Войти
| Нигростриатальный путь | |
|---|---|
 Нигростриатальный путь (слева и справа красным). | |
 Нигростриатальный путь показан здесь сплошным синим цветом, соединяющий черную субстанцию с дорсальным полосатым телом. | |
| Анатомическая терминология [редактировать в Викиданных ] |
нигростриатальный путь - это двусторонний дофаминергический путь в головном мозге, который соединяет черная субстанция pars compacta (SNc) в среднем мозге с тыльным полосатым телом (т. Е. хвостатым ядром и скорлупой ) в переднем мозге. Это один из четырех основных дофаминовых путей в головном мозге, и он имеет решающее значение для создания движения как часть системы, называемой моторной петлей базальных ганглиев. Дофаминергические нейроны этого пути высвобождают дофамин из окончаний аксонов, которые синапсируют с ГАМКергическими средними шиповидными нейронами (MSN), также известными как нейроны с выступами шипов (SPN), расположенные в полосатом теле.
Дегенерация дофаминергических нейронов в SNc является одним из основных патологических признаков болезни Паркинсона, приводящим к заметному снижению функции дофамина и симптоматическим моторным дефицитам Болезнь Паркинсона, включая гипокинезию, тремор, ригидность и постуральный дисбаланс.
Связь между Компактная часть черной субстанции и дорсальное полосатое тело опосредованы дофаминергическими аксонами.
Черная субстанция расположена в вентральном среднем мозге каждого полушария. Он состоит из двух отдельных частей: pars compacta (SNc) и pars reticulata (SNr). Компактная часть содержит дофаминергические нейроны из группы клеток A9, которые формируют нигростриатный путь, который, поставляя дофамин в полосатое тело, передает информацию в базальные ганглии. В отличие от этого pars reticulata содержит в основном ГАМКергические нейроны.
SNc состоит из тонкой полосы клеток, которая перекрывает SNr и расположена латерально от группы A10 дофаминергических нейронов в вентральная тегментальная область (VTA), которая формирует мезолимбический дофаминовый путь. SNc легко визуализировать в срезах мозга человека, потому что дофаминовые нейроны содержат черный пигмент, называемый нейромеланин, который, как известно, накапливается с возрастом. Тела дофаминергических клеток в SNc плотно упакованы примерно от 200 000 до 420 000 дофаминовых клеток в SNc человека и от 8 000 до 12 000 дофаминовых клеток в SNc мыши. Эти дофаминовые клеточные тела расположены в одном из двух химически определенных слоев. Те, что находятся в верхнем слое (или дорсальном уровне), содержат связывающий белок, называемый кальбиндин -D28K, который может буферизовать уровни кальция внутри клетки. когда он становится слишком сильным или токсичным. Клеткам дофамина в нижнем слое (или вентральном уровне ) не хватает этого белка, и они более уязвимы к воздействию нейротоксинов (например, MPTP ), которые могут вызывать симптомы, подобные болезни Паркинсона. Клетки дофамина дорсального уровня имеют дендриты, которые расходятся горизонтально через компактную часть, тогда как клетки дофамина вентрального уровня имеют дендриты, которые простираются вентрально в ретикулатную часть.
аксоны от дофаминовых нейронов исходят из первичного дендрита и проецируются ипсилатерально (на той же стороне) через медиальный пучок переднего мозга в спинное полосатое тело. Существует грубая топографическая корреляция между анатомической локализацией тела дофаминовых клеток внутри SNc и областью окончания в дорсальном полосатом теле. Дофаминергические клетки в латеральных частях SNc проецируются в основном в латеральную и каудальную (заднюю) части полосатого тела, тогда как дофаминовые клетки в медиальной части SNc проецируются в медиальное полосатое тело. Кроме того, дофаминовые клетки на дорсальном уровне проецируются в вентромедиальное полосатое тело, тогда как нейроны вентрального уровня проецируются в дорсальное хвостатое ядро и скорлупу. В целом, имеется большая плотность дофаминергического входа в дорсолатеральное полосатое тело.
Каждый дофаминовый нейрон имеет чрезвычайно большую немиелинизированную аксональную ветвь, которая может иннервировать до 6% объема полосатого тела у крысы. Хотя все дофаминовые клетки SNc проецируются как на нейрохимические компартменты стриатума стриосомы (или участок), так и на матрикс, большая часть аксональной территории нейрона дорсального уровня находится в компартменте матрикса, в то время как большая часть аксонального поля нейронов вентрального уровня находится в стриосомах. Нигростриатальные аксоны дофамина также могут вызывать образование коллатералей аксонов, которые проецируются в другие области мозга. Например, некоторые нигростриатные дофаминовые аксоны SNc отправляют коллатерали аксонов в педункулопонтинное ядро , субталамическое ядро , globus pallidus, миндалевидное тело и таламус.
Небольшое количество нейронов дофамина дорсального уровня SNc также проецируется непосредственно в кору, хотя большая часть дофаминергической иннервации коры происходит от соседних дофаминовых нейронов VTA.
дорсальное полосатое тело находится в подкорковой области переднего мозга. У приматов и других млекопитающих он разделен передней конечностью белого вещества тракта, называемого внутренней капсулой, на две части: хвостатое ядро и путамен. У грызунов внутренняя капсула развита слабо, так что хвостатое ядро и скорлупа не разделены, а образуют одно большое образование, называемое хвостатой скорлупой (CPu). Большинство (около 95%) клеток в дорсальном полосатом теле представляют собой ГАМКергические нейроны со средними шипами (MSN), также известные как нейроны с выступами шипов (SPN). Примерно половина этих MSN содержат рецепторы дофамина D1 и проецируются непосредственно в черную субстанцию, образуя прямой путь базальных ганглиев, тогда как другая половина экспрессирует рецепторы дофамина D2, которые косвенно проецируются на черную субстанцию через бледный шар и субталамическое ядро, чтобы сформировать непрямой путь базальных ганглиев. Остальные 5% клеток представляют собой интернейроны, которые являются либо холинергическими нейронами, либо одним из нескольких типов ГАМКергических нейронов. Аксоны и дендриты этих интернейронов остаются в полосатом теле.
Хвостатое ядро и скорлупа получают возбуждающую информацию от всех областей коры головного мозга . Эти глутаматергические входы обычно топографически организованы так, что скорлупа получает информацию в основном от сенсомоторной коры, тогда как хвостатое ядро получает информацию в основном от ассоциативной коры. Кроме того, дорсальное полосатое тело получает возбуждающие сигналы от других структур мозга, таких как таламус, и незначительные возбуждающие сигналы от гиппокампа и миндалины.
. Дорсальное полосатое тело содержит нейрохимически определенные компартменты, называемые стриосомами (также известные в виде пятен), которые демонстрируют плотное окрашивание μ-опиоидных рецепторов, встроенных в матричный отсек, содержащий более высокие ацетилхолинэстеразу и кальбиндин-D28K.
Дофаминергические окончания аксонов синапса нигростриатного пути на ГАМКергические МСН в дорсальном полосатом теле. Они образуют синапсы на теле клетки и участках дендритных стержней, но в основном на шейках дендритных шипов, которые также получают глутаматергический сигнал к головкам тех же дендритных шипов.
Основная функция нигростриатного пути - влиять на произвольное движение через моторные петли базальных ганглиев. Наряду с мезолимбическим и мезокортикальным дофаминергическими путями нигростриатальный дофаминовый путь также может влиять на другие функции мозга, включая познание, вознаграждение и зависимость . Нигростриатальные дофаминергические нейроны демонстрируют тонические и фазовые паттерны нейрональной активности. Это может приводить к различным паттернам высвобождения дофамина из окончаний аксонов в дорсальном полосатом теле, а также из тела клетки (сомы) и дендритов в SNc и SNr. Помимо высвобождения дофамина, некоторые аксоны в нигростриатном пути также могут совместно высвобождать ГАМК.
Соединения базальных ганглиев, показывающие прямые и непрямые пути движения. Путь нигростриатного дофамина показан розовым. Путь нигростриатального движения влияет на движение через два пути: прямой путь движения и непрямой путь движения.
прямой путь участвует в облегчении разыскиваемых перемещений . Проекции от рецептора дофамина D1, содержащего средние шиповатые нейроны в хвостатом ядре и синапсе скорлупы, на тонически активные ГАМКергические клетки ретикулатной части черной субстанции и внутреннего сегмента бледного шара (GPi), которые затем проецируются на таламус. Поскольку стриатонигральный / стриатоэнтопедункулярный и нигроталамический пути являются тормозящими, активация прямого пути создает общую возбуждающую сеть на таламус и движения, генерируемые моторной корой.
Непрямой путь участвует в подавлении нежелательного движения . Проекции от рецептора дофамина D2, содержащего средние шиповатые нейроны в хвостатом ядре и синапсе скорлупы, на тонически активные ГАМКергические клетки во внешнем сегменте бледного шара (GPe), которые затем проецируются на сетчатую часть черной субстанции через возбуждающее субтальмическое ядро (STN). Поскольку стриатопаллидный и нигроталамический пути являются тормозящими, а путь от субталамического к черному - возбуждающим, активация непрямого пути создает общий суммарный тормозящий эффект на таламус и движение моторной коры.
Болезнь Паркинсона характеризуется тяжелыми двигательными проблемами, в основном гипокинезией, ригидностью, тремором, и постуральный дисбаланс. Потеря дофаминовых нейронов в нигростриатном пути является одним из основных патологических признаков болезни Паркинсона. Дегенерация нейронов, продуцирующих дофамин, в компактной части черной субстанции и в комплексе скорлупа-хвостатое вещество приводит к снижению концентрации дофамина в нигростриатальном пути, что приводит к снижению функции и возникновению характерных симптомов. Симптомы болезни обычно не проявляются до тех пор, пока не будет потеряно 80-90% дофаминовой функции.
Дискинезия, вызванная леводопой (LID), представляет собой осложнение, связанное с длительным использованием лечения Паркинсона L-DOPA, характеризующееся непроизвольными движениями и мышечные сокращения. Это заболевание возникает у 90% пациентов после 9 лет лечения. Применение L-ДОФА у пациентов может привести к прерыванию нигростриатных проекций дофамина, а также к изменениям постсинаптических нейронов в базальных ганглиях.
Пресинаптический метаболизм дофамина изменяется в шизофрения.
Другие основные пути дофамина включают:
