Физиология дофамина. Влияние дофамина на нигростриарную систему.

В последние годы установлено, что влияние дофамина на стриарные нейроны имеет более сложный и неоднозначный характер, чем это представлялось ранее. Выяснилось, что эффект дофамина зависит не только от типа рецептора, с которым он взаимодействует, но и от мембранного потенциала проекционных стриарных нейронов. В частности, агонисты D1-рецепторов способны тормозить разряды нейронов, если их мембрана находится в состоянии гиперполяризации, но усиливают их, если мембрана деполяризирована.

Вновь открытые факты свидетельствуют и о том, что дофамин может модулировать (то есть усиливать или ослаблять) кортикостриарную передачу через механизмы долговременной потенциации или депрессии — именно это делает возможными обучение сложным движениям и автоматизацию движений. Ранее способность к адаптации в виде долговременного потенцирования была отмечена у NMDA — типа глутаматных рецепторов в некоторых базальных ганглиях (стриатум, СТЯ, ЧС), а также во многих областях коры.

В отличие от других нейронов базальных ганглиев (за исключением крупных холинергических вставочных нейронов стриатума) дофаминергические нейроны не изменяют активности в связи с самим движением, но начинают фазически разряжаться при предъявлении стимулов, предвещающих возможное положительное подкрепление. Таким образом, дофаминергическая афферентация облегчает выполнение ранее подкрепленных в данной ситуации движений, способствуя адекватному фокусированию кортикостриарной импульсации.

И наоборот, снижение выделения дофамина (в том числе при болезни Паркинсона) может блокировать инициацию и реализацию двигательных программ на уровне стриатума (Отеллин В.А., Арушанян Э.Б., 1989; Alexander G.E., 1997).

физиология дофамина

Исследования, выполненные на лабораторных животных, показывают, что дофаминергические нейроны фазически разряжаются в преддверии положительного подкрепления только в том случае, когда сохраняется некоторая неопределенность. Если за данным стимулом или реакцией всякий раз следует подкрепление, то фазический разряд нейронов постепенно прекращается. Таким образом, фазическая активность дофаминергических нейронов особенно важна в процессе обучения.

Помимо фазической активности, у дофаминергических нейронов среднего мозга зарегистрирована и тоническая активность, благодаря которой связанные с ними нервные клетки (например, в стриатуме) поддерживаются в деятельном состоянии.

Поскольку дофаминергические нейроны диффузно взаимодействуют с большим количеством нейронов стриатума, дофамин может выполнять не только сигнальную нейромедиаторную функцию, но и нейромодуляторную функцию, играя роль своеобразного локального нейрогормона. Об этом свидетельствует и драматический эффект леводопы при болезни Паркинсона, которая восполняет дефицит дофамина в стриатуме, но не способна восстановить активность гибнущих нигростриарных нейронов и их связей.

Тонические разряды нейронов черной субстанции, связанных не только со стриатумом, но и с БШ и СТЯ, могут способствовать синхронизации активности различных звеньев подкорково-корковых кругов.

Дофаминергические нигростриарные нейроны контактируют и с холинергическими вставочными нейронами стриатума, которые обеспечивают интеграцию нейронов стриосом и матрикса стриатума и тем самым способствуют функциональному сопряжению деятельности различных отделов лобной коры (моторных зон, дорсолатеральной, орбитофронтальной, медиобазальной). Учитывая антагонизм дофаминергической и холинергической систем, можно предположить, что холинергические нейроны оказывают стимулирующее влияние на нейроны непрямого пути.

Дофаминергические нейроны ЧСк посылают волокна не только в стриатум, но и в БШ, СТЯ, миндалину и, в свою очередь, получают афферентацию от стриатума (главным образом от нейронов стриосом), стволовых ядер (ядер шва, педункулопонтинного ядра), коры и БШ.

Нейроны черной субстанции (клеточная группа А9) — не единственный источник дофаминергической иннервации структур головного мозга. Лобные доли, а также лимбические структуры и вентральный стриатум (прилежащее ядро, обонятельный бугорок) получают дофаминергическую афферентацию от нейронов вентральной покрышки среднего мозга (клеточная группа А10), являющихся источником мезокортикального и мезолимбического путей. В среднем мозге располагается и еще одно скопление дофаминергических нейронов — ретрорубральная зона (клеточная группа А8), которое иннервирует в основном матриксные зоны стриатума.

Важную модулирующую роль в регуляции деятельности базальных ганглиев могут играть серотонинергические нейроны ядер шва, посылающие волокна к стриатуму, СТЯ и БШв и тормозящие активность нигростриарных нейронов, а также норадренергические нейроны голубого пятна, взаимодействующие с нейронами стриатума.

- Читать далее "Стволовые проекции базальных ганглиев. Связи базальных ганглиев с двигательными ядрами."

Оглавление темы "Стриатум. Кора больших полушарий.":
1. Нейроны стриатума. Матриркс стриатума.
2. Вентральный стриатум. Стриатопаллидарные связи. Субталамическое ядро.
3. Внутренний сегмент бледного шара. Таламические проекции базальных ганглиев.
4. Связи таламуса со стриатумом. Как функционируют стриато-паллидо-таламо-кортикальные связи?
5. Компактная часть черной субстанции. Нигростриарная система.
6. Физиология дофамина. Влияние дофамина на нигростриарную систему.
7. Стволовые проекции базальных ганглиев. Связи базальных ганглиев с двигательными ядрами.
8. Роль коры больших полушарий в регуляции движений. Первичная моторная кора.
9. Премоторная кора. Строение прематорной коры. Признаки поражения прематорной коры.
10. Дополнительная моторная кора. Функции дополнительной моторной коры.

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: