Кіріспе

Мидағы екі жақты жол – Нигростриаталдық жол – мидағы екі жақты дофаминергиялық жол, ол мидың орталық бөлігіндегі қара заттың компактты бөлігін (SNc) мидың алдыңғы бөлігіндегі дорсальды стриатуммен (яғни, күйрекшелік ядро мен қабықшамен) байланыстырады. Бұл мидағы дофаминнің төрт негізгі жолының бірі болып табылады және базальды ганглиялардың моторлық айналымы деп аталатын жүйенің құрамында қозғалыс жасауда маңызды рөл атқарады. Бұл жолдың дофаминергиялық нейрондары аксондық ұштарынан дофамин бөліп шығарады, ол стриатумда орналасқан GABAергиялық орташа тікенді нейрондарға (MSN), сондай-ақ тікенді проекциялық нейрондарға (SPN) синапс арқылы әсер етеді. SNc-дегі дофаминергиялық нейрондардың дегенерациясы Паркинсон ауруының негізгі патологиялық белгілерінің бірі болып табылады, бұл дофамин функциясының айқын төмендеуіне және Паркинсон ауруының симптомдық моторлық жетіспеушіліктеріне, соның ішінде гипокинезияға, треморға, қатыруға және дене күйінің бұзылуына алып келеді.

Анатомия

Substantia nigra pars compacta мен dorsal striatum арасындағы байланыс дофаминергиялық аксондар арқылы қамтамасыз етіледі.

Substantia nigra pars compacta (SNc) (Қараңғы тұқымның тұқымдық құрамы)

Қара зат әр жарты шардың ортаңғы миының құрсақ жағында орналасқан. Оның екі ерекше бөлігі бар: pars compacta (SNc) және pars reticulata (SNr). Парс компактада A9 жасушалар тобының дофаминергиялық нейрондары бар, олар нигростриаттық жолды құрайды. Бұл жол дофаминді стриатумға жеткізе отырып, базальды ганглияларға ақпарат жібереді. Ал pars reticulata көбінесе GABAергиялық нейрондардан тұрады. SNc, SNr-ге жабысқан жіңішке жасушалар қабатынан тұрады және мезолимбикалық дофамин жолын құрайтын вентральді тегментальді аймақтағы (VTA) A10 дофаминергиялық нейрондарының тобына қарай орналасқан. SNc адам миының тіндерінде оңай көрінеді, себебі дофамин нейрондары нейромеланин деп аталатын қара пигментті қамтиды, ол жас өте келе жинақталады. SNc-дегі дофаминергиялық жасуша денелері тығыз орналасқан, адам SNc-де шамамен 200 000 – 420 000 дофамин жасушасы, ал егеуқұйрық SNc-де 8 000 – 12 000 дофамин жасушасы бар. Бұл дофамин жасуша денелері екі химиялық тұрғыдан анықталған қабаттардың бірінде орналасқан. Жоғарғы қабаттағы (немесе дорсальді қабаттағы) жасушалар кальбидин D28K деп аталатын байланыстырушы белокты қамтиды, ол жасуша ішіндегі кальций деңгейі тым жоғары немесе уытты болған кезде оны буферлей алады. Төменгі қабаттағы (немесе вентральді қабаттағы) дофамин жасушаларында бұл белок жоқ, сондықтан олар Паркинсон ауруына ұқсас белгілерді тудыруы мүмкін нейротоксиндердің (мысалы, MPTP) әсеріне осал. Дорсальді қабаттағы дофамин жасушаларының дендриттері парс компакта арқылы көлденең бағытта таралады, ал вентральді қабаттағы дофамин жасушаларының дендриттері парс ретикулатаға қарай созылады.

Допаминергиялық аксондар

Допамин нейрондарының аксондары бастапқы дендриттен шығып, мидың орталық бөлігіндегі (медиалды ми буыны) арқылы дорсальды жолақты денеге (dorsal striatum) іпсилатеральды (бір жақта) проекцияланады. SNc-дегі дофаминдық жасушалар негізінен дорсальды жолақты дененің латеральды және қаудальды (арқалық) бөліктеріне, ал медиалды SNc-дегі дофаминдық жасушалар медиалды жолақты дененің бөліктеріне проекцияланады. Барлық SNc дофаминдық жасушалары стриозомалық (немесе жапсырмалық) және матрицалық нейрохимиялық бөлімдерге проекцияланса да, дорсальды деңгейлі нейронның аксоналдық аймағының көп бөлігі матрицалық бөлімде, ал вентральды деңгейлі нейрондардың аксоналдық өрісінің көп бөлігі стриозомаларда орналасқан. SNc-нің дорсальды қабатындағы аз ғана дофаминдық нейрондар сонымен қатар тікелей қыртысқа (cortex) проекцияланады, бірақ қыртыстың дофаминдық иннервациясының көп бөлігі жақын орналасқан VTA дофаминдық нейрондарынан келеді. Дорсальды жолақты дене екі бөлікке бөлінеді: қаудатты ядро (caudate nucleus) және путамен (putamen). Кеміргіштерде ішкі капсула жетілмегендіктен, қаудатты және путамен бөлек емес, бір үлкен құрылымды – қаудатты-путаменді (CPu) құрайды. Дорсальды жолақты денедегі жасушалардың көпшілігі (шамамен 95%) – ГАБАергиялық орташа тікенді нейрондар (MSN), сондай-ақ тікенді проекциялық нейрондар (SPN) деп те аталады. Бұл МЖЖ-ның шамамен жартысында дофамин D1 рецепторлары бар және олар тікелей қара субстанцияға (substantia nigra) проекцияланып, базалық ганглиялардың тікелей жолын құрайды, ал екінші жартысы дофамин D2 рецепторларын экспресс етеді, олар тікелей емес жолды құру үшін қара субстанцияға, глобус паллидус (globus pallidus) және субталамустық ядро (subthalamic nucleus) арқылы проекцияланады. Қалған 5% -ы холинергиялық нейрондар немесе ГАБА-ергиялық нейрондардың бір түрі болып табылатын интернейрондар. Бұл интернейрондардың аксондары мен дендриттері стриатумның ішінде қалады. Қаудатты ядро мен путамен ми қабығының (cerebral cortex) барлық аймақтарынан қоздырғыш ақпаратты алады. Бұл глутаматергиялық кіріс әдетте топографиялық тұрғыдан орналастырылған, сондықтан путамен көбінесе сенсомоторлық қабықтан (sensorimotor cortex) ақпарат алады, ал қаудатты ядро көбінесе ассоциациялық қабықтан (association cortex) ақпарат алады, сондай-ақ гиппокамптан (hippocampus) және миндаль безінен (amygdala) де шағын қоздырғыш кіріс алады. Дорсальды стриатумда нейрохимиялық тұрғыдан анықталған стриозомалар (жапсырмалар деп те аталады) бөлімдері бар, олар жоғары ацетилхолинестераза және кальбидин D28K қамтитын матрицалық бөлімге ендірілген тығыз μ опиоидты рецепторлардың бояуын көрсетеді. Нигростриаттық жолдың (nigrostriatal pathway) дофаминергиялық аксондық түйіндері дорсальды стриатумдағы ГАБАергиялық МЖЖ-ға синапс жасайды. Олар жасуша денесі мен дендриттік білік аймақтарында, бірақ көбінесе дендриттік тікендердің мойындарында синапстарды құрайды, сонымен қатар сол дендриттік тікендердің басына глутаматергиялық кіріс алады. Бұл сыйлық пен тәуелділікке байланысты. Нигростриаттық дофаминергиялық нейрондар нейрондық белсенділіктің тоникалық және фазалық үлгілерін көрсетеді. Бұл дофаминнің дорсальды стриатумдағы аксондық түйіндерден, сондай-ақ SNc және SNr-дегі жасуша денелерінен және дендриттерден босатылуының әртүрлі үлгілеріне әкелуі мүмкін. Допаминді босатумен қатар, нигростриаттық жолдағы кейбір аксондар ГАМК-ты да босата алады. Нигростриаттық жол қозғалысқа екі жол арқылы әсер етеді: қозғалыстың тікелей жолы және қозғалыстың тікелей емес жолы.

Тікелей қозғалыс жолы

Тікелей жол қажетті қозғалыстарды жеңілдетуге қатысады. Каудаттық ядро мен путамендегі допамин D1 рецепторларын қамтитын орташа тікенді нейрондардың проекциялары substantia nigra pars reticulata және globus pallidus (GPi) ішкі сегментіндегі тониктік белсенді GABAергиялық жасушалармен синапс түзеді, олар таламусқа проекциялайды. Стриатонигрл / стриатоэнтопедункулярлық және нигроталамиялық жолдар тежегіш болғандықтан, тікелей жолды белсендіру таламусқа және моторлық қабықша арқылы туындайтын қозғалысқа жалпы соқтығысқан қоздырушы әсер етеді.

Көшпелі қозғалыс жолы

Бейнелегіш жол қажетсіз қозғалысты басуға қатысады. Допамин D2 рецепторларынан шығатын проекциялар, каудатты ядродағы және путамендегі орта тікенді нейрондар, Глобус паллидустың (GPe) сыртқы сегментіндегі тониктік белсенді ГАБАергиялық жасушалармен синапс түзеді, одан кейін олар қоздырғыш субтальмалық ядро (STN) арқылы қара дененің ретикулялық бөлігіне проекциялайды. Стриатопаллидалық және нигроталамиялық жолдар тежегіш болғандықтан, ал субталамулық-нигралық жол қоздырғыш болғандықтан, бейнелегіш жолды белсендіру таламусқа және моторлық қабықтың қозғалысына жалпы тежегіш әсер етеді.

Паркинсон ауруы

Паркинсон ауруы ауыр қозғалыс проблемаларымен сипатталады, негізінен гипокинезия, қатыру, діріл және дене күйінің бұзылуы. Нигростриаттық жол бойындағы дофамин нейрондарының жоғалуы Паркинсон ауруының негізгі патологиялық ерекшеліктерінің бірі болып табылады. Субстанция ниграның компактты бөлігіндегі және каудат-путамен кешеніндегі дофамин өндіретін нейрондардың дегенерациясы нигростриаттық жолдағы дофамин концентрациясының төмендеуіне алып келеді, бұл функцияның төмендеуіне және ерекше симптомдарға себеп болады. Аурудың белгілері әдетте дофамин функциясының 80-90% жоғалғанға дейін көрінбейді. Тағы бір гипотеза Паркинсон ауруының дофамин (D.A.) және ацетилхолин (ACh) арасындағы тепе-теңдіктің бұзылуынан туындайтынын, тек дофамин тапшылығынан ғана емес екенін көрсетеді.

Леводопа әсерінен пайда болған дискинезия

Леводопа индуцияланған дискинезия (ЛІД) – Паркинсон ауруын емдеуде қолданылатын Л-ДОПА препаратын ұзақ мерзімді қолданумен байланысты асқынушылық, ол еріксіз қозғалыстармен және бұлшық еттердің жиырылуымен сипатталады. Бұл жағдай емдеудің 9 жылынан кейін пациенттердің 90%-ға дейін кездеседі. Пациенттерде Л-ДОПА қолдануы нигростриаттық дофамин проекцияларының бұзылуына, сондай-ақ базальдық ганглиядағы постсинаптикалық нейрондардың өзгеруіне алып келуі мүмкін.

Шизофрения

Шизофрения кезінде допаминнің пресинаптикалық метаболизмі өзгереді.