Nigrostriatal út - Nigrostriatal pathway
| Nigrostriatális út | |
|---|---|
 Nigrostriatális út (bal és jobb piros színnel).
| |
 A nigrostriatális pálya itt egyszínű kék színnel látható, amely a substantia nigra -t a háti striatummal köti össze.
| |
| Anatómiai terminológia |
A nigrostriatális útvonal egy kétoldalú dopaminerg útvonal az agyban, amely összeköti a középagyi substantia nigra pars compacta -t (SNc) a hátsó striatummal (azaz a caudate maggal és a putamennel ) az agyban. Ez az agy négy fő dopamin útjának egyike, és kritikus fontosságú a mozgásban, mint a bazális ganglionok motoros hurokjának része . Ennek az útvonalnak a dopaminerg neuronjai dopamint szabadítanak fel az axonvégződésekből, amelyek szinapszisba kerülnek a striatumban elhelyezkedő GABAerg közepes tüskés idegsejtekkel (MSN), más néven tüskés vetületi neuronokkal (SPN).
Degenerációja dopaminerg neuronok a SNC az egyik fő patológiai jellemzői a Parkinson-kór , ami jelentősen csökkent a dopamin funkció és a tüneti motorikus hiányosságait a Parkinson-kór , beleértve a hipokinézia , remegés , merevség, és a testtartási egyensúlytalanság .
Anatómia
A substantia nigra pars compacta és a dorsalis striatum közötti kapcsolatot dopaminerg axonok közvetítik.
Substantia nigra pars compacta (SNc)
A substantia nigra minden félteke hasi középagyában található. Két különálló részből áll, a pars compacta (SNc) és a pars reticulata (SNr). A pars compacta dopaminerg neuronokat tartalmaz az A9 sejtcsoportból, amely a nigrostriatális útvonalat képezi, amely dopamin ellátásával a striatumba továbbítja az információkat a bazális ganglionokba . Ezzel szemben a pars reticulata többnyire GABAerg neuronokat tartalmaz .
Az SNc egy vékony sejtcsíkból áll, amely az SNr fölött helyezkedik el, és oldalirányban helyezkedik el a dopaminerg neuronok A10 csoportjával a ventrális tegmentális területen (VTA), amely a mezolimbikus dopamin útvonalat képezi . Az SNc könnyen megjeleníthető az emberi agyszakaszokban, mivel a dopamin neuronok tartalmaznak egy neuromelanin nevű fekete pigmentet, amelyről ismert, hogy az életkor előrehaladtával felhalmozódik. Az SNc dopaminerg sejt testei sűrűn tele vannak körülbelül 200 000–420 000 dopamin -sejttel az emberi SNc -ben és 8 000–12 000 dopamin -sejttel egér SNc -ben. Ezek a dopamin sejtes testek a kémiailag meghatározott két réteg egyikére lokalizálódnak. Azok a felső réteg (vagy dorzális tier) tartalmaznak kötő fehérje úgynevezett calbindin -D28K amely puffer kalcium- szinteket a sejt belsejében, amikor ez lesz túl magas, illetve toxikus. Az alsó rétegben (vagy ventrális rétegben ) található dopamin sejtekből hiányzik ez a fehérje, és érzékenyebbek a neurotoxinok (pl. MPTP ) hatására, amelyek Parkinson-kórhoz hasonló tüneteket okozhatnak. A hátsó réteg dopaminsejtjei dendritekkel rendelkeznek, amelyek vízszintesen sugároznak a pars compacta -n, míg a ventrális rétegű dopamin -sejtek dendritekkel rendelkeznek, amelyek ventrálisan benyúlnak a pars reticulata -ba.
Dopaminerg axonok
A dopamin neuronok axonjai egy primer dendritből származnak, és ipsilaterálisan (ugyanazon az oldalon) vetődnek ki a középső agyalapú kötegen keresztül a dorsalis striatumba. Durva topográfiai összefüggés van a dopamin -sejt test SNc -n belüli anatómiai lokalizációja és a dorsalis striatum terminációjának területe között. Az SNc oldalsó részeiben található dopaminerg sejtek főként a striatum oldalsó és caudalis (hátsó) részeire vetülnek, míg a mediális SNc -ben lévő dopamin -sejtek a mediális striatumra vetülnek. Ezenkívül a dorsalis réteg dopaminsejtjei a ventromedialis striatumra vetülnek, míg a ventrális tier neuronok a dorsalis caudate magra és a putamenre. Általában nagyobb sűrűségű a dopaminerg bevitel a dorsolateralis striatumba.
Minden dopamin neuron rendkívül nagy, nem myelinizált axonális arborizációval rendelkezik, amely patkányban a striatális térfogat 6% -át képes beidegzni. Bár az összes SNc dopamin sejt a striatum sztrioszómájára (vagy foltjára ) és a mátrix neurokémiai rekeszeire is kivetül , a hátsó réteg neuronjának axonális területének nagy része a mátrix rekeszben van, míg a ventrális réteg neuronjai axonális mezőjének nagy része a sztrioszómákat. A nigrostriatális dopamin -axonok axon -fedezeteket is eredményezhetnek, amelyek más agyi régiókba vetülnek. Például egyes SNc nigrostriatális dopamin -axonok axon -fedezeteket küldenek a pedunculopontine maghoz , a ventrális palládiumhoz , a szubtalamikus maghoz , a globus pallidushoz , az amygdalához és a thalamushoz .
Kis számú SNc dorsalis réteg dopamin neuron is közvetlenül a kéregbe vetül, bár a kéreg dopaminerg beidegzésének nagy része a szomszédos VTA dopamin neuronokból származik.
Háti striatum
A háti striatum az előagy szubkortikális régiójában található . A főemlősöknél és más emlősöknél a belső kapszulának nevezett fehérállomány elülső végtagja két részre osztja: a caudate magra és a putamenre . Rágcsálóknál a belső kapszula gyengén fejlett, így a caudate és a putamen nem különül el egymástól, hanem egy nagy egységet képez, amelyet caudate putamen (CPu) -nak neveznek. A dorsalis striatum sejtjeinek többsége (körülbelül 95%-a) GABAerg közepes tüskés neuronok (MSN), más néven tüskés vetületi neuronok (SPN). Ezeknek az MSN -eknek körülbelül a fele dopamin D1 receptorokat tartalmaz, és közvetlenül a substantia nigra felé vetül, hogy a bazális ganglionok közvetlen útvonalát képezze , míg a másik fele olyan dopamin D2 receptorokat expresszál, amelyek a globus palliduson és a szubtalamikus magon keresztül közvetetten a substantia nigra felé vetülnek. a bazális ganglionok közvetett útja . A sejtek fennmaradó 5% -a interneuron, amely vagy kolinerg neuron, vagy a GABAerg neuronok több típusának egyike. Ezen interneuronok axonjai és dendritjei a striatumon belül maradnak.
A caudate mag és a putamen izgató információt kap az agykéreg minden területéről . Ezek a glutamatergikus bemenetek általában topográfiai elrendezésűek, így a putamen nagyrészt a szenzomotoros kéregből vesz információt, míg a caudate mag nagyrészt az asszociációs kéregből. Ezenkívül a dorsalis striatum gerjesztő bemeneteket kap más agyi struktúráktól, például a thalamustól, és kisebb gerjesztő bemeneteket a hippokampusztól és az amygdalától .
A háti striatum neurokémiailag meghatározott rekeszeket tartalmaz, amelyeket sztrioszómáknak (más néven tapaszoknak) neveznek, amelyek sűrű μ-opioid receptorfestést mutatnak be egy magasabb acetil - kolinészterázt és kalbindin-D28K-t tartalmazó mátrixrekeszbe.
A nigrostriatális útvonal dopaminerg axonvégződései szinapszisban a GABAerg MSN -ekre a dorsalis striatumban. Szinapszisokat képeznek a sejttesten és a dendritikus tengelyrészeken, de leginkább a dendritikus tüskék nyakán, amelyek szintén glutamatergikus bemenetet kapnak ugyanazon dendritikus tüskék fejéhez.
Funkció
A nigrostriatális útvonal fő funkciója az önkéntes mozgás befolyásolása a bazális ganglionok motorhurkain keresztül. A mezolimbikus és mezokortikális dopaminerg útvonalakkal együtt a nigrostriatális dopamin útvonal más agyi funkciókat is befolyásolhat, beleértve a megismerést , a jutalmat és a függőséget . A nigrostriatális dopaminerg neuronok tónusos és fázisos idegsejt -tüzelési mintákat mutatnak. Ez a dopamin felszabadulásának különböző mintázatához vezethet a dorsalis striatum axon termináljaiból, valamint az SNc és SNr sejttestéből (soma) és dendritjeiből. A dopamin felszabadulása mellett egyes axonok a nigrostriatális útvonalon együtt is felszabadíthatják a GABA-t.
A nigrostriatális út két úton befolyásolja a mozgást, a közvetlen mozgási utat és a mozgás közvetett útját .
Közvetlen mozgási út
A közvetlen út a kívánt mozgások megkönnyítésében vesz részt . A közepes tüskés idegsejteket tartalmazó dopamin D1 receptorok vetületei a caudate magban és a putamen szinapszisban a tónusosan aktív GABAerg sejtekre a substantia nigra pars reticulata -ban és a globus pallidus (GPi) belső szegmensében, amelyek ezután a thalamusra vetülnek. Mivel a striatonigralis / striatoentopeduncularis és nigrothalamikus útvonalak gátlóak, a közvetlen útvonal aktiválása összességében nettó izgató hatást fejt ki a thalamusra és a motoros kéreg által generált mozgásra.
A mozgás közvetett útvonala
Az indirekt út a nem kívánt mozgások elnyomásában vesz részt . A vetületek a dopamin D2 receptorból, amely közepes tüskés neuronokat tartalmaz a caudate magban és a putamen szinapszisban a tónusosan aktív GABAerg sejtekre a globus pallidus (GPe) külső szegmensében, amely azután kivetül a substantia nigra pars reticulata -ra az izgató szubhalmikus magon (STN) keresztül . Mivel a striatopallidális és a nigrothalamikus útvonalak gátlóak, de a szubtalamikus -nigra út gerjesztő, a közvetett út aktiválása összességében nettó gátló hatást fejt ki a thalamusra és a motoros kéreg mozgására.
Klinikai jelentőség
Parkinson kór
A Parkinson -kórra súlyos motoros problémák jellemzőek, elsősorban hipokinézia , merevség, remegés és testhelyzet -egyensúlyhiány. A dopamin neuronok elvesztése a nigrostriatális pályán a Parkinson -kór egyik fő kóros jellemzője. A dopamint termelő neuronok degenerációja a substantia nigra pars compacta-ban és a putamen-caudate komplexben a dopamin koncentrációjának csökkenéséhez vezet a nigrostriatális pályán, ami csökkent működéshez és a jellegzetes tünetekhez vezet. A betegség tünetei jellemzően csak akkor jelentkeznek, ha a dopamin funkció 80-90% -a elveszett.
Levodopa okozta diszkinézia
A Levodopa által kiváltott diszkinézia (LID) a Parkinson-kór kezelésének L-DOPA hosszú távú használatával összefüggő szövődmény, amelyet akaratlan mozgás és izomösszehúzódások jellemeznek. Ez a rendellenesség a betegek 90% -ánál fordul elő 9 éves kezelés után. Az L-DOPA alkalmazása betegeknél a nigrostriatális dopamin vetületek megszakításához, valamint a bazális ganglionok posztszinaptikus neuronjainak megváltozásához vezethet.
Skizofrénia
A preszinaptikus dopamin -anyagcsere skizofréniában megváltozik .
Más dopamin útvonalak
Más fő dopamin útvonalak a következők: