Stof nigrafunktioner, anatomi og sygdomme

2031
Charles McCarthy

Det sort stof Det er en heterogen del af mellemhjernen, et specifikt område af hjernen. Ligeledes er det et vigtigt element i basalganglierne. Det udgør en dorsal del af hjernen, der er karakteriseret ved at have neuroner, der indeholder neuromelanin, et mørkt pigment, der er specifikt for hjernen.

Navnet substantia nigra refererer til udseendet af neuroner i specifikke regioner i mellemhjernen. Disse har en mørk farve, der minder meget om sort.

Med hensyn til dets funktioner består substantia nigra af dopaminerge og GABAergiske neuroner og spiller en vigtig rolle i styringen af ​​motoriske aktiviteter.

Artikelindeks

  • 1 Anatomi af substantia nigra
  • 2 funktioner
    • 2.1 Læring
    • 2.2 Belønningssøgning
    • 2.3 Motorplanlægning
    • 2.4 Øjenbevægelse
  • 3 Neuroner af substantia nigra
    • 3.1 Dopamin neuroner
  • 4 Typer af substantia nigra
    • 4.1 Kompakt sort stof
    • 4.2 Tværbundet sort stof
  • 5 Referencer

Anatomi af substantia nigra

MR, vandret sektion. Det sorte stof er fremhævet med rødt.

Substantia nigra er en region i hjernen, der ligger dorsalt til hjernens peduncle og strækker sig ansigt til hoved langs mellemhjernen..

De første undersøgelser af dette særlige stof blev udført af Mingazzini i 1888 og af Sano i 1919. Siden da er det blevet konkluderet, at det sorte stof er opdelt i to makroskopiske dele.

Den første af dem, kendt som den dorsale del, er karakteriseret ved at være et stof, der er meget rig på neuroner med neuromelanin. Farven på dette pigment får cellerne i det område til at se mørkere ud end normalt..

Den anden del af substantia nigra er placeret i den mest ventrale region, hvor den mest voluminøse substantia nigra-struktur findes. Den har en flad ovoid form og er karakteriseret ved at være fattigere i celler.

Endelig forsvarer nogle forfattere eksistensen af ​​en lateral del af substantia nigra. Imidlertid betragtes denne del for tiden som en del af stoffets ventrale del.

På den anden side kan de to dele af substantia nigra også let differentieres gennem den type neurotransmittere, de inkluderer. Mens neuroner i den dorsale del indeholder høje koncentrationer af dopamin, er neuroner i den ventrale del rigere på GABA.

Funktioner

Placering af substantia nigra markeret med rødt

Funktionerne af substantia nigra er bestemt kontroversielle i dag. Hvilke aktiviteter disse hjerneområder udfører, og hvilke specifikke funktioner de udfører, er endnu ikke undersøgt fuldt ud..

De opnåede data om dets aktivitet antyder imidlertid, at substantia nigra kunne være involveret i fire hovedprocesser: læring, motorisk planlægning, øjenbevægelse og søgen efter belønning.

Læring

Forbindelsen mellem læring og substantia nigra ligger i det forhold, som denne struktur præsenterer med Parkinsons sygdom. I dag er det veletableret, at ændringer i substantia nigra's neuroner er et tegn på degenerativ patologi..

Fotomikrografi af substantia nigra hos en Parkinsons patient, der viser tab af dopaminerge celler såvel som Lewy-krop og Lewy-neuritpatologi. Kilde: Suraj Rajan

I denne forstand motiverede de amnestiske ændringer, som mange forsøgspersoner med Parkinsons nuværende er, begyndelsen på undersøgelsen af ​​substantia nigra's rolle i læring.

Specifikt viste et team af forskere fra University of Pennsylvania, at stimulering af dopaminerge neuroner i substantia nigra kan ændre læringsprocessen.

Undersøgelsen blev udført i en gruppe forsøgspersoner, der fulgte en behandling mod Parkinsons sygdom gennem dyb stimulering, hvilket antydede, hvordan interventionen forbedrede deltagernes associative læring..

Belønningsjagt

I den samme tidligere forskning blev det vist, hvordan stimulering af de dopaminerge neuroner i substantia nigra gav givende fornemmelser hos individer.

Af denne grund hævdes det, at denne hjernestruktur kunne være tæt knyttet til både belønningssøgning og afhængighed.

Motorplanlægning

Rollen af ​​substantia nigra i motorplanlægning er en af ​​de mest velstuderede og dokumenterede funktioner.

Mange undersøgelser viser, hvordan neuroner i substantia nigra spiller en vigtig rolle i udviklingen af ​​kropsbevægelser, en kendsgerning, der i vid udstrækning afspejles i de parkinsoniske symptomer, som deres degeneration forårsager..

Øjenbevægelse

Endelig er det også blevet vist, hvordan substantia nigra's neuroner griber ind i øjenbevægelsesprocesserne. Denne funktion ser ud til at udføres hovedsageligt af det retikulerede sorte stof. 

Neuroner af substantia nigra

Tre hovedtyper af neuroner er blevet beskrevet i nervesystemet. Disse adskiller sig hovedsageligt efter størrelse og placering.

Den første type neuroner er store celler, de findes i den ventrale region af substantia nigra og henviser til regionen kendt som reticular substantia nigra.

Den anden type neuroner er noget mindre celler, der er klassificeret som "mellemstore neuroner." Disse findes i den dorsale region af substantia nigra og henviser til den kompakte substantia nigra.

Endelig er den tredje type neuroner små celler, der findes i de to dele af substantia nigra, den dorsale og den ventrale. Det vil sige, både den retikulerede substantia nigra og den kompakte substantia nigra indeholder små neuroner..

Dopamin neuroner

Dopaminneuroner er meget rigelige i den kompakte substantia nigra (dorsal region), men de kan være placeret i forskellige regioner i mellemhjernen, inklusive den ventrale region (reticulated substantia nigra).

Dopamin-neuroner skelnes ved histofluorescens og immunhistokemiske teknikker såvel som gennem Nissl-farvning, da disse typer neuroner har høje masser af substansen af ​​Nissl..

Dopaminerge neuroner har en median neuronal krop, som er placeret i den kompakte substantia nigra. Præsenterer flere vigtige dendritiske processer, typisk 3-6 processer, der kan splittes op til 4 gange.

En eller to dendritter fra disse neuroner kommer ind i retikulært stof nigra. Axon af dopaminerge celler stammer fra en af ​​de vigtigste dendriter og er ikke myeliniseret.

Axonen udsender ikke kollaterale stoffer i substantia nigra og bevæger sig gennem den laterale hypothalamus, indtil den når de stribede områder. De andre dendriter i neurongrenen inden for den kompakte substantia nigra.

Derudover har dopaminneuroner en lille del af "ikke-dopaminerge" neuroner af lille størrelse og stjerneform, hvis dendriter ikke overstiger nukleare grænser..

Typer af substantia nigra

Koronale sektioner af den menneskelige hjerne, der markerer basalganglier. Blå = striatum, grøn = lys kloden (ydre og indre segmenter), gul = subthalamisk kerne, rød = sort stof (pars reticulata og pars compacta). Den højre sektion er den dybeste, nærmest hjernestammen. Kilde: Andrew Gillies (Bruger: Anaru) [CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Substans nigra adskiller sig fra hvidt stof og gråt stof på grund af dets udseende, placering, struktur og funktion. Imidlertid kan der inden for substantia nigra skelnes mellem to specifikke regioner.

Denne differentiering reagerer hovedsageligt på de typer neuroner, som substantia nigra inkluderer. I nogle regioner dominerer en bestemt type celle, og i andre forbindes forskellige neuroner.

Ligeledes er de to regioner i substantia nigra forbundet med forskellige funktioner såvel som med forskellige slags patologier..

De to dele af det sorte stof er den kompakte del og den retikulerede del. Den kompakte del inkluderer tilstødende dopamingrupper, og den retikulerede del involverer også den laterale del af substantia nigra.

Kompakt sort stof

Den kompakte del af substantia nigra er kendetegnet ved sorte neuroner, farvet gennem neuromelaninpigmentet. Dette pigment øges med alderen, så neuronerne i denne region mørkner gennem årene..

Denne del af substantia nigra kan opdeles mellem den ventrale etage og den dorsale etage. Neuroner i den kompakte del modtager hæmmende signaler fra kollonerne i neuroner i den retikulerede del af substantia nigra.

De dopaminerge celler i denne region innerverer også andre strukturer i basalganglierne, såsom det mediale pallidum, den retikulerede del af substantia nigra og den subthalamiske kerne..

Dets aktivitet er hovedsageligt forbundet med læringsprocesser. Funktionen af ​​denne region er imidlertid kompleks og er i øjeblikket lidt undersøgt..

Nogle undersøgelser tyder på, at degenerationen af ​​de pigmenterede neuroner i substantia nigra compact udgør hovedtegnet på Parkinsons sygdom, hvorfor det foreslås, at denne region ville være involveret i udviklingen af ​​patologien..

Med hensyn til elektrofysiologiske undersøgelser påpeger flere forfattere, at neuroner i denne region er karakteriseret ved at have handlingspotentialer med en trifasisk bølgeform med den første positive fase og med en gennemsnitlig varighed større end 2,5 millisekunder.

Tværbundet sort stof

Den retikulerede substantia nigra adskiller sig fra den kompakte substantia nigra ved tætheden af ​​neuroner, som er meget lavere. Faktisk er det et noget diffust område, og neuronernes dendritter er fortrinsvis vinkelrette på de stribede afferenter..

Den består af en heterogen population af GABAergiske neuroner, for det meste store og mellemstore projektionsneuroner såvel som små stjerneformede interneuroner.

Den lave neuronale tæthed af retikulær substantia nigra er anatomisk meget lig den af ​​globus pallidus og den entopeduncular kerne. Faktisk kan reticular substantia nigra på grund af dets cytologi, forbindelser, neurokemi og fysiologi betragtes som en forlængelse af disse hjernestrukturer.

Medium neuroner har en variabelt formet neuronal krop. Det kan være trekantet, fusiform, ovoid eller polygonal, der normalt indeholder mellem 3 og 5 primære dendriter, der stammer fra den neuronale krop..

De vigtigste dendritter i retikulær substantia nigra dannes ved polerne i spindelneuroner, der deler sig todelt i kort afstand fra kroppen. Tertiære dendriter vises normalt i stor afstand tæt på terminalendendritterne.

Neuronernes axoner er milieniserede og stammer fra kroppen eller de primære dendritter i cellen. De fleste af dem ender i retikulær substantia nigra eller i kompakt substantia nigra..

Med hensyn til dets funktioner ser det ud til, at den retikulerede substantia nigra er forbundet med orienterings- og bevægelsesprocesser. Ligeledes har denne hjernestruktur været forbundet med Parkinsons sygdom og epilepsi.

Referencer

  1. Beckestead, R. M.; Domesick, V. B. og Nauta, W. J. H. (1979) Efferente forbindelser mellem substantia nigra og det ventrale tegmentale område i rotten. Brain Res. 175: 191-217.
  2. Castellano, M. A. og Rodríguez, M. (1991) nigrostriatal dopaminerg celleaktivitet er under kontrol af substantia nigra på den kontralaterale hjerneside: elektrofysiologisk bevis. Hjerneres. Tyr. 27: 213-218.
  3. De LONG, M. R .; CRUTCHER, M. D. og GEORGOPOULOS, A. P. (1983) Forholdet mellem bevægelse og enkeltcelleudladning i substancia nigra af substantia nigra af den opførende abe. J. Neurosc. 3: 1599-1606.
  4. Hikosaka, O; Wurtz, RH (1983). ”Visuelle og okulomotoriske funktioner af abe substantia nigra pars reticulata. III. Hukommelseskontingent visuelle og saccade svar ”. Journal of Neurophysiology. 49 (5): 1268-84. 

Endnu ingen kommentarer