Funzioni di sostanza nera, anatomia e malattie

IL Sostanza nera È una porzione eterogenea del mesencefalo, una regione specifica del cervello. Allo stesso modo, è un elemento importante del sistema di gangli della base. Costituisce una porzione dorsale del cervello che è caratterizzata da neuroni contenenti neuromelanina, uno specifico pigmento scuro del cervello.

Il nome della sostanza nera si riferisce al proprio aspetto adottato dai neuroni di regioni specifiche del mesencefalo. Questi hanno un colore scuro, molto simile al nero.

Per quanto riguarda le sue funzioni, la sostanza nera è formata da neuroni dopaminergici e gabaergici e svolge un ruolo importante nel controllo delle attività motorie.

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Anatomia della sostanza nera

MRI, Corte orizzontale. La sostanza nera è evidenziata in rosso.

La sostanza nera costituisce una regione del cervello che si trova dorsalmente su peduncoli cerebrali e si estende rostrocaudalmente lungo il mesencefalo.

I primi studi su questa particolare sostanza furono condotti da Mingazzini nel 1888 e da sano nel 1919. Da allora, è stato concluso che la sostanza nera è divisa in due porzioni macroscopiche.

Il primo, noto come porzione dorsale, è caratterizzato dall'essere una sostanza molto ricca nella neuromelanina. Il colore di questo pigmento rende le cellule di quella regione osservare più scure del normale.

L'altra parte della sostanza nera si trova nella regione più ventrale, dove si trova la struttura di sostanza nera più voluminosa. Presenta una forma ovoidale appiattita ed è caratterizzato dall'essere più povero nelle cellule.

Infine, alcuni autori difendono l'esistenza di una parte laterale della sostanza nera. Tuttavia, al momento questa porzione è considerata parte della parte ventrale della sostanza.

D'altra parte, le due porzioni di sostanza nera possono anche essere facilmente differenziate attraverso il tipo di neurotrasmettitori che includono. Mentre i neuroni della porzione dorsale contengono alte concentrazioni di dopamina, i neuroni della porzione ventrale sono più ricchi in GABA.

Funzioni

Posizione della sostanza nera contrassegnata in rosso

Le funzioni della sostanza nera sono certamente controverse oggi. Non è stato ancora approfondito quali attività svolgono queste regioni del cervello o quali funzioni specifiche svolgono.

Tuttavia, i dati ottenuti sulla sua attività suggeriscono che la sostanza nera potrebbe essere coinvolta in quattro processi principali: apprendimento, pianificazione motoria, movimento degli occhi e ricerca della ricompensa.

Apprendimento

L'associazione tra apprendimento e sostanza nera cade alla relazione presentata da questa struttura con il morbo di Parkinson. Oggi è noto che le alterazioni dei neuroni della sostanza nera costituiscono un segno della patologia degenerativa.

Può servirti: ecologia applicata: storia, oggetto di studio, interventoMicrofotografia di sostanza nera in un paziente con Parkinson che mostra la perdita di cellule dopaminergiche, nonché il corpo di Lewy e la patologia di Lewy Neuritas. Fonte: Suraj Rajan

In questo senso, le alterazioni amnesiche presentate da molte materie con Parkinson hanno motivato l'inizio dello studio del ruolo della sostanza nera nell'apprendimento.

In particolare, un team di ricercatori dell'Università della Pennsylvania ha dimostrato che la stimolazione dei neuroni dopaminergici della sostanza nera può alterare il processo di apprendimento.

Lo studio è stato condotto in un gruppo di soggetti che hanno seguito un trattamento contro il morbo di Parkinson attraverso una profonda stimolazione, connotando il modo in cui l'intervento ha migliorato l'apprendimento associativo dei partecipanti.

Ricompensa

Nella stessa precedente indagine, è stato dimostrato come la stimolazione dei neuroni dopaminergici della sostanza nera ha fornito sensazioni gratificanti negli individui.

Per questo motivo, si sostiene che questa struttura cerebrale potrebbe essere strettamente correlata alla ricerca di ricompensa e dipendenza.

Pianificazione motoria

Il ruolo della sostanza nera nella pianificazione motoria è una delle funzioni piuttosto studiate e documentate.

Molti studi mostrano come i neuroni della sostanza nera svolgono un ruolo vitale nello sviluppo dei movimenti del corpo, un fatto ampiamente riflesso nei sintomi parkinsoniani che causano la loro degenerazione.

Movimento degli occhi

Infine, i neuroni di sostanza nera sono stati dimostrati anche nei processi dei movimenti degli occhi. Questa funzione sembra essere eseguita principalmente dalla sostanza nera reticolata. 

Neuroni della sostanza nera

Nel sistema nervoso sono stati descritti tre tipi principali di neuroni. Questi differiscono principalmente a causa della loro dimensione e posizione.

Il primo tipo di neuroni sono grandi cellule, si trovano nella regione ventrale della sostanza nera e si riferiscono alla regione nota come sostanza nera reticolare.

Il secondo tipo di neuroni sono cellule un po 'più piccole che sono classificate come "neuroni medi". Questi si trovano nella regione dorsale della sostanza nera e si riferiscono alla sostanza nera compatta.

Infine, il terzo tipo di neuroni sono piccole cellule trovate nelle due porzioni di sostanza nera, dorsale e ventrale. Cioè, sia la sostanza nera reticolata che la sostanza nera compatta contengono piccoli neuroni.

Neuroni della dopamina

I neuroni della dopamina sono molto abbondanti nella sostanza nera compatta (regione dorsale), tuttavia, possono essere localizzati da diverse regioni del mesencefalo, compresa la regione ventrale (sostanza nera reticolata).

I neuroni della dopamina si distinguono per le tecniche di istofuorescenza e immunistochimica, nonché attraverso la colorazione di Nissl, poiché questo tipo di neuroni ha alte masse di sostanza Nissl.

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I neuroni dopaminergici hanno un corpo neuronale medio, che si trova nella sostanza nera compatta. Presenta diversi processi dendritici principali, di solito tra 3 e 6 processi che possono essere forzati fino a 4 volte.

Uno o due dendriti di questi neuroni vengono introdotti nella sostanza nera reticolare. L'assone delle cellule dopaminergiche proviene da uno dei dendriti principali e non è mielinizzato.

L'assone non emette garanzie all'interno della sostanza nera ed è per l'ipotalamo laterale, fino a raggiungere le regioni striate. Gli altri dendriti del ramo neurone nella sostanza nera compatta.

Inoltre, i neuroni della dopamina hanno una piccola porzione di neuroni "nondopaminergici" di piccole dimensioni e forma stellata, i cui dendriti non superano i limiti nucleari.

Tipi di sostanze nere

Sezioni coronali del cervello umano che contrassegnano i gangli della base. Blu = corpo striato, verde = palloncino pallido (segmenti esterni ed interni), giallo = nucleo subtalamico, rosso = sostanza nera (pars reticulata e pars compact). La sezione giusta è la più profonda, più vicina al tronco cerebrale. Fonte: Andrew Gillies (Utente: Anaru) [CC BY-S (http: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0/]]

La sostanza nera differisce dalla sostanza bianca e dalla sostanza grigia a causa del suo aspetto, posizione, struttura e funzione. Tuttavia, due regioni specifiche possono anche essere distinte all'interno della sostanza nera.

Questa differenziazione risponde principalmente ai tipi di neuroni che includono la sostanza nera. Nelle regioni predomina un certo tipo di cellule e in altri neuroni diversi sono convenienti.

Allo stesso modo, le due regioni della sostanza nera sono associate a diverse funzioni, nonché a patologie di natura diversa.

Le due parti della sostanza nera sono la parte compatta e la parte reticolata. La parte compatta include gruppi dopaminergici adiacenti e la parte reticolata riguarda anche la parte laterale della sostanza nera.

Sostanza nera compatta

La parte compatta della sostanza nera è caratterizzata da neuroni neri, tinta attraverso il pigmento della neuromelanina. Questo pigmento aumenta con l'età, quindi i neuroni di questa regione sono oscurati nel corso degli anni.

Questa parte della sostanza nera può essere divisa tra il pavimento ventrale e il pavimento dorsale. I neuroni della parte compatta ricevono segnali inibitori dagli assoni collaterali dei neuroni della parte reticolata della sostanza nera.

Le cellule dopaminergiche di questa regione innervano anche altre strutture del sistema di gangli basali come il pallido mediale, la parte reticolata della sostanza nera e il nucleo subtalamico.

La sua attività è principalmente associata ai processi di apprendimento. Tuttavia, il funzionamento di questa regione è complesso ed è attualmente studiato.

Alcuni studi sottolineano che la degenerazione dei neuroni pigmentati della sostanza nera compatta costituisce il segno principale della malattia di Parkinson, quindi è sottolineato che questa regione sarebbe coinvolta nello sviluppo della patologia.

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Per quanto riguarda gli studi elettrofisiologici, diversi autori sottolineano che i neuroni in questa regione sono caratterizzati dalla presentazione di potenziali d'azione con un'onda a tre fasi, con la prima fase positiva e con una durata media superiore a 2,5 millisecondi.

Sostanza nera reticolata

La sostanza nera reticolata differisce dalla sostanza nera compatta dovuta alla densità dei neuroni, che è molto più bassa. In effetti, una regione leggermente diffusa è e i dendriti dei neuroni sono preferibilmente perpendicolari a afferenze striate.

È costituito da una popolazione eterogenea di neuroni GABAergici, per lo più neuroni di proiezione di grandi dimensioni, oltre a piccoli interneuroni in forma stellare.

La bassa densità neuronale della sostanza nera reticolare è anatomicamente molto simile a quella del palloncino pallido e dell'allora nucleo. In effetti, per la sua citologia, connessioni, neurochimica e fisiologia, la sostanza nera reticolare può essere considerata un'estensione di queste strutture cerebrali.

I neuroni medi hanno un corpo neuronale in modo variabile. Può essere triangolare, fusiforme, ovoide o poligonale, risolvere contenere tra 3 e 5 primaras che hanno origine nel corpo neuronale.

I principali dendriti della sostanza nera reticolare si formano nei poli dei neuroni fusiformi, dividendo dicotomicamente a breve distanza dal corpo. I dendriti terziari di solito appaiono a grande distanza, vicino ai dendriti terminali.

Gli assoni dei neuroni sono millesimizzati e hanno origine nel corpo o nei dendriti primari della cellula. La maggior parte di essi finisce nella sostanza nera reticolare o nella sostanza nera compatta.

Per quanto riguarda le sue funzioni, la sostanza nera reticolata sembra essere associata alla guida e ai processi di oculomozione. Allo stesso modo, questa struttura cerebrale è stata correlata alla malattia e all'epilessia di Parkinson.

Riferimenti

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