Review
Modulation by the hypocretinergic/orexinergic neurotransmission system in sleep-wakefulness cycle states
El sistema de neurotransmisión hipocretinérgico/orexinérgico en la regulación de los estados de vigilia y sueño
Rev Neurol 2007
, 45(8),
482–490;
https://doi.org/10.33588/rn.4508.2006014
Abstract
INTRODUCTION The hypocretins/orexins are neuropeptides synthesized by a small neuronal cell group located in the posterior and lateral hypothalamus. These peptides have been considered modulators of the sleep-wakefulness cycle since their discovery in 1998; the hypocretinergic/orexinergic system is very active during wakefulness. In addition, the absence of either these peptides or their receptors is associated to narcolepsy-cataplexy, a disease in which the sleep-wakefulness cycle is completely disorganized. DEVELOPMENT. Hypocretinergic/orexinergic neurons directly activate the cerebral cortex and neuronal cell groups of the reticular activating system containing noradrenaline, serotonin, dopamine, acetylcholine and histamine, through which they may also indirectly activate the cerebral cortex and enhance wakefulness; as well, these neurons inhibit REM sleep generation in the ventral pontine tegmentum. The decrease in the activity of hypocretinergic/orexinergic neurons during sleep inhibits the aminergic and cholinergic neurons of the reticular activating core, decreasing cortical activation and renewing REM sleep generation in the ventral pontine tegmentum.
CONCLUSIONS Hypocretins/orexins modulate wakefulness and EEG activation in part through their actions on reticular core neurons projecting to the cortex and suppress REM sleep generation through inhibition of ventral pontine tegmentum neurons within the ventral oral pontine tegmentum. The hypoactivity of this system supports the sleep cycle fragmentation and general disorganization appearing in narcolepsy, as well as momentary interruption of wakefulness by REM sleep episodes.
CONCLUSIONS Hypocretins/orexins modulate wakefulness and EEG activation in part through their actions on reticular core neurons projecting to the cortex and suppress REM sleep generation through inhibition of ventral pontine tegmentum neurons within the ventral oral pontine tegmentum. The hypoactivity of this system supports the sleep cycle fragmentation and general disorganization appearing in narcolepsy, as well as momentary interruption of wakefulness by REM sleep episodes.
Resumen
Introducción Las hipocretinas/orexinas son neuropéptidos sintetizados por un pequeño grupo neuronal localizado en el hipotálamo posterolateral. Desde el momento de su descubrimiento se relacionaron, entre otras funciones, con el ciclo vigilia-sueño. Concretamente, el sistema hipocretinérgico/orexinérgico muestra una gran actividad durante la vigilia; además, la deficiencia total o parcial de estos péptidos o de sus receptores se asocia al síndrome de narcolepsia-cataplejía, que cursa con un trastorno generalizado del ciclo vigilia-sueño.
Desarrollo Las neuronas hipocretinérgicas/orexinérgicas: a) activan directamente la corteza cerebral; b) activan grupos neuronales noradrenérgicos, serotoninérgicos, dopaminérgicos, colinérgicos e histaminérgicos que constituyen parte del sistema reticular ascendente de activación, y a través de este sistema, también pueden indirectamente producir activación cortical y aumento del estado de vigilia; y c) inhiben la generación de sueño REM en el tegmento pontino ventral. Durante el sueño, las neuronas hipocretinérgicas/orexinérgicas disminuyen su actividad y, en consecuencia, la de estos núcleos aminérgicos y colinérgicos del sistema reticular activador ascendente, favoreciendo una disminución en la activación cortical y la liberación de la génesis de sueño REM en el tegmento pontino ventral.
Conclusiones Las hipocretinas/orexinas regulan el mantenimiento de la vigilia y la activación del electroencefalograma, en parte a través de la inervación de neuronas reticulares de proyección cortical, y suprimen la aparición de sueño REM mediante la inhibición del tegmento pontino ventral. La hipoactividad de este sistema en la narcolepsia explicaría la desorganización y fragmentación del sueño, así como la intrusión de episodios de sueño REM en la vigilia.
Desarrollo Las neuronas hipocretinérgicas/orexinérgicas: a) activan directamente la corteza cerebral; b) activan grupos neuronales noradrenérgicos, serotoninérgicos, dopaminérgicos, colinérgicos e histaminérgicos que constituyen parte del sistema reticular ascendente de activación, y a través de este sistema, también pueden indirectamente producir activación cortical y aumento del estado de vigilia; y c) inhiben la generación de sueño REM en el tegmento pontino ventral. Durante el sueño, las neuronas hipocretinérgicas/orexinérgicas disminuyen su actividad y, en consecuencia, la de estos núcleos aminérgicos y colinérgicos del sistema reticular activador ascendente, favoreciendo una disminución en la activación cortical y la liberación de la génesis de sueño REM en el tegmento pontino ventral.
Conclusiones Las hipocretinas/orexinas regulan el mantenimiento de la vigilia y la activación del electroencefalograma, en parte a través de la inervación de neuronas reticulares de proyección cortical, y suprimen la aparición de sueño REM mediante la inhibición del tegmento pontino ventral. La hipoactividad de este sistema en la narcolepsia explicaría la desorganización y fragmentación del sueño, así como la intrusión de episodios de sueño REM en la vigilia.
Keywords
Hypocretin
Hypothalamus
Narcolepsy
Orexin
REM
Sleep
Wakefulness
Palabras Claves
Hipocretina
Hipotálamo
Narcolepsia
Orexina
REM
Sueño
Vigilia