Значение черной субстанции. Функции среднего мозга. Роль красного ядра и черной субстанции в регуляции движений. Роль бугров четверохолмия в формировании ориентировочных рефлексов. Роль субстанции в развитии патологий

Анатомические исследования показали, что на самом деле она состоит из двух частей с очень различными связями и функциями: pars compacta и pars reticulata . Данная классификация была впервые предложена Сано в 1910 году . Pars compacta служит в основном в качестве приёмника сигналов - в цепи базальных ганглиев, поставляя дофамин полосатому телу . Pars reticulata служит в основном в качестве трансмиттера (передатчика), передавая сигналы от базальных ганглиев к другим многочисленным структурам головного мозга.

Анатомия

Представляет собой скопление нервных клеток. Расположена в дорсальной части ножки на границе с базальной частью среднего мозга. Substantia nigra простирается на всём протяжении ножки мозга от моста до промежуточного мозга . Люди имеют две Substantiae nigrae , по одной, на каждую сторону (левую и правую) от средней линии мозга.

Клетки этой субстанции богаты одной из форм природного пигмента меланина - нейромеланином , который и придаёт ей характерный тёмный цвет. В чёрной субстанции различают дорсально расположенный компактный слой (pars compacta ) и вентральный (pars reticulata ) - сетчатый слой . Pars compacta лежит медиальнее pars reticulata . Иногда упоминается и третий латеральный слой - pars lateralis , хотя его обычно классифицируют как часть pars reticulata . Pars reticulata и внутренняя часть бледного шара разделяются внутренней капсулой .

Pars reticulata

Pars reticulata имеет сильное сходство, как структурное, так и функциональное, с внутренней частью бледного шара. Нейроны бледного шара, как и в pars reticulata в основном ГАМКергические.

Афферентные пути

Pars compacta

Pars compacta чёрной субстанции состоит из дофаминергических нейронов. Эти нейроны афферентные и связываются с другими структурами мозга: хвостатым ядром и скорлупой, которые входят в группу под названием полосатое тело . Это позволяет высвобождать дофамин в этих структурах.

Физиология

Чёрная субстанция играет важную роль, благодаря ей осуществляются функции: движения глаз, она регулирует и координирует мелкие и точные движения, в частности пальцев; координирует процессы жевания и глотания . Имеются данные о роли чёрной субстанции в регуляции многих вегетативных функций: дыхания , сердечной деятельности , тонуса кровеносных сосудов. Электростимуляция чёрной субстанции вызывает увеличение артериального давления , частоты сердечных сокращений, частоты дыхательных движений.

Чёрная субстанция является важнейшей составной частью дофаминергической системы награды. Она также играет очень большую роль в мотивации и эмоциональной регуляции материнского поведения :141 .

Pars reticulata

Pars reticulata чёрной субстанции является важным процессовым центром в базальных ганглиях. ГАМКергические нейроны в Pars reticulata передают окончательные обработанные сигналы базальных ганглиев в таламус и четверохолмие. Кроме того, Pars reticulata ингибирует дофаминергическую активность в Pars compacta через коллатерали аксонов , хотя и функциональная организация этих связей остается неясной.

Pars compacta

Наиболее известная функции Pars compacta является - управление движениями , однако роль чёрной субстанции в управлении движениями тела является косвенной; электрическая стимуляция этой области чёрной субстанции не приводит к возникновению движений тела. Также, это ядро отвечает за обеспечение синтеза дофамина , который поставляется другим структурам головного мозга , посредством дофаминергических нейронов. Функция дофаминовых нейронов в Pars compacta чёрной субстанции является сложной.

Патологическая физиология

Чёрная субстанция играет весьма значимую роль в развитии многих заболеваний, включая болезнь Паркинсона . В чёрной субстанции расположены тела нейронов, аксоны которых, составляющие нигростриарный путь , проходят через ножки мозга , внутреннюю капсулу и оканчиваются в неостриатуме в виде широкого сплетения терминальных микровезикул с высоким содержанием дофамина . Именно этот путь является тем местом в мозге, поражение которого приводит к формированию синдрома паркинсонизма .

Болезнь Паркинсона

Болезнь Паркинсона является нейродегенеративным заболеванием, характеризующееся гибелью дофаминергических нейронов в pars compacta чёрной субстанции, причины, которой до сих пор неизвестны. Для болезни Паркинсона характерны двигательные нарушения: тремор , гипокинезия , мышечная ригидность , постуральная неустойчивость , а также вегетативные и психические расстройства - результат снижения тормозящего влияния бледного шара (globus pallidus ), расположенного в переднем отделе головного мозга, на полосатое тело (striatum ). Повреждение нейронов паллидума приводит к «торможению торможения» периферических двигательных нейронов (мотонейронов спинного мозга). На данный момент болезнь неизлечима, однако существующие методы консервативного и оперативного лечения позволяют значительно улучшить качество жизни больных . С помощью позитронно-эмиссионной томографии доказано, что темпы дегенерации нейронов чёрной субстанции при болезни Паркинсона намного выше, чем при нормальном старении .

Шизофрения

Известно, что повышение уровня дофамина участвует в развитии шизофрении. Однако большая дискуссия продолжается и по сей день вокруг этой теории, которая широко известна как «дофаминовая теория шизофрении». Несмотря на разногласия, антагонисты дофамина остаются стандартными средствами лечения шизофрении. Эти антагонисты включают препараты первого поколения (типичные) антипсихотики , такие как производные бутирофенона , фенотиазина и тиоксантена . Эти препараты были в значительной степени заменены препаратами второго поколения (атипичными нейролептиками), такими как клозапин и рисперидон . Следует отметить, что эти препараты вообще не действуют на дофамин-продуцирующие нейроны, также и на рецепторы постсинаптических нейронов.

Другие, немедикаментозные доказательства в поддержку гипотезы дофамина , связанные с чёрной субстанцией, включают структурные изменения в pars compacta, такие как сокращение размеров синаптических окончаний. Другие изменения в чёрной субстанции включают повышенную экспрессию NMDA-рецепторов в структуре и снижение экспрессии дисбиндина . Дисбиндин, который был (спорно) связан с шизофренией, может регулировать высвобождение дофамина, и показатель низкой экспрессией дисбиндина в чёрной субстанции может иметь важное значение в этиологии шизофрении.

С угнетением дофаминергической передачи в нигростриарной системе (блокадой дофаминовых Д2-рецепторов ) при использовании нейролептиков связывают развитие экстрапирамидных побочных эффектов : паркинсонизма , дистонии , акатизии , поздней дискинезии и др.

Различные независимые исследования показали, что многие лица, страдающие шизофренией, имеют повышенный поток дофамина и серотонина , поступающего в постсинаптические нейроны мозга. Эти нейромедиаторы являются частью так называемой «системы вознаграждения » и вырабатываются в больших количествах во время позитивного по представлению пациента опыта типа секса, наркотиков, алкоголя, вкусной еды, а также стимуляторов ассоцированных с ними. Нейробиологические эксперименты показали, что даже воспоминания о позитивном опыте могут увеличить уровень дофамина , поэтому данный нейромедиатор используется мозгом для оценки и мотивации, закрепляя важные для выживания и продолжения рода действия. Например, мозг лабораторных мышей вырабатывал дофамин уже даже во время предвкушения ожидаемого удовольствия. Однако некоторые пациенты умышленно перенапрягают эту систему вознаграждения, искусственно вызывая приятные для них воспоминания и мысли снова и снова, поскольку таким образом натурально производятся нейромедиаторы хорошего настроения, теряя при этом самоконтроль. Это похоже на наркотическую зависимость, ведь практически все наркотики прямо или косвенно нацелены на систему вознаграждения мозга и насыщают его структуры дофамином . Если пациент продолжает перестимулировать свою систему вознаграждения, то постепенно мозг адаптируется к чрезмерному потоку дофамина , производя меньше гормона и уменьшая количество рецепторов в системе вознаграждения . В результате химическое воздействие на мозг уменьшается, понижая способность пациента наслаждаться вещами, от которых он раньше получал удовольствие . Это понижение заставляет пациента, зависимого от дофамина , усиливать свою «мыслительную деятельность» пытаясь привести уровень нейромедиаторов в нормальное для него состояние - этот эффект известен в фармакологии как толерантность . Дальнейшее привыкание может постепенно привести к очень тяжелым изменениям в нейронах и других структурах мозга, и потенциально может в долговременной перспективе нанести серьёзный ущерб здоровью мозга . Современные антипсихотические препараты нацелены на блокировку функций дофамина . Но, к сожалению, эта блокировка иногда также вызывает и приступы депрессии, что может усилить зависимое поведение пациента . Когнитивно-поведенческая психотерапия (КПТ), проводимая профессиональным психологом, также может помочь пациентам эффективно контролировать свои настойчивые мысли, поднять самооценку, понять причины депрессии и объяснить им долговременные негативные последствия дофаминовой зависимости . «Дофаминовая теория» шизофрении стала очень популярной в психиатрии в связи с эффективностью атипичных антипсихотиков, блокирующих нейромедиаторы , однако многие психологи не поддерживают эту теорию, считая её «упрощенной», также существует несколько различных течений внутри сторонников теории .

Повреждения чёрной субстанции

Так при перерезке билатеральных путей, идущих из чёрной субстанции в стриатум , вызывают у животных неподвижность, отказ от еды и питья, отсутствие ответов на раздражение из внешнего мира. Повреждение чёрной субстанции человека, приводит к произвольным движениям головы и рук, когда больной сидит спокойно (болезнь Паркинсона) . Нередко, возникает т. н. экстрапирамидный синдром - проявление дисфункции экстрапирамидной (стриопаллидарной) системы в виде:

гипокинезии (олигокинезии), то есть уменьшением двигательной инициативы и затруднениями при переходе из состояния покоя в состояние движения и наоборот,
брадикинезии , замедлением движений и уменьшением их амплитуды,
преобладанием сгибательной позы (согнутая спина, наклонённая к груди голова, согнутые в логтях и лучезапястных руки и в коленях - ноги),
монотонной, тихой и глухой речью,
отсутствием содружественных движений,
гиперкинезами (тремор, торсионный спазм, атетоз, хорея, миоклонии, локализованный спазм).

При этом некоторые гиперкинезы (хореические) связаны с мышечной гипотонией .

Химические воздействия на чёрную субстанцию

Химические воздействия и изменения чёрной субстанции, происходящие на молекулярном уровне играют важную роль, в таких областях медицины , как нейрофармакология и токсикология. Различные соединения, такие как леводопа и МФТП (метилфенилтетрагидропиридин) используются для лечения и изучения болезни Паркинсона , а также многие другие препараты оказывают влияние на substantia nigra .

Леводопа

Чёрная субстанция является главной целью химической терапии, при лечении болезни Паркинсона . Леводопа (L-ДОФА), предшественник дофамина, является наиболее часто назначаемым противопаркинсоничесим препаратом. Особенно эффективна леводопа в лечении пациентов на ранних стадиях болезни Паркинсона, хотя препарат не теряет своей эффективности с течением времени . Благодаря прохождению через ГЭБ , леводопа повышает уровень необходимого дофамина в чёрной субстанции, таким образом, облегчая симптомы болезни Паркинсона. Недостатком лечения леводопы является то, что она устраняет симптомы болезни Паркинсона, при котором регистрируется низкий уровень дофамина, а не причину - смерть дофаминергических нейронов чёрной субстанции.

МФТП

В 1984 году Лэнгстоном (Langston) и сотрудниками были проведены опыты, доказывающие прямое влияние МФТП на блокаду образования дофамина , приводящее к болезни Паркинсона . В настоящее время это вещество используется для моделирования болезни Паркинсона, с целью её изучения и возможного лечения в лаборатории. Опыты на мышах показали, что восприимчивость к МФТП увеличивается с возрастом .

Кокаин

Амфетамины

Примечания

Foundational Model of Anatomy
Худайбердиев, Х. Х. Нейрохирургическая анатомия чёрного вещества головного мозга: автореф. дисс. … канд. мед наук / Х. Х. Худайбердиев. - Ленинград, 1970. - 15 стр
Tubbs R. S., Loukas M., Shoja M. M., Mortazavi M. M., Cohen-Gadol A. A. Félix Vicq d"Azyr (1746-1794): early founder of neuroanatomy and royal French physician (англ.) // Childs Nerv Syst: journal. - 2011. - July (vol. 27 , no. 7 ). - P. 1031-1034 . - DOI :10.1007/s00381-011-1424-y . - PMID 21445631 .
Sano, T. Beitrag zur vergleichenden Anatomie der Substantia nigra, des Corpus Luysii und der Zona incerta (нем.) // Mschr Psychiat Neurol: magazin. - 1910. - Bd. 28 , Nr. 1 . - S. 26-34 . - DOI :10.1159/000209678 .
АНАТОМИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА ЛЕКЦИЯ 4. СРЕДНИЙ МОЗГ (mesencephalon) (неопр.) . Дата обращения 15 августа 2013. Архивировано 22 октября 2013 года.
Globus pallidus – an overview | ScienceDirect Topics (англ.) . www.sciencedirect.com . Дата обращения 12 июня 2018.
(неопр.) . Дата обращения 17 марта 2013. Архивировано 4 марта 2016 года.
ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ ЧЕРНОЙ СУБСТАНЦИИ СРЕДНЕГО МОЗГА КРЫС (неопр.) . Дата обращения 19 марта 2013.
Nauta, Haring J. W.; Cole, Monroe. Efferent projections of the subthalamic nucleus: An autoradiographic study in monkey and cat (англ.) // The Journal of Comparative Neurology (англ.) русск. : journal. - 1978. - Vol. 180 , no. 1 . - P. 1-16 . - DOI :10.1002/cne.901800102 . - PMID 418083 . Шаблон:Better source
Carpenter, Malcolm B.; Nakano, Katsuma; Kim, Ronald. Nigrothalamic projections in the monkey demonstrated by autoradiographic technics (англ.) // The Journal of Comparative Neurology (англ.) русск. : journal. - 1976. - Vol. 165 , no. 4 . - P. 401-415 . - DOI :10.1002/cne.901650402 . - PMID 57125 .
Deniau, J.M.; Kitai, S.T.; Donoghue, J.P.; Grofova, I. Neuronal interactions in the substantia nigra pars reticulata through axon collaterals of the projection neurons (англ.) // Experimental Brain Research (англ.) русск. : journal. - 1982. - Vol. 47 . - DOI :10.1007/BF00235891 .
Марков А. Эволюция человека. Книга 2. Обезьяны, нейроны и душа. - Corpus , 2011. - Т. 2. - 512 с. - (Династия). - 5000 экз. - ISBN 978-5-271-36294-1 , 978-5-17-078089-1, 978-5-17-078089-1.
Hodge, Gordon K.; Butcher, Larry L. Pars compacta of the substantia nigra modulates motor activity but is not involved importantly in regulating food and water intake (англ.) // Naunyn-Schmiedeberg"s Archives of Pharmacology (англ.) русск. : journal. - 1980. - Vol. 313 , no. 1 . - P. 51-67 . - DOI :10.1007/BF00505805 . - PMID 7207636 .
Биохимия нигро-стриарной системы. Черная субстанция при паркинсонизме (неопр.) (недоступная ссылка) . Дата обращения 19 марта 2013. Архивировано 17 января 2013 года.
Яхно Н. Н., Штульман Д. Р. Болезни нервной системы. - М.: Медицина, 2001. - Т. 2. - С. 76-95. - 744 с. - ISBN 5-225-04540-5
Яхно Н. Н., Штульман Д. Р. Болезни нервной системы. - М.: Медицина, 2001. - Т. 2. - С. 76-95. - 744 с.
Малин Д. И., Козырев В. В., Равилов Р. С. Экстрапирамидные побочные эффекты нейролептиков: классификация и современные способы коррекции // Психиатрия и психофармакотерапия. - 2001. - Вып. 3 (6) . Архивировано 8 декабря 2012 года.
Справочное руководство по психофармакологическим и противоэпилептическим препаратам, разрешенным к применению в России / Под ред. С. Н. Мосолова. - 2-е, перераб. - М. : «Издательство БИНОМ», 2004. - С. 17. - 304 с. - 7000 экз. - ISBN 5-9518-0093-5 .
The Dopamine Hypothesis of Schizophrenia: Version III-The Final Common Pathway (неопр.) (недоступная ссылка) Архивировано 7 апреля 2010 года.
Increased Striatal Dopamine Transmission in Schizophrenia: Confirmation in a Second Cohort (неопр.) . Архивировано 23 августа 2011 года.
Presynaptic Regulation of Dopamine Transmission in Schizophrenia (неопр.) . Архивировано 23 августа 2011 года.
Dysconnection in Schizophrenia: From Abnormal Synaptic Plasticity to Failures of Self-monitoring (неопр.) (недоступная ссылка) . Дата обращения 18 марта 2013. Архивировано 13 августа 2010 года.
Ваш мозг во время секса (неопр.) (недоступная ссылка) . Дата обращения 18 марта 2013. Архивировано 29 марта 2013 года.
Удовольствие: дофамин (неопр.) (недоступная ссылка) . Дата обращения 18 марта 2013. Архивировано 8 мая 2013 года.
(неопр.) (недоступная ссылка) . Дата обращения 18 марта 2013. 9 марта 2013 года.
Placebo and Nocebo Effects Are Defined by Opposite Opioid and Dopaminergic Responses (неопр.) (недоступная ссылка) . Дата обращения 18 марта 2013. Архивировано 4 апреля 2012 года.

ЧЁРНАЯ СУБСТАНЦИЯ - составная часть паллидарной системы, входящей в составе стриопаллидума в экстрапирамиую систему. Ч. с. рас положена в ножках мозга, имеет тесные связи с различными отделами коры больших полушарий, с полосатым телом, бледным шаром и ретикулярной формацией; вместе с красными ядрами и ретикулярной формацией участвует в регуляции тонуса мышц, в т.ч. голосового и артикуляционного аппаратов, в выполнении точных и тонких движений пальцев рук; имеет отношение к координации актов глотания и жевания. Поражение Ч. с. вызывает повышение пластического мышечного тонуса

Психомоторика: cловарь-справочник.- М.: ВЛАДОС . В.П. Дудьев . 2008 .

Смотреть что такое "ЧЁРНАЯ СУБСТАНЦИЯ" в других словарях:

Линбао - Даосизм История Люди Школы Храмы Терминология Тексты … Википедия

ЧС - Чертаново Северное микрорайон Москва ЧС чёрная субстанция биол. ЧС чехословацкий в маркировке пассажирских электровозов в маркировке, ж. д., Словакия, техн., Чехия … Словарь сокращений и аббревиатур

Средний мозг - отдел стволовой части головного мозга (См. Головной мозг), расположенный между промежуточным мозгом (См. Промежуточный мозг) (кпереди), варолиевым мостом и мозжечком (См. Мозжечок) (кзади). Представлен четверохолмием, состоящим из двух… …

Экстрапирамидная система - (от Экстра... и греч. pyramís пирамида) совокупность структур мозга, расположенных в больших полушариях и стволе головного мозга и участвующих в центр, управлении движениями, минуя кортикоспинальную, или пирамидную систему (См. Пирамидная … Большая советская энциклопедия

СРЕДНИЙ МОЗГ - мезениефалон (mesencephalon), отдел ствола головного мозга, расположенный между промежуточным мозгом (кпереди), варолиевым мостом и мозжечком (кзади). Образуется из ср. мозгового пузыря. Состоит из четверохолмия и ножек мозга. Гл. его образования … Биологический энциклопедический словарь

Атипичные антипсихотики - (атипичные нейролептики) новый класс препаратов, самое общее отличие которого от классических (типичных) антипсихотиков заключается в более низкой степени сродства к дофаминовым D2 рецепторам и наличии мультирецепторного профиля связывания… … Википедия

Экстрапирамидная система - (лат.: extra вне, снаружи, в стороне + pyramis, греч.: πϋραμίς пирамида) совокупность структур (образований) головного мозга, участвующих в управлении движениями, поддержании мышечного тонуса и позы, минуя кортикоспинальную… … Википедия

Поздняя дискинезия - – осложнение в виде гиперкинезии, возникающее в результате длительной терапии (спустя год и более) нейролептиками в ходе лечения последними или после их отмены. Несколько чаще возникает у пациентов пожилого возраста или на фоне резидуальной… … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

. Pars reticulata служит в основном в качестве трансмиттера (передатчика), передавая сигналы от базальных ганглиев к другим многочисленным структурам головного мозга.

Известно, что повышение уровня дофамина участвует в развитии шизофрении. Однако большая дискуссия продолжается и по сей день вокруг этой теории, которая широко известна как «дофаминовая теория шизофрении ». Несмотря на разногласия, антагонисты дофамина остаются стандартными средствами лечения шизофрении. Эти антагонисты включают препараты первого поколения (типичные) антипсихотики , такие как производные бутирофенона , фенотиазина и тиоксантена . Эти препараты были в значительной степени заменены препаратами второго поколения (атипичными нейролептиками), такими как клозапин и рисперидон . Следует отметить, что эти препараты вообще не действуют на дофамин-продуцирующие нейроны, также и на рецепторы постсинаптических нейронов.

Так при перерезке билатеральных путей, идущих из чёрной субстанции в стриатум , вызывают у животных неподвижность, отказ от еды и питья, отсутствие ответов на раздражение из внешнего мира. Повреждение чёрной субстанции человека, приводит к произвольным движениям головы и рук, когда больной сидит спокойно (болезнь Паркинсона) , а также многие другие препараты оказывают влияние на substantia nigra .

Чёрная субстанция является главной целью химической терапии при лечении болезни Паркинсона . Леводопа (L-ДОФА), предшественник дофамина, является наиболее часто назначаемым противопаркинсоничесим препаратом. Особенно эффективна леводопа в лечении пациентов на ранних стадиях болезни Паркинсона, хотя препарат не теряет своей эффективности с течением времени . Благодаря прохождению через ГЭБ , леводопа повышает уровень необходимого дофамина в чёрной субстанции, таким образом, облегчая симптомы болезни Паркинсона. Недостатком лечения леводопы является то, что она устраняет симптомы болезни Паркинсона, при котором регистрируется низкий уровень дофамина, а не причину - смерть дофаминергических нейронов чёрной субстанции.

Чёрная субстанция, также чёрное вещество (лат. Substantia nigra) - составная часть экстрапирамидной системы, находящаяся в области четверохолмия среднего мозга. Играет важную роль в регуляции моторной функции, тонуса мышц, осуществлении статокинетической функции участием во многих вегетативных функциях: дыхании, сердечной деятельности, тонусе кровеносных сосудов. Впервые обнаружена французским анатомом и врачом Феликсом Вик-д"Азиром в 1784 году.
Несмотря на то, что чёрная субстанция представляет собой непрерывную полосу в срезах среднего мозга, анатомические исследования показали, что на самом деле, она состоит из двух частей с очень различными связями и функциями: pars compacta и pars reticulata. Данная классификация была впервые предложена Сано в 1910 году. Pars compacta служит в основном в качестве приёмника сигналов - в цепи базальных ганглиев, поставляя дофамин полосатому телу. Pars reticulata служит в основном в качестве трансмиттера (передатчика), передавая сигналы от базальных ганглиев к другим многочисленным структурам головного мозга.

Связанные понятия

Приём (манёвр) Ендрассика заключается в том, что пациент сцепляет пальцы двух рук «замком» перед грудью, а затем пытается разорвать этот «замок» (иногда, как варианты - сильно сжимает челюсти или сжимает рукой руку другого человека). Затем молоточком ударяют по сухожилию, чтобы выявить коленный рефлекс. Получаемый результат сравнивается с тем, который был без использования приёма. Часто более заметный результат получается, когда пациент сосредотачивается на этом действии, так как оно может предотвратить...

Терморецептор ы - рецепторы, воспринимающие температурные сигналы окружающей среды. Они являются составной частью системы терморегуляции, обеспечивающей поддержание температурного гомеостаза у теплокровных животных.

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС, англ. Transcranial magnetic stimulation, TMS) - метод, позволяющий неинвазивно стимулировать кору головного мозга при помощи коротких магнитных импульсов. Также как и транскраниальная электрическая стимуляция (ТЭС), ТМС иногда сопряжена с болевыми ощущениями и поэтому должна применяться с осторожностью.

Рефле́кс (от лат. reflexus- отражённый) - стереотипная (стандартная, одинаковая в одинаковых условиях) реакция живого организма на какое-либо воздействие (раздражитель), проходящая с участием рецепторов и под управлением нервной системы. Рефлексы существуют у многоклеточных живых организмов, обладающих нервной системой, осуществляются посредством рефлекторной дуги. Рефлекс - основная форма деятельности нервной системы.

Кислото-чувствительные ионные каналы (КЧИК) (англ. Acid-Sensing Ion Channels) - нейронные потенциал-независимые катионные каналы, активируемые внеклеточными протонами. Белки КЧИК являются подсемейством суперсемейства ЭНК ионных каналов. На сегодня распознано пять белков семейства КЧИК, которые кодируются генами ASIC1, ASIC2, ASIC3 и ASIC4. КЧИК1a, 1 и 2a, 2b являются сплайс-вариантами.

Черная субстанция (SN ) представляет собой базальные ганглии структура расположен в мозге , который играет важную роль в награде и движении . Черная субстанция является латынь для «черного вещества», что отражает тот факт, что части черной субстанции появляются темнее, чем в соседних районах, в связи с высоким уровнем нейромеланина в дофаминергических нейронах . Он был обнаружен в 1784 году Вик-д"Азир и Самуэль Томас Зёммеринг ссылались на эту структуру в 1791 Болезнь Паркинсона характеризуется потерей дофаминергических нейронов в черной субстанции Парс компактов .

Хотя черная субстанция появляется в виде непрерывной полосы в срезах мозга, анатомические исследования показали, что это на самом деле состоит из двух частей с очень различными соединениями и функцией: Парс компактами (SNPC) и Парс геисиЫа (SNpr). Эта классификация была впервые предложена в 1910 году Sano Рагз компакты служит в основном в качестве выходного сигнала к базовой цепи ганглиев, подача полосатого тела с дофамин. Рагз геисиЫо, хотя, служит в основном в качестве входных данных, передавая сигналы от базальных ганглиев на множество других структур головного мозга.

Состав

Схема основных компонентов базальных ганглиев и их взаимосвязь

Pars геисиЫа

Рагз геисиЫо имеет сильное структурное и функциональное сходство с внутренней частью бледного шара. Два иногда считаются частью одной и той же структуры, разделенные белого вещества внутренней капсулы. Как и у бледного шара, нейроны в Парс геисиЫа в основном ГАМК .

Афферентные связи

Основной вклад в SNpr происходит от стриатума . Он поставляется по двум маршрутам, известных как прямые и косвенные пути . Прямой путь состоит из аксонов из колючих клеток среднего в стриатуме, которые проецируют непосредственно Парс геисиЫа. Непрямой путь состоит из трех звеньев: проекция из полосатых среды шиповатых клеток к внешней части бледного шара ; ГАМКергическая проекция из бледного шара к гипоталамическому ядру и глутаматергическая проекция из субталамического ядра в геисиЫа Парса. Таким образом, активность в полосатом теле с помощью прямого пути оказывает ингибирующее действие на нейронах в (SNpr) , но возбуждающий эффект с помощью косвенного пути. Прямые и косвенные пути происходят из разных подмножеств стриатальных медиальных шиповатых клеток: они плотно переплетены, но выражают различные типы дофаминовых рецепторов, а также показывает другие нейрохимические различия.

Эфферентные связи

Значительные проекции происходят в таламус (вентральные боковые и передние вентральные ядра), двухолмия и других каудальных ядер от геисиЫа Парс (The nigrothalamic путь), которые используют ГАМК как их нейротрансмиттера. Кроме того, эти нейроны образуют до пяти коллатералей, что филиал в обоих рагз компактов и Парс геисиЫа, вероятно, модулирующих активность дофаминергической в Парс компактов.

функция

Черная субстанция является важным игроком в функции мозга, в частности, в движении глаз , планировании двигателя , награды ищущих , обучение и наркомании . Многие из эффектов черной субстанции в опосредуется через стриатуме . Черная субстанция дофаминергический вводится в стриатум через нигростриарный путь тесно связан с функцией стриатума в. Со-зависимость между стриатумом и черной субстанцией можно увидеть следующим образом: при черной субстанции электрический стимулированное, не происходит никакого движения; однако, симптомы нигральной дегенерации в связи с болезнью Паркинсона является горьким примером влияния черной субстанции на движении. В дополнении к стриатуму-опосредованным функциям, черная субстанция также служит в качестве основного источника ГАМКергического торможения в различные мишени головного мозга.

Pars геисиЫа

Парс компактов

Наиболее видным функция Парс компактов управления двигателем , хотя роль черной субстанции в управлении двигателем является косвенной; электрическая стимуляция черной субстанции не приводит к движению, из - за посредничество стриатума в нигральных влияния движения. Рагз компакты посылает возбуждающий вход к стриатуме через D1 путь, который возбуждает и активизирует стриатума, в результате высвобождения ГАМК на бледного шара, чтобы ингибировать его ингибирующее действие на ядра таламуса. Это приводит к тому, что таламокортикальные путям возбуждаться и передает сигналы двигательных нейронов в коре головного мозга, чтобы позволить инициирование движения, который отсутствует при болезни Паркинсона. Однако отсутствие Парс компактов нейронов имеет большое влияние на движение, о чем свидетельствуют симптомы болезни Паркинсона. Двигатель роль Парс компактов может включать в себя точный контроль двигателя, как это было подтверждено в моделях животных с поражением в этой области.

Рагз компакты активно участвуют в рефлексах на раздражители. У приматов, дофаминергические нейроны повышается активность в нигростриатном пути, когда новый стимул представлен. Дофаминергическая активность снижается при повторной презентации стимула. Тем не менее, поведенчески значимый стимул презентации (то есть награды) продолжает активировать дофаминергических нейронов в черной субстанции Парс компактов. Допаминергические проекции из вентральной области покрышки (нижняя часть «среднего мозга» или средний мозг) к префронтальной коры (мезокортикальных пути) и в прилежащем ядре (мезолимбическом пути - «мезо» со ссылкой на «из мезенцефалона» ... в частности, вентральная область покрышки) вовлекаются в награду, удовольствие и аддиктивного поведения. Парс компакты также имеет важное значение в пространственном обучении, наблюдение о своей окружающей среде и местоположении в пространстве. Поражения в Парс компактов приводят к обучению дефициты в повторении одинаковых движений, а некоторые исследования указывают на его причастность к спинной полосатого-зависимого отклика системы на основе памяти, которая функционирует относительно независимо от гиппокампа , который традиционно считается содействовать пространственной или эпизодическое -как памяти функции.

Рагз компакты также играет определенную роль в временных обработках и активируются во время воспроизведения времени. Поражения в Парс компактах приводят к временному дефициту. В последнее время, Рагз компакты подозревался в регуляции цикла сон-бодрствование, что согласуется с такими симптомами, как бессонница и парадоксального сна нарушений, о которых сообщается у пациентов с болезнью Паркинсона . Тем не менее, частичный дефицит дофамина, которые не влияют на управление двигателем может привести к нарушению цикла сна и бодрствования, особенно REM-подобные паттерны нейронной активности во время бодрствования, особенно в гиппокампе .

Клиническое значение

Черной субстанции имеет решающее значение в развитии многих заболеваний и синдромов, в том числе паркинсонизм и болезнь Паркинсона .

болезнь Паркинсона

Болезнь Паркинсона является нейродегенеративным заболеванием , характеризуется, в частности, в связи со смертью дофаминергических нейронов в SNPC. Основные симптомы болезни Паркинсона включают тремор , акинезию , брадикинезию и жесткость. Другие симптомы включают нарушения в осанку, усталость , нарушения сна , и подавленное настроение .

Причина смерти дофаминергических нейронов в SNPC неизвестно. Тем не менее, некоторые вклады в особую чувствительность дофаминергических нейронов в Парс компактов были идентифицированы. С одной стороны, дофаминергические нейроны показывают отклонения в митохондриальном комплексе 1 , вызывая агрегацию альфа-синуклеин ; это может привести к некорректному обращению белка и смерти нейронов. Во- вторых, дофаминергические нейроны в Рагз компакты содержат меньше кальбиндин , чем другие дофаминергических нейронов. Кальбиндин представляет собой белок участвует в кальция транспорта ионов внутри клеток, а избыток кальция в клетках является токсичным. Кальбиндин теория объясняет высокую цитотоксичность Паркинсона в черной субстанции по сравнению с вентральной области покрышки. Независимо от причины гибели нейронов, пластичность Парс компактов очень надежна; Паркинсонизма симптомы не появляются до тех пор, вплоть до 50-80% Парс компактов дофаминергических нейронов не умер. Большая часть этой пластичности происходит на уровне нейрохимических; допамин транспортных системы замедляются, позволяя допамин задерживаться в течение более длительных периодов времени в химических синапсах в стриатуме.

Menke, Jbabdi, Миллер, Matthews и Заря (2010) использовали тензор диффузии, а также отображение T1 для оценки объемных различий в SNPC и SNpr, у участников с болезнью Паркинсона по сравнению со здоровыми лицами. Эти исследователи обнаружили, что участники с болезнью Паркинсона последовательно имели меньшую черную субстанцию, в частности, в SNpr. Поскольку SNpr подключен к заднему таламуса, вентральной таламуса и, в частности, в моторной коре, а также потому, что участники с докладом болезни Паркинсона, имеющей меньшую SNprs (Menke, Jbabdi, Миллер, Matthews и зари, 2010), небольшой объем этого региона может нести ответственность за двигательные нарушения, обнаруженных у пациентов с болезнью Паркинсона. Этот небольшой объем может нести ответственность за слабые и / или менее контролируемые перемещения двигателя, что может привести к тремору часто испытывали те с болезнью Паркинсона.

Шизофрения

Повышенные уровни допамина уже давно участвуют в развитии шизофрении . Тем не менее, большая дискуссия продолжается и по сей день вокруг этой допамина гипотеза шизофрении . Несмотря на споры, антагонисты допамина остаются стандартным и успешное лечение шизофрении. Эти антагонисты включают поколение (типичные) нейролептики первые такие как бутирофеноны , фенотиазины и тиоксантены . Эти препараты были в значительной степени были заменены второго поколения (атипичных антипсихотиков) , такие как клозапин и палиперидона . Следует отметить, что, в общем, эти препараты не действуют на дофамин-продуцирующих нейронов сами по себе, но на рецепторы на постсинаптической нейрон.

Другое, нефармакологическим доказательство в пользу гипотезы дофамина, относящейся к черной субстанции включает структурные изменения в Рагзе компактах, такие как снижение синаптического терминала размера. Другие изменения в черной субстанции включают повышенную экспрессию рецепторов NMDA в черной субстанции, а также снижение Дисбиндина выражения. Увеличение NMDA рецепторы могут указывать на причастность глутамата - допамин взаимодействий при шизофрении. Дисбиндин, который был (спорно) , связанных с шизофренией, может регулировать высвобождение допамина, и низкое выражение Дисбиндин в черной субстанции могут играть важную роль в этиологии шизофрении. Из - за изменения в черной субстанцию в шизофреническом мозге, он может в конечном счете, можно использовать специальные методы визуализации (например, изображений нейромеланина-специфический) , чтобы обнаружить физиологические признаки шизофрении в черной субстанции.

Синдром Деревянный сундук

Вскоре после этого, МПТП был протестирован на животных моделях для его эффективности в индукции болезни Паркинсона (с успехом). МРТР индуцированного акинеза, жесткость, и тремор у приматов, и его нейротоксичность была установлена, что очень специфичен для черной субстанции Парс компактов. У других животных, такие как грызуны, индукция Паркинсона, МРТР является неполной или требует гораздо более высоких и частых доз, чем у приматов. Сегодня МПТП остается самым любимым способом, чтобы вызвать болезнь Паркинсона в животных моделях .

Анатомия

Pars reticulata

Афферентные пути

Pars compacta

Физиология

Pars reticulata

Pars compacta

Патологическая физиология

Болезнь Паркинсона

Шизофрения

Повреждения чёрной субстанции

Химические воздействия на чёрную субстанцию

Леводопа

МФТП

Кокаин

Амфетамины

Примечания

Смотреть что такое "ЧЁРНАЯ СУБСТАНЦИЯ" в других словарях:

Связанные понятия

Состав

Pars геисиЫа

Афферентные связи

Эфферентные связи

функция

Pars геисиЫа

Парс компактов

Клиническое значение

болезнь Паркинсона

Шизофрения

Синдром Деревянный сундук

история

Дополнительные изображения