Substantia nigra. De asemenea, o substanță neagră (latină substantia nigra.) - o componentă a sistemului extrapiramidal. situat în quadrigemina mezencefal. Acesta joacă un rol important în reglarea funcției motorii, tonusul muscular, funcția statokinetic de implementare care implică mai multe funcții autonome: respirație. activității cardiace. Tonusul vaselor sanguine [1].
În ciuda faptului că substantia nigra este banda continuă în secțiuni ale mezencefal. Studiile anatomice au arătat că, de fapt, este alcătuită din două părți, cu conexiuni foarte diferite și funcții: pars Compacta si pars reticulata. Pars Compacta servește în principal ca receptor de semnal - în lanțul bazal ganglionul dopaminei striat furnizarea. Pars reticulata servește în principal ca un emițător (emițător), transmiterea semnalelor de la ganglionii bazali la numeroase alte structuri ale creierului.
Acesta este un grup de celule nervoase. Situat în partea dorsală a piciorului la granița cu partea bazală a mezencefal. Substantia nigra se extinde pe tot trunchiul cerebral de la podul de la diencefalului. Oamenii au două substantiae Nigrae. unul pe fiecare parte (stânga și dreapta) a liniei mediane a creierului.
Celulele acestei substanțe bogate în una din formele naturale de pigment melanină -neyromelaninom. care, de asemenea, îi conferă o culoare închisă caracteristică. Substantia nigra distinge stratul situat dorsally compact (pars compacta) si ventral (pars reticulata) - strat de plasă [2]. Pars Compacta se află mediala la reticulata pars. Uneori se face referire la și al treilea strat lateral - pars lateralis. deși este clasificată de obicei ca parte a reticulata pars. reticulata Pars și partea interioară sunt separate prin capsula internă globus pallidus.
neuronii locus niger primesc numeroase proiecții de la celulele nervoase ale ganglionilor bazali. La rândul lor, ele formeaza conexiuni sinaptice cu neuronii nucleului reticular al trunchiului cerebral și ganglionii bazali [3]. Neuronii care alcatuiesc departamentul sunt compacte natura polihimicheskuyu. Substantia nigra porțiune reticular a relevat un număr mare de neuroni care contin GABA. în partea compactă - dopamina. În plus, substanța neagră există diferite neuropeptide. Această structură este frecvent asociată cu diferite părți ale sistemului nervos central. Dar cel mai bine substantia nigra este legat operabil la ganglionii bazali (striat și globus pallidus), precum si anatomic - cu talamusul optic.
Substantia nigra, fiind formarea filogenetic destul de vechi, are o structură complexă și de alimentare cu sânge bogat. indicând un rol mare în viața sistemului său de componente de coordonare [4].
reticulata Pars
Pars reticulata are similitudini puternice, atât structurale și funcționale, cu partea interioară a globus pallidus. Neuronii pallidus, la fel ca în pars reticulata în principal GABAergic.
cai aferente
Pars reticulata conectat cu striatum. Comunicarea este prezentată în două moduri cunoscute sub numele de calea directă și indirectă (indirect). cale directă pornește de la striatum, și se duce la partea ochiului de plasă a unei substanțe negru și o sferă palid medial. Este format din fibre inhibitoare GABAergic. calea indirectă este dificil de organizat. Funcția sa este de a suprima interesant influența talamusului în alte părți ale cortexului motor. Prima legătură a modului - proiecții inhibitorii GABAergic către striatum laterală globus pallidus. pallidus laterală trimite fibre GABAergic inhibitoare la nucleul subtalamic. Ieșiri nucleu subtalamic reprezentate fibre glutamatergice excitanți - o parte din ele revenind la castron palid lateral, sunt direcționate spre alte părți ale rețelei și mingea palid medial substantia nigra. căi directe și indirecte, derivate din diferite subseturi de celule striatali: ele sunt amestecate intim, în care există diferite tipuri de receptori ai dopaminei, care diferă de la un nivel neurochimice.
cai eferente
Există proiecție semnificative în talamus (ventral-lateral și antero nuclee ventrale) quadrigemina, nucleii caudat derivați din Pars reticulata (calea nigrotalamicheskie) care utilizează GABA ca neurotransmițător.
pars Compacta
Pars Compacta substantia nigra este format din neuroni dopaminergici. Acești neuroni sunt aferente si se leaga de alte structuri ale creierului: nucleul caudat și putamen, care fac parte dintr-un grup numit striatum. Acest lucru permite eliberarea dopaminei în aceste structuri.
Substantia nigra joacă un rol important, datorită ei îndeplinesc funcțiile de: mișcări ale ochilor, se reglementează și coordonează mișcările mici și precise, în special degetele; coordonează procesul de mestecat si inghitire. Există dovezi privind rolul substantia nigra în reglarea multor funcții vegetative: respirație. activității cardiace. tonul vaselor de sânge. Electrostimularea substantia nigra determină o creștere a tensiunii arteriale. ritmului cardiac, rata respiratorie.
reticulata Pars
Pars reticulata substantia nigra este un centru de protsessovym important în ganglionii bazali. neuroni GABAergic in Pars reticulata transmite semnalele finale prelucrate în ganglionii bazali și corpurile talamusului quadrigeminal. Mai mult, Pars reticulata inhibă activitatea dopaminergice Pars via Compacta garanŃiilor axonilor. deși organizarea funcțională a acestor relații rămâne neclară.
pars Compacta
Caracteristica cea mai cunoscuta este pars - controlul mișcării compacta, dar rolul unei substanțe negre în gestionarea mișcărilor corpului este indirectă; Stimularea electrică a regiunii substantia nigra nu duce la mișcări ale corpului. De asemenea, acest nucleu este responsabil pentru asigurarea sinteza dopaminei. care este furnizat la alte structuri ale creierului. de neuroni dopaminergici. Functia neuronilor dopaminergici din substantia nigra Pars este dificil compacta.
boala lui Parkinson
Imaginea prezinta patologia substantia nigra, care este pierderea manifestata (moartea) a neuronilor dopaminergici în pars compacta. de asemenea, corpi Lewy vizibile.
Boala Parkinson este o boala neurodegenerativa caracterizata prin pierderea neuronilor dopaminergici din locus niger pars compacta, cauzele care sunt încă necunoscute. Pentru boala Parkinson este caracterizata prin simptome motorii: tremor. hipokinezie. rigiditate musculară. instabilitate posturală. și tulburări vegetative și mentale [6] - rezultatul reducerii efectului inhibitor al globus pallidus (globus pallidus), situate în părțile frontale ale creierului, in striatum (striatum). leziuni neuronale pallidum conduce la „inhibare inhibare“ neuronilor motori periferici [6] (motoneuronilor spinali). În acest moment, boala este incurabilă, dar metodele existente de tratament conservator și chirurgical poate îmbunătăți semnificativ calitatea vieții pacienților [6]. Folosind tomografie cu emisie de pozitroni a demonstrat că rata de degenerare a neuronilor locus niger este mult mai mare decât în boala Parkinson decât în procesul normal de îmbătrânire [7].
schizofrenie
Este cunoscut faptul că creșterea nivelului de dopamină este implicat în dezvoltarea de schizofrenie. Cu toate acestea, o mare dezbatere continuă până astăzi în jurul acestei teorii, care este larg cunoscut sub numele de „teoria dopaminei de schizofrenie.“ In ciuda controversei, antagoniștii dopaminei sunt agenți standard și de succes în tratamentul schizofreniei. Acești antagoniști includ medicamente antipsihotice de primă generație (tipic). cum ar fi derivații butirofenonă. fenotiazine. și tioxantenele. Aceste medicamente au fost în mare parte înlocuite de medicamente antipsihotice de generația a doua (atipice). cum ar fi clozapina și paliperidona. Trebuie remarcat faptul că aceste medicamente nu acționează asupra dopaminei producatoare de neuroni, si, de asemenea, asupra neuronilor receptorilor postsinaptici.
Altele, dovezi nemedicamentoasă în sprijinul ipotezei dopaminei. asociată cu substanța neagră includ modificări structurale în pars compacta cum ar fi reducerea dimensiunii terminațiile sinaptice. Alte modificări ale substantia nigra includ expresia receptorilor NMDA consolidată în structura și a redus expresia dysbindin. Dysbindin care a fost (discutabil), asociate cu schizofrenie, poate reglementa eliberarea dopaminei și indicator dysbindin expresie scăzută în substantia nigra poate fi important în etiologia schizofreniei.
Elemente de bază sinapsă
Diferite studii independente au aratat ca multe persoane cu schizofrenie au un flux crescut de dopamina si serotonina. intra neuronii post-sinaptice ale creierului. [10] [11] [12] [13] Acești neurotransmițători fac parte din așa-numitul „sistem de recompensare“ și sunt produse în cantități mari în timpul pozitive pentru a raporta experiente pacient, cum ar fi sex, droguri, alcool, produse alimentare delicioase, precum și stimulente assotsirovannyh acestora . [14] Experimentele Neurobiologice au arătat că, chiar și amintirile experiențelor pozitive pot crește nivelul de dopamină [15] [16] [17]. astfel încât acest neurotransmitator din creier este utilizat pentru evaluarea și motivarea, asigurarea importantă pentru supraviețuirea și reproducerea acțiunii. [18] De exemplu, dopamina soareci de laborator a creierului a elaborat chiar si in anticiparea plăcerii așteptat. [19] Cu toate acestea, unii pacienți suprasolicitat în mod deliberat sistemul de remunerare, inducând în mod artificial amintiri plăcute pentru ei și sa gândit din nou și din nou, pentru că în acest fel un bun neurotransmitatori starea de spirit a făcut în mod natural, pierderea de auto-control. [13] Acest lucru este similar cu dependenta de droguri, [20], deoarece aproape toate medicamentele, tinta direct sau indirect, creierul sistem de recompense și este saturat cu structura sa de dopamină [21] [22]. Dacă pacientul continuă perestimulirovat sistemul său de remunerare, creierul se adaptează încet la fluxul excesiv de dopamină. producând mai puține și scăderea cantității de receptori hormonali în sistemul de recompense [23]. Ca urmare a unui efect chimic asupra creierului scade, reducând capacitatea pacientului de a se bucura de lucrurile pe care el le deținuse înainte. [22] Această reducere face ca pacienții dependente de dopamină. consolidarea ei „activitate mentală“, încercarea de a aduce nivelul de neurotransmitatori în starea normală pentru ea [13] - un efect cunoscut sub numele de toleranță în farmacologie. dependenta in continuare poate duce treptat la schimbari foarte grave in neuroni si alte structuri ale creierului, si potential pe termen lung, provoca daune serioase sanatatii creierului. [24] medicamente antipsihotice moderne destinate blocarea funcției dopaminei. Din păcate, această blocare este, uneori, de asemenea, provoacă crize de depresie, care pot crește comportamentul dependent al pacientului [25]. Terapia cognitiv-comportamentala (CBT), realizat de un psiholog profesionist poate ajuta, de asemenea, pacienții controlează în mod eficient gândurile lor persistente, pentru a ridica stima de sine, să înțeleagă cauzele de depresie și de a le explica efectele negative pe termen lung ale dependenței de dopamină [26] [27]. „Teoria dopaminei“ de schizofrenie a devenit foarte popular în psihiatrie, în legătură cu eficacitatea antipsihotice atipice care blochează neurotransmitatori. Cu toate acestea, mulți psihologi nu susțin această teorie, considerând-o „simplificată“, deoarece există mai multe tendințe diferite în cadrul susținătorii teoriei [10].
Deteriorarea substantia nigra
Astfel, prin tăierea căilor bilaterale care merg de la substantia nigra la striatum. provoca imobilitate la animale, nu manca si a bea, lipsa de răspuns la stimularea din lumea exterioară. Deteriorarea omul negru de substanță, ceea ce duce la mișcări arbitrare ale capului și a mâinilor, atunci când pacientul este așezat liniștit (boala Parkinson). [28] De multe ori, există o m. N. Sindromul extrapiramidal - o manifestare a disfuncției extrapiramidal (striopallidarnoy) ca sistem:
- hipertonie musculară,
- hipokinezie (oligokinezii), adică o scădere inițiativă motorie și dificultăți în tranziția de la repaus la starea de mișcare și vice-versa,
- bradikinezie. mișcări de decelerare și scad amplitudinea acestora,
- predominanța posturilor de flexie (îndoit, înclinat capul la piept, încheietura mâinii logti îndoit și mâini și genunchi - picioare)
- gipomimiya,
- discurs monoton, liniștit și înăbușit,
- lipsa de mișcări prietenoase,
- hiperkinezie (tremor, spasm torsiune, atetoză, coree, mioclonus, spasm localizat).
Astfel, unele hiperkinezie (Chorea) asociate cu hipotonia musculară [29].
Efecte chimice asupra substanței negru
Expunerea la substanțe chimice și modificări ale substantia nigra, care au loc la nivel molecular joacă un rol important în domeniul medicinei. ca Neuropharmacology și toxicologie. Diverși compuși, cum ar fi levodopa și MPTP (metilfeniltetragidropiridin) sunt utilizate pentru tratamentul și studiul bolii Parkinson. precum și multe alte medicamente afectează substantia nigra.
Substantia nigra este scopul principal al terapiei chimice în tratamentul bolii Parkinson. Levodopa (L-DOPA), un precursor al dopaminei, este protivoparkinsonichesim medicament cel mai frecvent prescris. Levodopa este deosebit de eficient în tratamentul pacienților în stadiile incipiente ale bolii Parkinson, cu toate că medicamentul nu-și pierde eficacitatea sa în timp. Datorită trecerii prin BBB. Levodopa crește nivelul de dopamină din substantia nigra necesar, prin urmare, ameliorarea simptomelor bolii Parkinson. Dezavantajul tratamentului cu levodopa este ca elimina simptomele bolii Parkinson, în care nivelurile înregistrate scăzute de dopamină, dar nu cauza - moartea neuronilor dopaminergici din substantia nigra.
MPTP (metilfeniltetragidropiridin) - este o neurotoxină. care acționează asupra celulelor dopaminergice din creier (are o afinitate mare pentru transportorul de dopamină (DAT) [30]), în special în substantia nigra. MPTP a devenit cunoscut în 1982, când un mic grup de oameni din Santa Clara (California, SUA) au fost diagnosticate cu parkinsonian după utilizarea metilfenilpropinoksipiridina (OPF) contaminat cu MPTP. MPTP neurotoxicitate a explicat tulburările metabolice in mitocondriile neuronilor dopaminergici care rezulta in formarea radicalilor liberi [31].
In 1984, Langston (Langston) și angajații experimente au fost efectuate pentru a demonstra influența directă a MPTP la blocarea dopaminei. ceea ce duce la boala Parkinson. În prezent, această substanță este utilizată pentru a simula boala Parkinson, în scopul examinării sale și este posibil tratamentul în laborator. Experimentele pe șoareci au arătat că susceptibilitatea la creșteri MPTP cu vârstă [32].
Mecanismul de acțiune al cocainei în creier implică inhibarea recaptarea dopaminei și blocarea transportatorul de dopamina, ceea ce duce la o stare de euforie și dependență psihică. La animalele de laborator, după o singură administrare a densității cocainei receptorilor dopaminergici din membrana postsinaptică a crescut cu o medie de 37%, cu administrarea repetată a densității receptorilor a continuat să crească. În legătură cu creșterea treptată a severității tulburărilor metabolice ale dopaminei la consumul de cocaină poate dezvolta psihoze specifice, cursul clinic asemănător schizofreniei. Cu toate acestea, cocaina este mai activ in neuronilor dopaminergici din partea ventrală a anvelopei, mai degrabă decât în substantia nigra.
Inactivarea substantia nigra poate fi posibil pentru a trata dependența de cocaină. In studiile de dependenta de cocaina la sobolani inactivarea unei substanțe negre a fost realizată folosind canule implantate va reduce semnificativ recidivele.
amfetamine
Ca și cocaina. amfetaminele spori concentrația de dopamină în fanta sinaptică, crescând astfel de reactie neuronilor postsinaptici. În plus, cum ar fi cocaina, cauza disfunctii de dopamina, ceea ce contribuie la dependenta.
Mecanismul prin care amfetaminele spori dopamina la nivelul sinaptice, este eliberarea sa din vezicule presinaptice și creșterea concentrației de dopamină în citosol de neuroni presinaptici. Concentrațiile mari de dopamină din terminalele presinaptice conduce la faptul că transportul de retur este efectuată de către transportorul de dopamină dopamină (DAT) și din fanta sinaptică.