Musta aineen anatomia, toiminnot ja niihin liittyvät sairaudet



musta aine se on heterogeeninen osa mesencephalonia, spesifistä aivojen aluetta. Samoin se koostuu tärkeästä elementistä basaaliganglionijärjestelmässä.

Erityisesti se muodostaa aivojen selkäosan, jolle on tunnusomaista, että niillä on neuroneja, jotka sisältävät neuromelaniinia, spesifistä aivojen pigmenttiä.

Musta aineen nimi viittaa sitten hyvin ulkonäköön, että mesencephalonin tiettyjen alueiden neuronit ottavat käyttöön. Näillä on tumma väri, hyvin samanlainen kuin musta.

Materiaalin nigra muodostuu dopaminergisista ja GABAergisista neuroneista, ja sillä on tärkeä rooli moottorin toiminnan ohjaamisessa.

Tässä artikkelissa selitämme aineen nigran ominaisuudet, tarkastellaan sen anatomisia ominaisuuksia ja toimintoja sekä keskustellaan taudista, jotka liittyvät tähän aivojen elementtiin. 

Materia nigran anatomia

Materia-nigra muodostaa aivojen alueen, joka sijaitsee dere- maalisesti aivotankoihin ja ulottuu rostrocaudallyn pitkin mesencephalonia.

Mingazzini teki ensimmäiset tutkimukset tästä aineesta vuonna 1888 ja Sano vuonna 1919. Sen jälkeen on päätelty, että aineen nigra on jaettu kahteen makroskooppiseen osaan..

Ensimmäinen, joka tunnetaan selkäosana, on tunnettu siitä, että se on aine, joka on hyvin rikas neuronien kanssa neuromelaniinin kanssa. Tämän pigmentin väri tekee sen alueen solut tavallista tummemmiksi.

Materia nigran toinen osa sijaitsee ventralisemmalla alueella, jossa on kaikkein laajin mustan aineen rakenne. Siinä on litistetty munanmuoto, ja sille on tunnusomaista se, että se on huonompi soluissa.

Lopuksi, jotkut tekijät puolustavat aineen nigran sivuttaisen osan olemassaoloa. Tällä hetkellä tätä osaa pidetään kuitenkin osana aineen ventral-osaa.

Toisaalta mustan aineen kaksi osaa voidaan myös helposti erottaa niiden sisältämien neurotransmitterien tyypin mukaan. Vaikka selkäosan neuronit sisältävät suuria pitoisuuksia dopamiinia, vatsan osan neuronit ovat GABA: ssa rikkaampia..

Mustan aineen neuronit

Hermostoon on kuvattu kolme pääasiallista neuronityyppiä. Nämä erotetaan pääasiassa niiden koon ja sijainnin mukaan.

Ensimmäinen hermosolujen tyyppi on suuret solut, jotka löytyvät aineen nigran vatsa-alueelta ja viittaavat alueeseen, joka tunnetaan nimellä reticular musta aine.

Toinen neuronityyppi on jonkin verran pienempiä soluja, jotka on luokiteltu "keskisuuriksi neuroneiksi". Näitä esiintyy materia nigran dorsaalialueella ja viitataan kompaktiin mustaan ​​aineeseen.

Lopuksi kolmannen tyyppiset neuronit ovat pieniä soluja, jotka löytyvät mustan aineen kahdesta osasta, selkä- ja vatsaalisesta. Toisin sanoen sekä musta ristisidottu aine että kompakti musta aine sisältävät pieniä neuroneja.

Dopamiinin hermosolut ovat erittäin runsaasti kompakteessa mustassa aineessa (dorsaalialue), mutta ne voivat sijaita mesencephalonin eri alueilla, myös ventral-alueella (musta verkkokalvo).

Dopamiinin neuronit erottuvat histofuoresenssilla ja immunhistokemiallisilla tekniikoilla sekä Nissl-värjäyksellä, koska tämäntyyppisillä neuroneilla on korkeat Nissl-aineen massat..

Dopaminergisilla neuroneilla on keskimääräinen hermosolu, joka sijaitsee kompaktissa mustassa aineessa. Esittää useita tärkeimpiä dendriittisiä prosesseja, yleensä 3–6 prosessia, jotka voidaan jakaa kahteen kertaan.

Näiden neuronien yksi tai kaksi dendriittiä tuodaan mustaan ​​materia reticularisiin. Dopaminergisten solujen aksoni on peräisin yhdestä päädendriitistä eikä se ole myelinoitunut.

Aksoni ei emittoi päällysteitä sisällön nigran sisäpuolella ja kursseja sivusuuntaisen hypotalamuksen läpi, kunnes ne saavuttavat kallistetut alueet. Neuronin muut dendritit haarautuvat kompaktiin mustaan ​​aineeseen.

Lisäksi dopamiinin hermosoluilla on pieni määrä "ei-dopaminergisiä" neuroneja, joiden koko on pieni ja tähti, joiden dendriitit eivät ylitä ydinaloja.

Musta aine - harmaa aine - valkoinen aine

Materia nigran lisäksi aivoissa on muun tyyppisiä vastaavia aineita: valkoista ainetta ja harmaata ainetta.

Näiden aivojen alueiden periaate on sama. Ne ovat aivorakenteita, jotka ovat täynnä neuroneja ja joiden nimi on pääasiassa tämän tyyppisten solujen ulkonäkö.

Toisin sanoen, aineen nigraan viittaavat neuronit ovat tummia, harmaassa aineessa olevien hermosolujen harmaampi kromaattinen ja valkoisen aineen hermoille on ominaista tämä väri.

Väri ei kuitenkaan ole ainoa elementti, joka erottaa yhden aineen toisesta. Tässä mielessä tärkeimmät elementit, jotka motivoivat jokaisen aineen lajittelua, ovat niiden hermosolujen sijainti, anatomia ja toiminnot.

Harmaa aine

Harmaa aine sijaitsee aivokuoressa ja selkäydin keskellä (alueet, joissa ei ole valkoista ainetta eikä mustaa ainetta). Se koostuu pääasiassa hermosolusta ja dendriiteistä, joilla ei ole myeliiniä.

Se sisältää motonoeuronasia, kasvullisia protoneuroneja, cordonaalisia neuroneja, golgi-tyypin I neuroneja ja selkärangan ganglionia. Koska se ei sisällä myeliiniä, se ei kykene välittämään hermoimpulsseja nopeasti ja sen toiminnot ovat pääasiassa kognitiivisia prosesseja, jotka liittyvät päättelyyn.

Valkoinen aine

Valkoisen aineen sijainti on vastakkainen harmaat aineet. Enkefalossa se sijaitsee sisätiloissa (kun harmaa aine sijaitsee ulkopuolella ja aivokuoressa) ja selkäytimessä se sijaitsee ulkopuolella (kun harmaa aine on keskellä).

Valkoiselle aineelle on myös tunnusomaista se, että se koostuu myelinoituneista hermokuiduista, jotka sisältävät useita aksoneja (mutta ei somas- ja neuronaalisia runkoja).

Valkoinen aine vaikuttaa aktiivisesti aivojen oppimiseen ja toimintaan. Se jakaa toimintapotentiaalit ja toimii releenä ja aivojen alueiden välisen viestinnän koordinaattorina.

Musta aine

Lopuksi materia nigra sijaitsee mesencephalonissa, pääasiassa alueilla, jotka kattavat basaaliganglionit. Se sisältää aksonit, dendriitit ja neuronien soman, ja sen päätoiminnot liittyvät liikkumiseen ja suuntautumiseen.

Materia nigran tyypit

Materia nigra eroaa valkoisesta aineesta ja harmaasta aineesta sen ulkonäön, sijainnin, rakenteen ja toiminnan perusteella. Mustassa aineessa voit kuitenkin myös erottaa kaksi erityistä aluetta.

Tämä erottelu vastaa pääasiassa ne neuronien tyypit, joihin aineen nigra sisältää. Joillakin alueilla tietyntyyppiset solut ovat vallitsevia ja toisissa eri neuroneja..

Samoin substraatio-nigran kaksi aluetta on liitetty erilaisiin toimintoihin sekä eri tyyppisiin patologioihin.

Materia nigran kaksi osaa ovat kompakti osa ja verkkokappale. Kompakti osa sisältää vierekkäisiä dopaminergisiä ryhmiä, ja verkostettu osa koskee myös materia nigran sivuttaista osaa..

Kompakti musta aine

Materia nigran kompakti osa on ominaista mustille neuroneille, jotka värjätään neuromelaniinipigmentin läpi. Tämä pigmentti kasvaa iän myötä, joten tämän alueen neuronit tummuvat vuosien kuluessa.

Tämä osa mustasta aineesta voidaan jakaa välikerroksen ja selkä- lattian välille. Kompaktin osan neuronit vastaanottavat inhibiittisignaaleja materia nigran retikuloidun osan neuronien varmuusaksoneista..

Tämän alueen dopaminergiset solut myös innervoivat muita basaaliganglionijärjestelmän rakenteita, kuten mediaalista pallidumia, substraatti-nigran retikuloitua osaa ja subthalamic-ydintä..

Sen toiminta liittyy pääasiassa oppimisprosessiin. Tämän alueen toiminta on kuitenkin monimutkainen ja sitä on vähän tutkittu tällä hetkellä.

Jotkut tutkimukset viittaavat siihen, että kompaktin mustan aineen pigmentoituneiden hermosolujen rappeutuminen muodostaa Parkinsonin taudin pääasiallisen merkin, joten ehdotetaan, että tämä alue olisi mukana patologian kehityksessä..

Elektrofysiologisten tutkimusten osalta useat tekijät huomauttavat, että tämän alueen neuroneille on tunnusomaista se, että ne esittävät toimintapotentiaalit kolmivaiheisella aaltomuodolla ensimmäisen positiivisen vaiheen kanssa ja keskimääräinen kesto on yli 2,5 millisekuntia..

Reticuloitu musta aine

Musta aine, joka on silloittunut, eroaa kompaktista mustasta aineesta neuronien tiheydellä, mikä on paljon pienempi. Itse asiassa jonkin verran diffuusi-alueen tulokset ja hermosolujen dendriitit ovat edullisesti kohtisuorassa taivutettuihin afferenteihin nähden..

Se muodostuu GABAergisten hermosolujen heterogeenisestä populaatiosta, lähinnä suurten ja keskisuurten projektio-neuronien joukosta, sekä pienistä interneuroneista, joilla on tähtikirkas muoto.

Retikulaarisen mustan aineen alhainen neuronaalinen tiheys on anatomisesti hyvin samankaltainen kuin vaalean ilmapallon ja entopedunkulaarisen ytimen. Itse asiassa sen sytologian, yhteyksien, neurokemian ja fysiologian vuoksi retikulaarista mustaa ainetta voidaan pitää näiden aivorakenteiden laajennuksena..

Keskisuurilla neuroneilla on vaihtelevan muodon omaava neuronaalinen kappale. Se voi olla kolmion muotoinen, fusiformi, munanmuotoinen tai monikulmioinen, joka yleensä sisältää 3 - 5 primordial dendriittiä, jotka ovat peräisin hermosolusta..

Retikulaarisen mustan aineen tärkeimmät dendriitit muodostuvat karan hermosolujen napoihin, jotka jakaantuvat dichomomisesti lyhyellä etäisyydellä kehosta. Tertiääriset dendriitit esiintyvät yleensä suurella etäisyydellä päätelaitteen dendriittien lähellä.

Neuronien aksonit ovat tuhansia ja ne ovat peräisin solun kehosta tai primaarisista dendriiteistä. Suurin osa niistä päätyy mustaan ​​reticular-aineeseen tai kompaktiin mustaan ​​aineeseen.

Tehtäviensä osalta verkkokalvon musta aine näyttää liittyvän orientaatio- ja okulominaatioprosesseihin. Samoin tämä aivorakenne on yhdistetty Parkinsonin tautiin ja epilepsiaan.

tehtävät

Materia nigran tehtävät ovat tänään kiistanalaisia. Näiden aivojen alueiden toimintaa tai mitä erityisiä toimintoja ne suorittavat, ei ole vielä tutkittu perusteellisesti..

Sen toiminnasta saadut tiedot viittaavat kuitenkin siihen, että aineen nigra voisi olla mukana neljässä pääprosessissa: oppiminen, moottorisuunnittelu, silmäliike ja palkkion etsiminen..

oppiminen

Oppimisen ja materia nigran välinen yhteys liittyy siihen, että tämä rakenne on Parkinsonin taudin kanssa. Nykyään on vakiintunut, että aineen nigran neuronien muutokset ovat merkki degeneratiivisesta patologiasta..

Tässä mielessä amnestic muutokset, joita monet Parkinsonin tautia sairastavat ovat aiheuttaneet, on aloitettu tutkimuksen aineellisen nigran roolista oppimisessa.

Erityisesti Pennsylvanian yliopiston tutkijaryhmä osoitti, että aineen nigran dopaminergisten neuronien stimulointi voi muuttaa oppimisprosessia.

Tutkimus suoritettiin ryhmässä henkilöitä, jotka seurasivat Parkinsonin taudin hoitoa syvällä stimulaatiolla, joka liittyi siihen, että osallistuminen paransi osallistujien assosiatiivista oppimista.

Palkinnonhaku

Samassa edellisessä tutkimuksessa osoitettiin, miten aineen nigran dopaminergisten hermosolujen stimulointi tarjosi nautinnollisia tunteita yksilöissä.

Tästä syystä väitetään, että tämä aivorakenne voisi olla läheisesti yhteydessä sekä palkitsemisen että riippuvuuden etsimiseen.

Moottorin suunnittelu

Materia nigran rooli moottorisuunnittelussa on yksi parhaiten tutkituista ja dokumentoiduista toiminnoista.

Monet tutkimukset osoittavat, että nigra-neuronien neuronit ovat elintärkeässä roolissa kehon liikkeissä, mikä näkyy laajalti parkinsonin oireissa, jotka aiheuttavat sen rappeutumisen.

Silmien liike

Lopuksi on myös osoitettu, miten aineen nigran neuronit vaikuttavat silmäliikkeiden prosesseihin. Tämä toiminto näyttää olevan pääasiassa ristisidottua mustaa ainetta. 

viittaukset

  1. Beckestead, R. M .; Domesick, V. B. ja Nauta, W. J. H. (1979) Eggent-yhteydet aineen nigra- ja ventral tegmental -alueesta rotassa. Brain Res. 175: 191 - 217.
  2. Castellano, M.A. ja Rodríguez, M. (1991) nigrostriaalinen dopaminerginen soluaktiivisuus on kontralateraalisen aivopuolen aineellisen nigran hallinnassa: elektrofysiologinen näyttö. Brain res. Bull. 27: 213-218.
  3. Da Cunha, Claudio; Wietzikoski, Samantha; Wietzikoski, Evellyn C; Miyoshi, Edmar; Ferro, Marcelo M; Anselmo-Franci, Janete A; Louhokset, Newton S (2003). "Todisteet aineen nigra pars compacta -tekniikasta on olennainen osa muistijärjestelmää, joka on riippumaton hippokampusmuistijärjestelmästä". 79 (3): 236-42. 
  4. LONG, M. R .; CRUTCHER, M. D. ja GEORGOPOULOS, A. P. (1983) Suhteet välittäjän ja yksittäisen solun purkautumisen välillä käyttäytyvän apinan aineellisen nigran sisällä. J. Neurosc. 3: 1599 - 1606.
  5. Hikosaka, O; Wurtz, RH (1983). "Monkey materiia nigra pars reticulatan visuaaliset ja okulomotoriset toiminnot. III. Muisti-ehdolliset visuaaliset ja saccade-vasteet ”. Journal of Neurophysiology. 49 (5): 1268-84. 
  6. Hodge, Gordon K .; Butcher, Larry L. (1980). "Materia nigran pars compact moduloi moottorin aktiivisuutta, mutta ei osallistu tärkeään elintarvikkeiden ja veden saannin säätämiseen". Naunyn-Schmiedebergin farmakologian arkisto. 313 (1): 51-67.