Anatómia čiernych látok, funkcie a súvisiace ochorenia

čierna látka je to heterogénna časť mesencefalonu, špecifickej oblasti mozgu. Podobne sa skladá z dôležitého prvku bazálneho ganglia.

Konkrétne ide o dorzálnu časť mozgu, ktorá sa vyznačuje tým, že má neuróny, ktoré obsahujú neuromelanín, špecifický tmavý pigment mozgu..

Názov čierna látka, potom sa vzťahuje na samotný vzhľad, ktorý neuróny špecifických oblastí mesencephalon prijať. Tie majú tmavú farbu, veľmi podobnú čiernej.

Substantia nigra je tvorená dopaminergnými a GABAergnými neurónmi a hrá dôležitú úlohu pri kontrole motorických aktivít.

V tomto článku vysvetľujeme vlastnosti substantia nigra, skúmame jeho anatomické vlastnosti a funkcie a diskutujeme o chorobách, ktoré súvisia s týmto prvkom mozgu.. 

Anatómia substantia nigra

Substantia nigra predstavuje oblasť mozgu, ktorá sa nachádza dorzálne k mozgovým stopkám a rozširuje sa rostrocaudálne pozdĺž mesencephalon.

Prvé štúdie o tejto konkrétnej látke urobili Mingazzini v roku 1888 a Sano v roku 1919. Odvtedy sa dospelo k záveru, že substantia nigra je rozdelená na dve makroskopické časti..

Prvý, známy ako dorzálna časť, sa vyznačuje tým, že je substanciou veľmi bohatou na neuróny s neuromelanínom. Farba tohto pigmentu spôsobuje, že bunky v tejto oblasti vyzerajú tmavšie ako normálne.

Ďalšia časť substantia nigra sa nachádza vo viac ventrálnej oblasti, kde je umiestnená najrozsiahlejšia štruktúra čiernej látky. Predstavuje sploštený vajcovitý tvar a vyznačuje sa tým, že je v bunkách horší.

Nakoniec niektorí autori obhajujú existenciu laterálnej časti substantia nigra. V súčasnosti sa však táto časť považuje za súčasť ventrálnej časti látky.

Na druhej strane, dve časti čiernej látky môžu byť tiež ľahko diferencované prostredníctvom typu neurotransmiterov, ktoré zahŕňajú. Kým neuróny dorzálnej časti obsahujú vysoké koncentrácie dopamínu, neuróny ventrálnej časti sú v GABA bohatšie..

Neuróny čiernej látky

V nervovom systéme boli opísané tri hlavné typy neurónov. Tie sú hlavne diferencované podľa ich veľkosti a umiestnenia.

Prvým typom neurónov sú veľké bunky, nachádzajú sa vo ventrálnej oblasti substantia nigra a vzťahujú sa na oblasť známu ako retikulárna čierna látka..

Druhým typom neurónov sú o niečo menšie bunky, ktoré sú klasifikované ako "stredné neuróny". Tieto sa nachádzajú v dorzálnej oblasti substantia nigra a odkazujú na kompaktnú čiernu látku.

Nakoniec, tretím typom neurónov sú malé bunky, ktoré sa nachádzajú v dvoch častiach čiernej látky, dorzálnej a ventrálnej. To znamená, že tak čierna zosieťovaná látka, ako aj kompaktná čierna látka obsahujú malé neuróny.

Dopamínové neuróny sú veľmi hojné v kompaktnej čiernej látke (dorzálna oblasť), môžu sa však nachádzať v rôznych oblastiach mesencefalonu, vrátane ventrálnej oblasti (čierna sieťovaná látka)..

Dopamínové neuróny sa odlišujú histofuorescenciou a imunohistochemickými technikami, ako aj Nisslovým farbením, pretože tento typ neurónov má vysoké hmotnosti Nisslovej látky..

Dopaminergné neuróny majú stredný neuronálny organizmus, ktorý sa nachádza v kompaktnej čiernej látke. Predstavuje niekoľko hlavných dendritických procesov, zvyčajne medzi 3 a 6 procesmi, ktoré možno rozdvojiť až štyrikrát.

Jeden alebo dva dendrity týchto neurónov sa zavedú do čiernej substantia reticularis. Axón dopaminergných buniek pochádza z jedného z hlavných dendritov a nie je myelinizovaný.

Axón nevydáva kolaterály vo vnútri substantia nigra a priebehy cez laterálny hypotalamus, až kým nedosiahnu priečne pruhované oblasti. Ostatné dendrity neurónu sa rozvetvujú do kompaktnej čiernej látky.

Okrem toho dopamínové neuróny majú malú časť "nedepaminergných" neurónov malej veľkosti a hviezdicovitého tvaru, ktorých dendrity neprekračujú jadrové limity.

Čierna látka - sivá látka - biela látka

Okrem substantia nigra má mozog iný typ podobných látok: bielu látku a sivú hmotu.

Princíp týchto oblastí mozgu je rovnaký. Sú to mozgové štruktúry naplnené neurónmi a ich meno sa zameriava hlavne na vzhľad tohto typu buniek.

To znamená, že neuróny týkajúce sa substantia nigra sú tmavé, neuróny šedej hmoty majú šedivú farbu a tie bielej hmoty sú charakteristické touto farbou..

Farba však nie je jediným prvkom, ktorý odlišuje jednu látku od inej. V tomto zmysle najdôležitejšie prvky, ktoré motivujú katalogizáciu každého typu látky, spočívajú v umiestnení, anatómii a funkciách ich neurónov..

Sivá látka

Šedá hmota sa nachádza v mozgovej kôre av strede miechy (oblasti, kde nie je prítomná ani biela látka ani čierna látka). Pozostáva predovšetkým z neuronálnej somy a dendritov bez myelínu.

Obsahuje motonoeuronas, vegetatívne protoneuróny, kordonálne neuróny, neuróny golgi typu I a spinálny ganglion. Keďže neobsahuje myelín, nie je schopný rýchlo prenášať nervové impulzy a jeho funkcie spočívajú hlavne v kognitívnych procesoch súvisiacich s uvažovaním.

Biela látka

Biela látka má polohu opačnú, ako je poloha šedej hmoty. V encefalone sa nachádza v interiéri (zatiaľ čo šedá hmota sa nachádza mimo a kôra) a v mieche sa nachádza vonku (zatiaľ čo sivá látka je v strede).

Biela látka je tiež charakterizovaná tým, že sa skladá z myelinizovaných nervových vlákien, ktoré obsahujú viacnásobné axóny (ale nie somatické a neuronálne orgány).

Čo sa týka jeho funkcií, biela hmota aktívne ovplyvňuje učenie a fungovanie mozgu. Rozdeľuje akčné potenciály a pôsobí ako relé a koordinátor komunikácie medzi regiónmi mozgu.

Čierna látka

Nakoniec, substantia nigra sa nachádza v mesencefalone, hlavne v oblastiach, ktoré zahŕňajú bazálne gangliá. Obsahuje axóny, dendrity a somu neurónov a jej hlavné funkcie súvisia s pohybom a orientáciou.

Druhy substantia nigra

Substantia nigra sa líši od bielej látky a šedej hmoty svojím vzhľadom, umiestnením, štruktúrou a funkciou. V čiernej látke však môžete rozlišovať aj dve špecifické oblasti.

Táto diferenciácia reaguje hlavne na typy neurónov, ktoré zahŕňa substantia nigra. V niektorých oblastiach prevláda určitý typ buniek av iných sú koncipované rôzne neuróny..

Obidve oblasti substantia nigra sú tiež spojené s rôznymi funkciami, ako aj s patológiami rôzneho druhu.

Dve časti substantia nigra sú kompaktná časť a retikulovaná časť. Kompaktná časť zahŕňa susedné dopaminergné skupiny a retikulovaná časť sa týka aj bočnej časti substantia nigra.

Kompaktná čierna látka

Kompaktná časť substantia nigra je charakterizovaná čiernymi neurónmi, farbenými cez neuromelanínový pigment. Tento pigment sa zvyšuje s vekom, takže neuróny tejto oblasti sa stávajú tmavšími v priebehu rokov.

Táto časť čiernej látky môže byť rozdelená medzi ventrálnu podlahu a dorzálnu podlahu. Neuróny kompaktnej časti dostávajú inhibičné signály z kolaterálnych axónov neurónov retikulovanej časti substantia nigra.

Dopaminergné bunky tejto oblasti tiež inervujú iné štruktúry bazálneho gangliového systému, ako je stredná pallidum, retikulárna časť substantia nigra a subthalamické jadro..

Jeho činnosť súvisí najmä s procesmi učenia. Prevádzka tohto regiónu je však zložitá a v súčasnosti sa málo skúma.

Niektoré štúdie naznačujú, že degenerácia pigmentovaných neurónov kompaktnej čiernej látky predstavuje hlavný znak Parkinsonovej choroby, preto sa navrhuje, aby sa táto oblasť podieľala na vývoji patológie..

Čo sa týka elektrofyziologických štúdií, viacerí autori poukazujú na to, že neuróny tejto oblasti sú charakterizované prezentáciou akčných potenciálov s trojfázovým priebehom, s prvou pozitívnou fázou as priemernou dĺžkou trvania viac ako 2,5 milisekúnd..

Retikulovaná čierna látka

Čierna látka zosieťovaná sa líši od kompaktnej čiernej látky hustotou neurónov, ktorá je oveľa menšia. V skutočnosti, trochu difúzna oblasť vedie a dendrity neurónov sú výhodne kolmé na ryhované afferenty..

Tvorí ju heterogénna populácia GABAergných neurónov, väčšinou projekčných neurónov veľkej a strednej veľkosti, ako aj malých interneurónov s hviezdicovým tvarom..

Nízka hustota neurónov retikulárnej čiernej látky je anatomicky veľmi podobná hustote bledého balóna a jadra entopedunkula. Vzhľadom na svoju cytologiu, spojenia, neurochémiu a fyziológiu možno retikulárnu čiernu látku považovať za rozšírenie týchto mozgových štruktúr..

Stredne neuróny majú neuronálne telo variabilnej formy. Môže byť trojuholníková, fusiformná, vajcovitá alebo polygonálna, zvyčajne obsahujúca 3 až 5 primordiálnych dendritov, ktoré pochádzajú z nervového tela..

Hlavné dendrity retikulárnej čiernej látky sú tvorené na póloch neurónov vretena a delia sa dichotomicky v krátkej vzdialenosti od tela. Terciárne dendrity sa zvyčajne objavujú vo veľkej vzdialenosti, v blízkosti koncových dendritov.

Axóny neurónov sú millennizované a pochádzajú z tela alebo primárnych dendritov bunky. Väčšina z nich končí v čiernej retikulárnej látke alebo v kompaktnej čiernej látke.

S ohladom na jeho funkcie sa zdá, že retikulovaná cierna látka je spojená s procesmi orientácie a okulominácie. Podobne táto mozgová štruktúra bola spojená s Parkinsonovou chorobou a epilepsiou.

funkcie

Funkcie substantia nigra dnes sú určite kontroverzné. Aktivity týchto oblastí mozgu, alebo aké špecifické funkcie vykonávajú, neboli ešte podrobne preskúmané..

Údaje získané o jeho aktivite však naznačujú, že substantia nigra by mohla byť zapojená do štyroch hlavných procesov: učenia, motorického plánovania, pohybu očí a hľadania odmeny..

štúdium

Spojenie medzi učením a substantia nigra súvisí so vzťahom, ktorý má táto štruktúra s Parkinsonovou chorobou. V súčasnosti je dobre známe, že zmeny v neurónoch substantia nigra predstavujú znak degeneratívnej patológie.

V tomto zmysle amnestické zmeny, ktoré mnohí pacienti s Parkinsonovou chorobou spôsobili začiatok štúdie úlohy substantia nigra vo vzdelávaní.

Konkrétne tím výskumníkov z University of Pennsylvania ukázal, že stimulácia dopaminergných neurónov substantia nigra môže zmeniť proces učenia.

Štúdia sa uskutočnila v skupine pacientov, ktorí sa podrobili liečbe proti Parkinsonovej chorobe prostredníctvom hlbokej stimulácie, čo znamená, že intervencia zlepšila asociatívne učenie účastníkov..

Vyhľadávanie odmeny

V tom istom predchádzajúcom výskume bolo preukázané, ako stimulácia dopaminergných neurónov substantia nigra poskytovala uspokojivé pocity u jednotlivcov..

Z tohto dôvodu sa tvrdí, že táto štruktúra mozgu by mohla byť úzko spojená s hľadaním odmeny a závislosti.

Motorové plánovanie

Úloha substantia nigra v motorickom plánovaní je jednou z najviac študovaných a dokumentovaných funkcií.

Mnohé štúdie ukazujú, ako neuróny substantia nigra zohrávajú dôležitú úlohu vo vývoji pohybov tela, čo sa vo veľkej miere odráža v symptómoch parkinsonizmu, ktoré spôsobujú jeho degeneráciu..

Pohyb očí

Nakoniec sa tiež ukázalo, ako neuróny substantia nigra zasahujú do procesov pohybov oka. Zdá sa, že túto funkciu vykonáva hlavne zosieťovaná čierna látka. 

referencie

1. Beckestead, R.M. Domesick, V. B. a Nauta, W. J. H. (1979) Eferentné spojenia substantia nigra a ventrálnej tegmentálnej oblasti u potkanov. Brain Res., 175: 191-217.
2. Castellano, M. A. a Rodríguez, M. (1991) nigrostriatálna aktivita dopaminergných buniek je pod kontrolou substantia nigra kontralaterálnej mozgovej strany: elektrofyziologický dôkaz. Brain res. Bull. 27: 213-218.
3. Da Cunha, Claudio; Wietzikoski, Samantha; Wietzikoski, Evellyn C; Miyoshi, Edmar; Ferro, Marcelo M; Anselmo-Franci, Janete A; Lomy, Newton S (2003). "Dôkazy o substantia nigra pars compacta ako základnej zložky pamäťového systému nezávislého od hipokampálneho pamäťového systému" .Neurobiológia učenia a pamäti. 79 (3): 236-42. 
4. Od firmy LONG, M.R. CRUTCHER, M. D. a GEORGOPOULOS, A. P. (1983) Vzťahy medzi pohybom a jednobunkovým výtokom v substantia nigra substantia nigra opičiara. J. Neurosc. 3: 1599-1606.
5. Hikosaka, O; Wurtz, RH (1983). "Vizuálne a okulomotorické funkcie opice substantia nigra pars reticulata." III. Vizuálne a sakádové reakcie závislé od pamäte “. Journal of Neurophysiology. 49 (5): 1268-84. 
6. Hodge, Gordon K.; Butcher, Larry L. (1980). "Pars compact of substantia nigra moduluje motorickú aktivitu, ale nie je zapojený do dôležitej regulácie príjmu potravy a vody." Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology. 313 (1): 51-67.