, ktorí pracovali v Národnom inštitúte zdravia, publikovali v 90. rokoch 20. storočia sériu veľmi vplyvných prác, v ktorých stanovili zobrazovanie pomocou tenzorov difúzie ako životaschopnú zobrazovaciu metódu.
. Za tento súbor prác bola Basserovi v roku 2008 udelená zlatá medaila Medzinárodnej spoločnosti pre magnetickú rezonanciu v medicíne za „priekopnícky a inovatívny vedecký prínos vo vývoji zobrazovania pomocou tenzorov difúzie (DTI)“.

HARDI: Difúzne zobrazovanie s vysokým uhlovým rozlíšením a vektorová analýza Q-ball

Merania anizotropie a difúznosti

V súčasnej klinickej neurológii sa rôzne mozgové patológie dajú najlepšie odhaliť pomocou konkrétnych meraní anizotropie a difúznosti. Základný fyzikálny proces difúzie (Brownovým pohybom) spôsobuje, že skupina molekúl vody sa pohybuje z centrálneho bodu a postupne dosiahne povrch elipsoidu, ak je prostredie anizotropné (v prípade izotropného prostredia by to bol povrch gule). Formalizmus elipsoidu funguje aj ako matematická metóda usporiadania tenzorových údajov. Meranie elipsoidického tenzora ďalej umožňuje retrospektívnu analýzu s cieľom získať informácie o procese difúzie v každom voxeli tkaniva.

Keď sme voxel zmerali zo šiestich alebo viacerých smerov a korigovali na útlmy spôsobené efektmi T2 a T1, môžeme použiť informácie z vypočítaného tenzora elipsoidu na opis toho, čo sa voxelom deje. Ak uvažujete o elipsoide, ktorý leží pod uhlom v karteziánskej sieti (osi x, y, z), potom môžete uvažovať o projekcii tejto elipsy na tri osi. Tieto tri projekcie vám môžu poskytnúť ADC pozdĺž každej z troch osí ADCx, ADCy, ADCz. To vedie k myšlienke opísať priemernú difúznosť vo voxeli, ktorá bude jednoducho

Index i používame na označenie toho, že ide o izotropný difúzny koeficient, ktorý by bol spriemerovaný vplyvom anizotropie.

Samotný elipsoid má hlavnú dlhú os a potom ďalšie dve malé osi, ktoré opisujú jeho šírku a hĺbku. Všetky tri osi sú na seba kolmé a pretínajú sa v strede elipsoidu. Osy v tomto prostredí nazývame vlastné vektory a miery ich dĺžok vlastné hodnoty. Dĺžky sa symbolizujú gréckym písmenom λ (lambda). Dlhá smerujúca v smere osi bude mať dĺžku λ1 a dve malé osi budú mať dĺžky λ2 a λ3. V prostredí tenzorového elipsoidu DTI môžeme každú z nich považovať za mieru difúznosti pozdĺž každej z troch základných osí elipsoidu. To je trochu odlišné od ADC, pretože to bola projekcia na osi, zatiaľ čo λ je skutočná miera elipsoidu, ktorú sme vypočítali.

Difúzia pozdĺž hlavnej osi λ1 sa nazýva aj pozdĺžna difúzia, axiálna difúzia alebo dokonca paralelná difúzia λǁ. Historicky je najbližšie k tomu, čo pôvodne meral Richards s vektorovou dĺžkou v roku 1991. Difuzivity v dvoch vedľajších osiach sa často spriemerujú, aby sa získala miera radiálnej difuzivity

Táto veličina hodnotí stupeň obmedzenia spôsobeného membránami a inými vplyvmi a ukazuje sa ako citlivé meradlo degeneratívnej patológie pri niektorých neurologických stavoch. Môže sa nazývať aj kolmá difúznosť (λ).

Ak tento súčet vydelíme tromi, dostaneme priemernú difúziu

Okrem opisu množstva difúzie je často dôležité opísať aj relatívny stupeň anizotropie voxelu. Jedným extrémom by bola guľa s izotropnou difúziou a druhým extrémom by bol veľmi tenký prolate sféroid v tvare cigary alebo ceruzky. Najjednoduchšia miera sa získa delením najdlhšej osi elipsoidu najkratšou = (λ1/λ3). Ukázalo sa však, že tento postup je veľmi náchylný na šum merania, preto boli vyvinuté čoraz zložitejšie miery na zachytenie miery pri minimalizácii šumu. Dôležitým prvkom týchto výpočtov je súčet štvorcov rozdielov difúznosti = (λ1 – λ2)2 + (λ1 – λ3)2 + (λ2 – λ3)2. Pomocou odmocniny zo súčtu štvorcov získame akýsi vážený priemer – dominuje najväčšia zložka. Jedným z cieľov je udržať číslo blízko 0, ak je voxel sférický, ale blízko 1, ak je pretiahnutý. To vedie k frakčnej anizotropii alebo FA, ktorá je druhou odmocninou zo súčtu štvorcov (SRSS) rozdielov difúznych hodnôt vydelenou SRSS difúznych hodnôt. Keď sú druhá a tretia os malé vzhľadom na hlavnú os, číslo v čitateli sa takmer rovná číslu v menovateli. Vynásobíme tiež druhou odmocninou z 1/2 = 0,707, aby sme pomohli získať výsledné číslo menšie ako jedna. Celý vzorec pre FA vyzerá takto:

Frakčnú anizotropiu možno tiež rozdeliť na lineárnu, plošnú a sférickú mieru v závislosti od „tvaru“ difúzneho elipsoidu. Napríklad prolatívny elipsoid v tvare „cigary“ označuje silne lineárnu anizotropiu, „lietajúci tanier“ alebo oblý sféroid predstavuje difúziu v rovine a guľa poukazuje na izotropnú difúziu, rovnakú vo všetkých smeroch. Ak sú vlastné hodnoty vektora difúzie zoradené tak, že , potom možno miery vypočítať takto:

Pre lineárny prípad, kde ,

Pre rovinný prípad, kde ,

Pre sférický prípad, kde ,

Každá miera leží medzi 0 a 1 a ich súčet je rovný jednotke. Na opis odchýlky od sférického prípadu možno použiť ďalšiu mieru anizotropie:

Hlavné použitie je pri zobrazovaní bielej hmoty, kde možno merať polohu, orientáciu a anizotropiu dráh. Architektúra axónov v paralelných zväzkoch a ich myelínové pošvy uľahčujú difúziu molekúl vody prednostne pozdĺž ich hlavného smeru. Takáto prednostne orientovaná difúzia sa nazýva anizotropná difúzia.

Traktografická rekonštrukcia nervových spojení pomocou DTI

Zobrazenie tejto vlastnosti je rozšírením difúznej magnetickej rezonancie. Ak sa použije séria difúznych gradientov (t. j. zmien magnetického poľa v MRI magnetu), ktoré dokážu určiť aspoň 3 smerové vektory (použitie 6 rôznych gradientov je minimum a ďalšie gradienty zlepšujú presnosť pre „nediagonálne“ informácie), je možné pre každý voxel vypočítať tenzor (t. j. symetrickú pozitívne definitnú maticu 3 × 3), ktorý opisuje trojrozmerný tvar difúzie. Smer vlákna je označený hlavným vlastným vektorom tenzora. Tento vektor možno farebne označiť, čím sa získa kartografia polohy a smeru vlákien (červená farba pre ľavú a pravú stranu, modrá pre hornú a dolnú stranu a zelená pre prednú a zadnú stranu). Jas je vážený frakčnou anizotropiou, čo je skalárna miera stupňa anizotropie v danom voxeli. Priemerná difúznosť (MD) alebo Trace je skalárna miera celkovej difúzie v rámci voxelu. Tieto miery sa bežne používajú v klinickej praxi na lokalizáciu lézií bielej hmoty, ktoré sa nezobrazujú na iných formách klinickej MRI.

Difúzne tenzorové zobrazovacie údaje možno použiť na vykonanie traktografie v bielej hmote. Algoritmy na sledovanie vlákien sa môžu použiť na sledovanie vlákna po celej jeho dĺžke (napr. kortikospinálny trakt, ktorým prechádza motorická informácia z motorickej kôry do miechy a periférnych nervov). Traktografia je užitočným nástrojom na meranie deficitov v bielej hmote, napríklad pri starnutí. Jej odhad orientácie a sily vlákien je čoraz presnejší a má široké potenciálne dôsledky v oblasti kognitívnej neurovedy a neurobiológie.

Niektoré klinické aplikácie DTI sa týkajú lokalizácie lézií bielej hmoty špecifických pre jednotlivé traumy a definovania závažnosti difúzneho traumatického poškodenia mozgu. Lokalizácia nádorov vo vzťahu k traktom bielej hmoty (infiltrácia, vychýlenie), bola jednou z najdôležitejších počiatočných aplikácií. Pri plánovaní chirurgického zákroku pri niektorých typoch mozgových nádorov pomáha operácii znalosť blízkosti a relatívnej polohy kortikospinálnych dráh a nádoru.

Používanie DTI na hodnotenie bielej hmoty vo vývoji, patológii a degenerácii bolo od roku 2005 predmetom viac ako 2 500 výskumných publikácií. Sľubuje, že bude veľmi nápomocná pri rozlišovaní Alzheimerovej choroby od iných typov demencie. Aplikácie vo výskume mozgu zahŕňajú napr. konekcionistický výskum neurónových sietí in vivo.

DTI sa využíva aj pri charakterizácii kostrového a srdcového svalu. Citlivosť na orientáciu vlákien sa zdá byť užitočná aj v oblasti športovej medicíny, kde výrazne pomáha pri zobrazovaní štruktúry a zranení svalov a šliach.

Nedávna štúdia v Barnes-Jewish Hospital a Washington University School of Medicine na zdravých osobách a na novo postihnutých aj chronicky postihnutých osobách so zápalom zrakového nervu spôsobeným sklerózou multiplex (SM) ukázala, že DTI možno použiť na posúdenie priebehu účinkov tohto ochorenia na zrakový nerv oka a videnie, pretože možno posúdiť axiálnu difúznosť toku vody v tejto oblasti. [potrebná citácia]

V októbri 2009 sa objavila správa dokumentujúca lokalizované zvýšenie frakčnej anizotropie po tréningu komplexnej vizuomotorickej zručnosti (žonglovanie). Tvrdilo sa, že ide o prvý dôkaz zmien mikroštruktúry bielej hmoty v závislosti od skúseností u zdravých dospelých ľudí.

Matematický základ – tenzory

Difúzna MRI sa opiera o matematické a fyzikálne interpretácie geometrických veličín známych ako tenzory. Pre zobrazovanie je relevantný len špeciálny prípad všeobecného matematického pojmu, ktorý je založený na koncepte symetrickej matice. Samotná difúzia je tenzorová, ale v mnohých prípadoch nie je cieľom v skutočnosti snaha o štúdium difúzie mozgu ako takej, ale skôr len snaha využiť difúznu anizotropiu v bielej hmote na účely zistenia orientácie axónov a veľkosti alebo stupňa anizotropie. Tenzory majú reálnu, fyzickú existenciu v materiáli alebo tkanive, takže sa nepohybujú, keď sa súradnicový systém použitý na ich opis otáča. Existuje množstvo rôznych možných reprezentácií tenzora (rangu 2), ale spomedzi nich sa táto diskusia zameriava na elipsoid kvôli jeho fyzikálnemu významu pre difúziu a kvôli jeho historickému významu pri vývoji zobrazovania difúznej anizotropie v MRI.

Nasledujúca matica zobrazuje zložky tenzora difúzie:

Tá istá matica čísel môže mať súčasne druhé použitie na opis tvaru a orientácie elipsy a tá istá matica čísel môže byť súčasne použitá tretím spôsobom pre maticovú matematiku na triedenie vlastných vektorov a vlastných hodnôt, ako je vysvetlené ďalej.

Myšlienka tenzora sa vo fyzikálnych vedách vyvinula z pokusov opísať množstvo danej fyzikálnej vlastnosti. Prvým prípadom sú tie vlastnosti, ktoré možno opísať jedným číslom – napríklad teplota. Pri teplote neexistuje smerodajnosť. Vlastnosť, ktorú možno opísať týmto spôsobom, sa označuje ako skalár – možno ju tiež považovať za tenzor rangu 0. Ďalšia úroveň zložitosti sa týka veličín, ktoré sa dajú opísať len s ohľadom na smer – základným príkladom je mechanická sila – tie vyžadujú opis veľkosti a smeru. Vlastnosti s jednoduchým smerovým aspektom sú opísané vektorom – často reprezentovaným šípkou – ktorý má veľkosť a smer. Vektor možno opísať uvedením jeho troch zložiek – jeho priemetu na os x, os y a os z. Vektory tohto druhu môžu byť tenzory rangu 1.

Tenzor je často fyzikálna alebo biofyzikálna vlastnosť, ktorá určuje vzťah medzi dvoma vektormi. Keď sa na kryštál aplikuje elektrické pole, môže sa zistiť prúd. Ak by sa prúd nachádzal v pomyselnom nekonečne tenkom vodiči, potom by tiekol výlučne v jednom smere – túto transformáciu možno opísať pomocou tenzora rádu 1 – vektora. V kryštáli však aplikované pole povedie k pohybu náboja v rozširujúcom sa vzorci, ktorý prebieha vo viacerých rôznych smeroch súčasne, čo vedie ku komplexnej projekcii na karteziánske osi. Tento vzor bude reprodukovateľný – rovnaký zakaždým, keď na ten istý kryštál aplikujeme to isté pole tým istým spôsobom – najmä pokiaľ je vonkajšie pole aplikované v rovnakej orientácii vzhľadom na vnútornú anizotropnú organizáciu kryštálu. Vzťah medzi smerom aplikovaného poľa a komplexným vzorom pohybu náboja v kryštáli je opísaný tenzorom. Súbor posunov náboja v tejto fyzikálnej vlastnosti možno opísať pomocou deviatich zložiek – každá z nich je spojená s dvojicou osí xx, yy, zz, xy, yx, xz, zx, yz, zy. Tieto možno zapísať ako maticu podobnú tej, ktorá je uvedená na začiatku tejto časti.

V roku 1848 Henri Hureau de Sénarmont priložil rozžeravený hrot na vyleštený povrch kryštálu, ktorý bol potiahnutý voskom. Pri niektorých materiáloch, ktoré mali „izotropnú“ štruktúru, sa po povrchu v kruhu rozprestieral prstenec topenia. V anizotropných kryštáloch malo toto rozšírenie podobu elipsy. V troch rozmeroch je toto rozšírenie elipsoid. Ako ukázal Adolf Fick v 50. rokoch 19. storočia, difúzia sa riadi mnohými rovnakými cestami a pravidlami ako teplo.

Na tomto mieste je užitočné zvážiť trochu matematiky elipsoidov. Elipsoid možno opísať vzorcom: ax2 + by2 + cz2 = 1. Skvelým spôsobom, ako si to predstaviť, je stiahnuť si „Grafickú kalkulačku“ nucalc.com. Táto rovnica opisuje štvorcovú plochu. Relatívna hodnota a, b a c určuje, či bude kvadrický povrch elipsoid alebo hyperboloid.

Ukazuje sa, že je možné pridať ďalšie tri zložky:
ax2 + by2 + cz2 + dyz + ezx + fxy = 1. Výsledkom mnohých kombinácií a, b, c, d, e a f bude stále elipsoid, ale ďalšie zložky (d, e, f) zvyčajne prinútia elipsoid otočiť do uhlovej polohy mimo ortogonálnych osí karteziánskeho súradnicového systému. Týchto šesť premenných možno zapísať do matice, ktorá sa veľmi podobá tenzorovej matici uvedenej na začiatku tejto časti (keďže difúzia je symetrická, potom potrebujeme len šesť namiesto deviatich zložiek – zložky pod diagonálnymi prvkami matice sú rovnaké ako zložky nad diagonálou). To je to, čo sa myslí, keď sa uvádza, že zložky matice tenzora druhého rádu možno reprezentovať elipsoidom – ak sa do matice umiestnia hodnoty difúzie pre našich šesť členov štvorcového elipsoidu, vytvorí sa elipsoid sklonený od ortogonálnej siete. Jeho tvar bude viac pretiahnutý, ak je relatívna anizotropia vysoká.

Keď je elipsoid/tenzor reprezentovaný maticou, je možné urobiť niečo užitočné zo štandardnej maticovej matematiky a lineárnej algebry, a to „diagonalizovať“ maticu. V zobrazovaní to má dva dôležité významy. Ide o to, že existujú dva ekvivalentné elipsoidy – rovnakého tvaru, ale s rôznou veľkosťou a orientáciou. Prvý z nich je meraný difúzny elipsoid sediaci pod uhlom určeným axónmi a druhý je dokonale zarovnaný s tromi karteziánskymi osami. Termín „diagonalizovať“ sa vzťahuje na tri zložky matice pozdĺž diagonály z ľavého horného rohu do pravého dolného rohu (zložky s červenými subskriptami v matici na začiatku tejto časti). Premenné ax2, by2 a cz2 sú pozdĺž diagonály (červené indexy), ale premenné d, e a f sú „mimo diagonály“. Potom je možné vykonať krok spracovania vektorov, v ktorom prepíšeme našu maticu a nahradíme ju novou maticou vynásobenou tromi rôznymi vektormi jednotkovej dĺžky (dĺžka=1,0). Matica je diagonalizovaná, pretože všetky zložky mimo diagonály sú teraz nulové. Uhly natočenia potrebné na dosiahnutie tejto ekvivalentnej polohy sa teraz objavujú v troch vektoroch a možno ich odčítať ako zložky x, y a z každého z nich. Tieto tri vektory sa nazývajú „vlastné vektory“ alebo charakteristické vektory. Obsahujú informácie o orientácii z pôvodného elipsoidu. Tri osi elipsoidu sú teraz priamo pozdĺž hlavných ortogonálnych osí súradnicového systému, takže môžeme ľahko odčítať dĺžku každej z nich. Tieto dĺžky sú vlastné hodnoty alebo charakteristické hodnoty.

Diagonalizácia matice sa vykonáva tak, že sa nájde druhá matica, ktorou sa dá vynásobiť, a následne sa vynásobí inverznou hodnotou druhej matice – pričom výsledkom je nová matica, v ktorej tri diagonálne zložky (xx, yy, zz) majú čísla, ale mimo diagonálne zložky (xy, yz, zx) sú 0. Druhá matica poskytuje informácie o vlastných vektoroch.

Pri DTI je vo všeobecnosti možné na spracovanie analýzy tenzorových údajov použiť lineárnu algebru, maticovú matematiku a vektorovú matematiku.

V niektorých prípadoch je zaujímavý celý súbor vlastností tenzorov, ale pre traktografiu je zvyčajne potrebné poznať len veľkosť a orientáciu primárnej osi alebo vektora. Táto primárna os – tá s najväčšou dĺžkou – je najväčšou vlastnou hodnotou a jej orientácia je zakódovaná v zodpovedajúcom vlastnom vektore. Potrebná je len jedna os, pretože záujem je o vektorovú vlastnosť smeru axónu na uskutočnenie traktografie.

Kategórie
Psychologický slovník

Podtrieda

Pojem podtrieda označuje časť obyvateľstva, ktorá v triednej hierarchii zaujíma najnižšiu možnú pozíciu pod základnou robotníckou triedou. Všeobecná myšlienka, že triedny systém zahŕňa obyvateľstvo pod robotníckou triedou, má v spoločenských vedách dlhú tradíciu (napr. lumpenproletariát). Konkrétny termín „underclass“ však spopularizovali v poslednej polovici dvadsiateho storočia najprv sociológovia zaoberajúci sa americkou chudobou a potom americkí novinári. Pojem underclass bol medzi sociálnymi vedcami predmetom sporov. Definície a vysvetlenia podtriedy, ako aj navrhované riešenia na zvládnutie alebo odstránenie „problému podtriedy“ boli predmetom veľkých diskusií. Spochybňovala sa aj vhodnosť používania pojmu underclass, pričom niektorí sociálni vedci tvrdili, že tento pojem sa zmenil na kódové slovo intelektuálov, ktorí démonizujú chudobných černochov a Latinoameričanov v mestách Ameriky.

Gunnar Myrdal je všeobecne považovaný za prvého zástancu pojmu „podtrieda“. Myrdal, ktorý začiatkom 60. rokov 20. storočia písal o ekonomickej nerovnosti v Amerike, pod triedou rozumie „triedu nezamestnaných, nezamestnateľných a nezamestnaných, ktorí sú čoraz beznádejnejšie vyčlenení z národa ako celku a nepodieľajú sa na jeho živote, ambíciách a úspechoch“. Táto všeobecná koncepcia triedy alebo kategórie ľudí pod jadrom robotníckej triedy má však v sociálnych vedách dlhú tradíciu, napríklad prostredníctvom práce Henryho Mayhewa, ktorého dielo London Labour and the London Poor sa snažilo opísať doteraz neviditeľný svet príležitostných robotníkov, prostitútok a ľudí z ulice. Karol Marx používal na označenie podobnej skupiny termín „lumpenproletariát“. Túto skupinu opísal ako:

Konkrétny pojem underclass v USA prešiel v priebehu desaťročí po Myrdalovom zavedení tohto pojmu viacerými premenami. Podľa sociológa Herberta Gansa síce Myrdalova štrukturálna konceptualizácia podtriedy zostala relatívne nedotknutá prostredníctvom prác Williama Juliusa Wilsona a ďalších, ale vo viacerých ohľadoch mnohí novinári a akademici štrukturálnu definíciu opustili a nahradili ju behaviorálnou koncepciou podtriedy, ktorá spája Myrdalov termín s koncepciou „kultúry chudoby“ Oscara Lewisa a ďalších.

Od počiatočnej koncepcie tohto pojmu sa objavili rôzne definície podtriedy, ale všetky tieto definície sú v podstate rôznymi spôsobmi, ako si predstaviť kategóriu ľudí pod robotníckou triedou. Definície sa jednoducho líšia podľa toho, ktoré konkrétne rozmery tejto skupiny sa zdôrazňujú. Niekoľko populárnych opisov podtriedy je uvedených nižšie.

Erik Olin Wright definuje podtriedu ako „kategóriu sociálnych agentov, ktorí sú ekonomicky utláčaní, ale nie sú dôsledne vykorisťovaní v rámci daného triedneho systému“. Podtrieda zaujíma najnižšiu možnú priečku na triednom rebríčku. Podľa Wrighta sú underclass utláčaní, pretože im je vo všeobecnosti odopretý prístup na trh práce, a teda „nie sú dôsledne vykorisťovaní“, pretože príležitosť na ich ekonomické vykorisťovanie je minimálna. Inými slovami, na rozdiel od robotníckej triedy, ktorá je bežne vykorisťovaná pre svoju pracovnú silu, underclass vo všeobecnosti nedisponuje pracovnou silou hodnou vykorisťovania. Wright argumentuje: „V súčasnosti je to tak,

Tento citát sa čiastočne týka priestorov a miest pre nižšiu triedu.

Spodná trieda spravidla obýva špecifické zóny v meste. Pojem podtriedy je preto obľúbený v sociológii miest, a to najmä v súvislosti s mestskou chudobou. Pojem „underclass“ a slovné spojenie „urban underclass“ sa väčšinou používajú zameniteľne. Štúdie týkajúce sa afroamerického geta po získaní občianskych práv často obsahujú diskusiu o mestskej podtriede. Mnohé práce týkajúce sa podtriedy, najmä v Amerike, sú zamerané na mestá.

Knihy Williama Juliusa Wilsona The Declining Significance of Race (1978) a The Truly Disadvantaged (1987) sú populárnymi opismi černošskej mestskej spodnej vrstvy. Wilson definuje underclass ako „masovú populáciu na samom dne sociálneho rebríčka, ktorú sužuje nízke vzdelanie a slabo platené zamestnanie“. Vo všeobecnosti sa vo svojej diskusii obmedzuje na tých, ktorí uviazli v postobčianskoprávnom gete v americkom hrdzavom páse (podrobnejšie zhrnutie Wilsona o underclass nájdete v časti „Potenciálne príčiny a navrhované riešenia“ tohto príspevku).

Elijah Anderson v knihe Streetwise (1990) využíva etnografické metódy na štúdium gentrifikujúcej sa štvrte „The Village“ (pseudonym), ktorá hraničí s černošským getom „Northton“ (pseudonym) v americkom meste. Anderson uvádza nasledujúci opis spodnej triedy v tomto gete:

Lawrence M. Mead definuje underclass ako skupinu, ktorá nie je len chudobná, ale má aj nedostatky v správaní. Podtriedu opisuje ako „dysfunkčnú“. Vo svojej knihe Beyond Entitlement z roku 1986 uvádza túto definíciu,

Ken Auletta, ktorý je často považovaný za hlavného novinára, ktorý dostal pojem underclass do popredia amerického povedomia, opisuje americkú underclass ako neasimilovaných Američanov a navrhuje, že underclass možno rozdeliť do štyroch rôznych skupín,

Spory medzi definíciami

Ako je zrejmé z Meadovho a Aulettovho rámcovania, niektoré definície podtriedy sa výrazne odlišujú od pôvodného poňatia ekonomickej skupiny pod robotníckou triedou. Niekoľko prác o podtriede rozlišuje medzi rôznymi typmi podtriedy, ako je sociálna podtrieda, chudobná podtrieda, reprodukčná podtrieda, vzdelanostná podtrieda, násilná podtrieda a kriminálna podtrieda, pričom sa očakáva určitá horizontálna mobilita medzi týmito skupinami. Ešte viac sa od pôvodného pojmu podtriedy odlišujú nedávne publicistické správy o takzvanej „genetickej podtriede“, ktoré odkazujú na genetické dedičstvo náchylnosti k závislostiam a iným osobnostným vlastnostiam tradične spájaným s behaviorálnymi definíciami podtriedy. Takéto rozlišovanie medzi kriminálnou, sociálnou, chudobnou a inými špecifikovanými pojmami podtriedy sa však stále vzťahuje na tú istú všeobecnú skupinu – na tých, ktorí sú pod úrovňou robotníckej triedy. A napriek nedávnym novinárskym správam o „genetickej podtriede“ je pojem podtriedy predovšetkým a tradične spoločenskovedným termínom.

Charakteristika nižšej triedy

Podtrieda sa nachádza na základe súboru identifikačných znakov, ako je vysoká miera nezamestnanosti, pôrody mimo manželstva, domácnosti vedené ženami, kriminalita, násilie, zneužívanie návykových látok a miera predčasného ukončenia strednej školy. Podtrieda má tieto znaky vo väčšej miere ako všeobecná populácia a konkrétne iné triedy.

Joel Devine a James Wright identifikovali štyri všeobecné témy, podľa ktorých sa tieto charakteristiky organizujú v akademických a žurnalistických opisoch nižšej triedy: ekonomické, sociálno-psychologické, behaviorálne a ekologické (priestorová koncentrácia).

Sociálno-psychologické charakteristiky

Mnohí autori často zdôrazňujú sociálno-psychologický rozmer nižšej triedy. Podtrieda je často formulovaná ako osoba, ktorá má presvedčenia, postoje, názory a túžby, ktoré sú v rozpore s tými, ktoré má spoločnosť ako celok. Podtrieda sa často opisuje ako „znechutená“ skupina, ktorej členovia sa cítia „odrezaní“ od väčšinovej spoločnosti. V súvislosti s touto diskusiou o tom, že underclass je psychologicky deviantná, sa hovorí aj o nízkej úrovni poznania a gramotnosti. Podtrieda sa teda často považuje za mentálne odlúčenú od zvyšku spoločnosti. Uvažujme o nasledujúcom:

Charakteristiky správania

Ekologické (priestorové) charakteristiky

Podtrieda je teda definovaná a identifikovaná na základe viacerých charakteristík. Jej členovia sú trvalo chudobní a majú vysokú mieru nezamestnanosti. Tieto tendencie sa však vo všeobecnosti nepovažujú za dostatočné identifikačné znaky podtriedy, pretože pre mnohých koncept podtriedy zachytáva aj rozmery psychologickej a behaviorálnej deviácie. Okrem toho sa podtrieda vo všeobecnosti identifikuje ako mestský fenomén, ktorého členovia zvyčajne žijú v oblastiach koncentrovanej chudoby.

Možné príčiny a navrhované riešenia

Podobne ako otázky definovania a identifikácie podtriedy, aj načrtnutie možných príčin a navrhovaných riešení „problému podtriedy“ bolo predmetom sporov. Diskusie týkajúce sa diagnózy a receptov na riešenie problému „underclass“ často odrážajú diskusie týkajúce sa chudoby v prvom svete vo všeobecnosti. V mnohých prácach o špecifickom pojme podtriedy sa však uvádzajú niektoré konkrétne príčiny a riešenia.

Wilsonova diagnóza a predpis

Podľa Wilsona je príčina nízkej triedy štrukturálna. V knihe The Truly Disadvantaged (Skutočne znevýhodnení) Wilson poukazuje na konglomerát faktorov v poslednej polovici dvadsiateho storočia, ktoré viedli k nárastu mestskej podtriedy. Medzi uvedené faktory patria okrem iného tieto: deindustrializácia, outsourcing práce v zahraničí, prechod od ekonomiky vyrábajúcej tovar k ekonomike vyrábajúcej služby [v kombinácii so suburbanizáciou, ktorá vytvára „priestorový nesúlad“ medzi miestom, kde žijú ľudia s nízkymi príjmami (štvrte v centre mesta), a miestom, kde je dostupná nízkokvalifikovaná práca v službách (predmestia)], odchod černošskej strednej triedy z geta a následná izolácia obyvateľov geta z obdobia po získaní občianskych práv od bežných inštitúcií.

Wilson navrhuje komplexný sociálny a ekonomický program, ktorý je v prvom rade univerzálny, ale napriek tomu zahŕňa cielené úsilie o zlepšenie životných šancí spodnej vrstvy v gete a iných znevýhodnených skupín. Wilson uvádza viacero príkladov toho, čo by tento univerzálny program zahŕňal, napríklad verejné financovanie školení, rekvalifikácií a prechodných zamestnaneckých výhod, ktoré by boli dostupné pre všetkých členov spoločnosti. Pokiaľ ide o diagnózu koncentrácie a izolácie, Wilson navrhuje, aby podpora sociálnej mobility prostredníctvom programov, ktoré zvýšia vyhliadky na zamestnanie pre nižšiu triedu, viedla ku geografickej mobilite. Wilson opisuje svoj navrhovaný program ako „skrytú agendu“ pre tvorcov politiky „zlepšiť životné šance skutočne znevýhodnených skupín, ako je podtrieda v gete, zdôraznením programov, ku ktorým sa môžu pozitívne vzťahovať zvýhodnené skupiny všetkých rás a tried.“ Univerzálne programy sú v americkej politickej klíme ľahšie prijateľné ako cielené programy, avšak najnižšia trieda by z univerzálnych programov pravdepodobne pocítila najväčší úžitok. Wilson konštatuje, že niektoré programy zamerané na prostriedky sú stále potrebné, ale odporúča, aby boli formulované ako sekundárne v porovnaní s úsilím o univerzálne programy. Jeho politickú výzvu zhŕňa nasledujúci citát:

Masseyho a Dentonova diagnóza a predpis

Sociológovia Douglas Massey a Nancy Dentonová sa vo svojej knihe Americký apartheid z roku 1993 zhodujú s väčšinou Wilsonových navrhovaných príčin a riešení, ale ako vysvetľujúci faktor uvádzajú rasovú segregáciu (ako výsledok inštitucionalizovanej diskriminácie aj diskriminácie na individuálnej úrovni). Massey a Dentonová tvrdia, že rasová rezidenčná segregácia je predovšetkým výsledkom inštitucionalizovaného rasizmu v reálnom odhade a bankovníctve, ktorý je spojený s predsudkami a diskrimináciou na individuálnej úrovni a je nimi výrazne motivovaný. Uvádzajú nasledujúce zhrnutie,

Meadova diagnóza a recept

Mead tvrdí, že hlavnou príčinou problému nižšej triedy (alebo aspoň udržiavania problému nižšej triedy) je sociálna starostlivosť. Mead tvrdí, že väčšina sociálnych programov podporuje sociálne dysfunkcie vrátane závislosti od sociálnych dávok, nelegálnych pôrodov, nezamestnanosti a kriminality. Podľa Meada je sociálna starostlivosť príliš permisívna a poskytuje dávky nižšej triede bez požiadaviek, aby jej členovia zmenili svoje správanie a životný štýl.

Po Meadovej diagnóze, že permisívne sociálne dávky sú hlavnou príčinou problému nízkej triedy, nasleduje recept na autoritatívnejší sociálny program, ktorý kombinuje dávky s požiadavkami. Tento návrh sa často nazýva „workfare“, ktorý vyžaduje, aby príjemcovia sociálnych dávok pracovali, aby mohli dostávať pomoc. Podľa Meada by takýto návrh programu vyvolal zmenu správania, pretože povoľnosť by sa nahradila autoritou. Mead zhrnul svoju výzvu nahradiť permisívnu sociálnu starostlivosť autoritatívnou sociálnou starostlivosťou:

Aulettove tri typológie riešení

Ken Auletta uzatvára svoju knihu The Underclass (1982) zdôraznením troch typológií riešení: „možnosť veľkoobchodu“, „možnosť laissez-faire“ a „možnosť maloobchodu“.

„Veľká možnosť“ zahŕňa tak konzervatívcov, ako aj liberálov, ktorí sú optimistickí, že vláda môže vyriešiť problém nízkej triedy. Podľa Auletta ľavicoví zástancovia veľkoobchodu vyzývajú na zvýšenie verejnej pomoci, zatiaľ čo pravicoví zástancovia veľkoobchodu vyzývajú vládu, aby znížila dane s cieľom zvýšiť počet pracovných miest (inšpirovaní ekonomickou teóriou „trickle-down“) a obvinili vládu, aby „tvrdo“ bojovala proti kriminalite a závislosti od sociálnych dávok.

„Možnosť laissez-faire“ je pesimistická a jej zástancovia sú veľmi opatrní voči navrhovaným riešeniam problému, ktorý považujú za neriešiteľný. Zástancovia tejto perspektívy vyzývajú na drastické zrušenie verejnej pomoci pre nízku triedu a namiesto hľadania pomyselného lieku sa zaoberajú „umiestnením pacienta do karantény“. Inými slovami, možnosť laissez-faire predpokladá, že spodná trieda je vo všeobecnosti beznádejná, a preto by sa jej malo venovať len minimum verejného úsilia.

„Maloobchodná možnosť“ zahŕňa tých, ktorí sa nachádzajú medzi optimizmom a pesimizmom, čo Auletta nazýva „skeptici“. Retailový variant obhajuje cielené úsilie, pričom si uvedomuje limity vládnych zásahov, ale zároveň si uvedomuje pozitívny vplyv, ktorý môže mať sociálna politika na snahy o odstránenie konkrétnych problémov nižšej triedy. Táto stredná perspektíva požaduje, aby sa pomoc poskytovala členom nižšej triedy, ktorí si ju zaslúžia, ale aby sa neposkytovala členom, ktorí si ju nezaslúžia. Zástancovia maloobchodnej možnosti sa však často nezhodujú v tom, ktorí členovia nižšej triedy sa považujú za zaslúžilých a ktorí nie. Zdá sa, že takýto prístup Auletta zastáva, keďže svoju knihu uzatvára úvahami o niektorých ľuďoch, s ktorými vedie rozhovory na predchádzajúcich stranách. Hovorí: „Nemám problém vzdať sa násilných zločincov, ako sú bratia Boldenovci, alebo pouličných podvodníkov, ako je Henry Rivera. Ale keď viem, ako pomocná ruka vlády umožnila úspech Pearl Dawsonovej a Williama Masona, boli by ste ochotní ich odpísať?“

Obálka časopisu Time z roku 1977 je tiež populárnou novinárskou správou o spodnej triede. Článok s názvom „The American Underclass“ opisuje populáciu Američanov „vzdialených od amerického sna“. Podľa tohto článku sa príslušníci nižšej triedy stretávajú s absenciou dôstojných pracovných miest, závislosťou od sociálnych dávok, rasizmom a inými prekážkami sociálnej mobility. V prvej pasáži článku sa podrobne opisuje pojem underclass ako:

Ďalším významným novinárom je Nicholas Lemann, ktorý koncom 80. a začiatkom 90. rokov 20. storočia uverejnil niekoľko článkov o nižšej triede v časopise Atlantic Monthly. Vo svojich prácach z roku 1986 s názvom „The Origins of the Underclass“ (Pôvod nižšej triedy) tvrdí, že nižšia trieda vznikla v dôsledku dvoch migrácií, a to veľkej migrácie černochov z Juhu na Sever a Západ počas začiatku až polovice dvadsiateho storočia a odchodu černochov zo strednej triedy z geta počas 70. až začiatku 90. rokov. V roku 1991 Lemann uverejnil aj článok s názvom „The Other Underclass“ (Iná podtrieda), v ktorom podrobne opisuje Portoričanov, a najmä Portoričanov žijúcich v južnom Bronxe, ako príslušníkov mestskej podtriedy v Amerike.

Kritika koncepcie podtriedy

Po spopularizovaní konceptu podtriedy v akademických aj novinárskych prácach začali niektorí akademici otvorene kritizovať terminológiu podtriedy. Oponenti konceptu underclass vo všeobecnosti tvrdia, že na jednej strane je „underclass“ homogenizujúci termín, ktorý zjednodušuje heterogénnu skupinu, a na druhej strane je tento termín hanlivý a démonizuje mestskú chudobu.

Jazyk nižšej triedy ako hanlivý a démonizujúci

Herbert Gans je jedným z najhlasnejších kritikov koncepcie podtriedy. Gans naznačuje, že americkí novinári, čiastočne inšpirovaní akademickými prácami o „kultúre chudoby“, zmenili pojem „underclass“ zo štrukturálneho pojmu (t. j. definovali underclass v súvislosti s podmienkami sociálnej/ekonomickej/politickej štruktúry) na behaviorálny pojem (t. j. definovali underclass v súvislosti s racionálnou voľbou a/alebo v súvislosti so subkultúrou chudoby). Gans naznačuje, že slovo „underclass“ sa stalo synonymom pre chudobných černochov, ktorí sa správajú kriminálne, deviantne alebo „jednoducho nie ako príslušníci strednej triedy“.

Loïc Wacquant používa relatívne podobnú kritiku, keď tvrdí, že „underclass“ sa stal všeobecným termínom, ktorý rámcuje mestských černochov ako behaviorálne a kultúrne deviantných. Wacquant konštatuje, že status underclass je mestským černochom vnucovaný zvonku a zvrchu (napr. novinármi, politikmi a akademikmi), pričom uvádza, že „underclass“ je hanlivé a „negatívne označenie, ku ktorému sa nikto nehlási ani sa naň neodvoláva, iba aby ho pripísal iným“. A hoci koncepty underclass sú homogenizujúce, Wacquant tvrdí, že obrazy underclass sa diferencujú na základe pohlavia, pričom muž z underclass je zobrazovaný ako násilný „gang banger“, fyzická hrozba pre verejnú bezpečnosť, a žena z underclass je generalizovaná ako „matka sociálnych dávok“ (pozri aj welfare queen), „morálny útok na americké hodnoty“.

Navrhované náhradné podmienky

Obvinenia proti terminológii underclass motivovali náhradné termíny. Napríklad William Julius Wilson, ktorý sympatizuje s kritikou vznesenou proti terminológii underclass (najmä s kritikou, ktorú vzniesol Gans), začína začiatkom 90. rokov 20. storočia nahrádzať svoj termín underclass termínom „chudobné geto“. Pre Wilsona je toto nahradenie terminológie len pokusom o revíziu rámcovania chudoby v centre mesta ako štrukturálne zakorenenej. Uvádza: „Nahradím termín ‚chudobné ghetto‘ termínom ‚underclass‘ a dúfam, že nestratím nič z jemného teoretického významu, ktorý mal tento druhý termín v mojich prácach.“