Физиология базальных ганглиев. Кортикостриарные проекции.

Прогресс, достигнутый в последнее время в понимании сложных механизмов функционирования базальных ганглиев, их роли в регуляции двигательных функций и развитии двигательных нарушений, во многом связан с изучением их нейротрансмиттерной организации. В настоящее время установлено, что функциональная активность стриатума, считающегося основным интеграционным центром базальных ганглиев, определяется сложным взаимодействием различных нейротрансмиттерных систем (Бархатова В.П., 1988; Hassler R., 1979; Hassler R. et al., 1980; Mc Geer E.G. et al., 1984; Di Chiara G. et al., 1994; Gerfen C.R., 1995; Parent A., Hazrati L.N., 1995).

Нейротрансмиттером самой большой афферентной системы, через которую в стриатум поступает импульсация от коры больших полушарий, является глутамат (глутаминовая кислота). Глутамат — основной возбуждающий трансмиттер в ЦНС. В настоящее время установлено, что глутамат, аспартат и другие близкие по строению аминокислоты осуществляют передачу возбуждения в 40% всех синапсов головного и спинного мозга, причем взаимодействие этих возбуждающих нейротрансмиттеров со специфическими мембранными рецепторами ответственно за осуществление многих важнейших когнитивных, двигательных и чувствительных функций.

Источником большинства кортикостриарных глутаматергических проекций являются моторные и сенсорные зоны коры, небольшое число волокон следует и от зрительных зон коры. Корковые проекции к стриатуму начинаются от разных типов клеток, расположенных в У, У1 и супрагранулярном слоях коры. Каждая область коры иннервирует определенную часть стриатума, при этом зоны стриатума, связанные с различными областями коры, перекрываются лишь в очень небольшой степени.

Показано, что моторные и сенсорные области коры проецируются преимущественно на скорлупу, а префронтальные области — на хвостатое ядро. На основании этого сделан вывод о различном влиянии скорлупы и хвостатого ядра на двигательные функции, при этом основным экстрапирамидным двигательным центром считается скорлупа.

базальные ганглии
-- картинка кликабельна для просмотра --

Аксонтранспортные методы позволили установить более точную локализацию различных кортикостриарных проекций. Показано, что проекции прелимбической области коры располагаются в участках, содержащих большое количество опиатных рецепторов и распространенных по всему стриатуму, что обеспечивает возможность широкого взаимодействия афферентации от прелимбических отделов и других структур мозга. Важно подчеркнуть, что треть всех опиатных рецепторов стриатума локализуется пресинаптически на терминалях восходящих нигростриарных дофаминергических волокон.

Характер информации, поступающей в стриатум из прелимбической области коры, в настоящее время не установлен. Предполагается ее участие в центральных механизмах мотивации.

Кортикостриарные волокна, как и другие афферентные системы, образуют синапсы в основном на проекционных шиловидных нейронах стриатума. На этих клетках были обнаружены различные типы глутаматных рецепторов. Предполагается, что дифференцированная активация рецепторов при высвобождении глутамата из терминалей кортикостриарных волокон, регулируемом пресинаптическими глутаматными и иными рецепторами, лежит в основе синаптической пластичности, имеющей значение как в процессах двигательного обучения, так и в развитии двигательных нарушений при таких экстрапирамидных заболеваниях, как болезнь Паркинсона или хорея Гентингтона.

Результаты экспериментальных исследований последних лет свидетельствуют о роли в патогенезе нейродегенеративных заболеваний изменений функциональной активности метаботропных глутаматных рецепторов, которые связаны с G-белками и контролируют активность мембранных энзимов и ионных каналов. Показано, что определенные популяции этих рецепторов могут стимулировать (1-я группа рецепторов) или тормозить (2-я и 3-я группы) дегенеративные изменения нервной ткани.

Так, агонисты 2-й группы и антагонисты 1-й группы метаботропных глутаматных рецепторов защищали стриарные нейроны от дегенеративных изменений, вызванных квинолиновой кислотой, что является экспериментальной моделью хореи Гентингтона, а также блокировали эксцитотоксические механизмы повреждения дофаминергических нейронов черной субстанции при экспериментальном паркинсонизме. В связи с этим создание селективных агонистов и антагонистов различных метаботропных глутаматных рецепторов, не оказывающих значительного действия на возбуждающую синаптическую трансмиссию, следует считать перспективным направлением в лечении экстрапирамидных нейродегенеративных заболеваний.

Важное значение в механизмах функционирования базальных ганглиев и развитии двигательных нарушений придается в настоящее время субталамическому ядру, которое является единственной областью базальных ганглиев, содержащей возбуждающие проекционные нейроны. Глутаматергические проекции субталамического ядра идут к внутреннему и наружному сегментам бледного шара и черной субстанции. Идентифицированы прямые возбуждающие проекции к субталамическому ядру и черной субстанции от коры больших полушарий.

В последние годы накоплено достаточное количество данных, свидетельствующих о том, что эксцитотоксичность, связанная с избыточной стимуляцией глутаматных рецепторов, является важным механизмом прогрессирующей дегенерации дофаминергических нейронов черной субстанции при болезни Паркинсона.

- Читать далее "Таламостриарные проекции. Нигростриарный дофаминергический путь."

Оглавление темы "Экстрапирамидная система.":
1. Экстрапирамидная система. Базальные ганглии.
2. Физиология базальных ганглиев. Кортикостриарные проекции.
3. Таламостриарные проекции. Нигростриарный дофаминергический путь.
4. Мезолимбический путь. Серотонинергический путь.
5. ГАМК. Тормозящая система нервной системы.
6. Вставочные нейроны. Виды вставочных нейронов нервной системы.
7. Движение человека. Механизмы регуляции движения человека.
8. Принципы организации системы регуляции движений. Уровни регуляции движений у человека.
9. Основы нервной регуляции движений. Структурно-функциональная организация базальных ганглиев.
10. Стриатум. Физиология стриатума.

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: