Черная субстанция (ЧС) находится в области четверохолмия крыши среднего мозга, является компонентом стриопаллидарного отдела экстрапирамидной системы. Основные функции: регуляция тонуса скелетной мускулатуры, координация рефлекторных моторных реакций, управление произвольной двигательной активностью. При участии ЧС формируются рефлекторные двигательные реакции (например, оборонительные). ЧС участвует в формировании движений, которые требуют отточенности, филигранности, плавности (например, сложные движения пальцев рук).
Характеристика
Черная субстанция – это мозговая структура, клетки которой содержат меланин, что обуславливает темный цвет. Клетки ЧС продуцируют медиатор дофамин (гормон удовольствия, радости). Поражение тканей ЧС приводит к нарушению тонких, сложных моторных паттернов, которые требуют точной координации движений. Становятся невозможными занятия – игра на музыкальных инструментах, рисование, каллиграфическое письмо.
В результате поражения тканей ЧС развивается ригидность (скованность) всей скелетной мускулатуры. Черное вещество находится в пределах среднего мозга, который в свою очередь располагается между промежуточным отделом и мостом. От среднего мозга отходят ножки, представленные в виде утолщенных белых валиков. Ножки направлены в сторону полушарий. На поперечном срезе ножки служат границей между их основанием и покрышкой, принадлежащей к среднему мозгу.
Между основанием и покрышкой пролегает ЧС. Красное ядро в пределах среднего отдела оказывает влияние на мышечный тонус, в совокупности с черной субстанцией регулирует двигательную активность. Повреждение вещества красного ядра приводит к повышению тонуса скелетной мускулатуры, процесс затрагивает преимущественно мышцы-разгибатели.
Врачи отмечают, что черная субстанция мозга играет ключевую роль в регуляции двигательной активности и координации движений. Эта область, расположенная в среднем мозге, содержит нейроны, богатые дофамином, что делает ее важной для контроля моторных функций. Специалисты подчеркивают, что нарушения в работе черной субстанции могут привести к серьезным заболеваниям, таким как болезнь Паркинсона, характеризующейся тремором, ригидностью и нарушением движений. Врачи также указывают на важность исследований, направленных на понимание механизмов функционирования этой структуры, что может открыть новые горизонты для разработки эффективных методов лечения неврологических расстройств. Таким образом, черная субстанция остается объектом активного изучения, что подчеркивает ее значимость для здоровья и качества жизни пациентов.
Исследования черного вещества
Впервые черное вещество, как самостоятельная мозговая структура, упоминается в трудах французского анатома Ф. Вик-д’Азира в 1786 г. Ученый первым связал темный цвет участка мозгового вещества с аккумуляцией специфического пигмента – меланина. В 1865 г. его соотечественник нейроанатом Ю. Бернард Люис впервые изобразил нейроны субстанции нигра, как овоидные (яйцеобразные) или полигональные (многоугольные) клетки с многочисленными длинными отростками.
Аксоны, отходящие от нейронов, образующих черную субстанцию, направлены к стриатуму – полосатому телу (отдел конечного мозга в структуре базальных ганглиев). Полосатое тело на срезах представлено чередующимися фрагментами белого и серого вещества, включает ядра – хвостатое и чечевицеобразное.
Русский невропатолог К. Третьяков создал нигральную теорию, которая связывала болезнь Паркинсона с повреждением структур ЧС. В научной работе Третьяков отметил характерные изменения, которым подвергается вещество ЧС у пациентов с болезнью Паркинсона.
Речь идет о дистрофических, атрофических изменениях нервной ткани на этом участке, уменьшении количества нейронов черного цвета, наличии цитоплазматических включений. Подобные структурные преобразования также наблюдаются после перенесенного энцефалита, проявляющегося паркинсонизмом.
Читайте также:
Третьяков обнаружил тельца Леви – нейрональные включения (эозинофильные образования округлой формы). Исследователи О. Горникевич и Г. Эрингер выявили снижение концентрации дофамина в ЧС у пациентов с болезнью Паркинсона. Одновременно уровень дофамина понижается в хвостатом ядре и на участке скорлупы. Повреждение тканей ЧС приводит к двигательной дисфункции.
Отростки нейронов черной субстанции направлены к полосатому телу, где происходит продукция дофамина, который оказывает регулирующее воздействие на деятельность мышц. Нормальный синтез дофамина приводит к своевременному, адекватному сокращению и расслаблению мускулатуры с учетом ситуации и потребностей. При дефиците дофамина происходит повышение мышечного тонуса.
Черная субстанция участвует в регуляции таких моторных актов, как глотание, жевание, что указывает на важную роль мозгового отдела в управлении моторикой органов речевого аппарата (координация работы губ, щек, языка). ЧС участвует в формировании двигательных актов, сопровождающих эмоции (лицевая мимика), например, смех, плач.
Черная субстанция, бледный шар и красное ядро располагаются в среднем мозге, являются частями паллидарной системы. Стриарная система состоит из скорлупы и хвостатого ядра. Стриопаллидарная система – основа, центр экстрапирамидной, обеспечивает взаимодействие между ядрами в пределах полосатого тела, поддерживает связь между их афферентными и эфферентными трактами.
Функции
Черная субстанция вместе с другими структурами среднего мозга (красное ядро, ретикулярная формация) образуют экстрапирамидную систему, что определяет основную функцию – регуляцию движений. Экстрапирамидная система связана с отделами спинного мозга трактами, идущими в обход пирамидных путей. Основные функции ЧС в составе экстрапирамидной системы:
- Регуляция мышечного тонуса.
- Реализация статокинетической функции (способность удерживать равновесие в произвольной позе).
- Участие в регуляции вегетативных функций (дыхательная, сердечная деятельность, тонус стенок кровеносных сосудов).
- Координация движений глаз.
- Участие в формировании реакций мотивации и личного поощрения (например, чувство удовлетворения, удовольствия от успешного выполнения задания).
В физиологии функции разных отделов (компактный, ретикулярный) черной субстанции различаются, что указывает на разное значение ее отдельных частей в регуляции двигательной активности. Компактный отдел образован 9-ю тяжами (участки скопления нейронов) рострокаудальной (направленной от начального к хвостовому сегменту) ориентации.
Отдельные тяжи в пределах ЧС различаются плотностью скопления нейронов (плотность выше в передней и средней частях, плотность меньше в задней и боковой частях). Компактный отдел состоит из 21-го вида нейронов, которые в совокупности отличаются выраженной пигментацией. Ретикулярный отдел состоит из слабопигментированных нервных клеток.
Связь компактной части черной субстанции с подкорковыми базальными ядрами обеспечивает поступление дофамина к хвостатому ядру. Дофамин выступает в роли нейромедиатора торможения. При увеличении концентрации дофамина возникают гиперкинезы (патологические неконтролируемые движения).
-
Читайте также:
При уменьшении концентрации дофамина развивается паркинсонизм, характеризующийся ограничением моторной активности. Ретикулярный участок черной субстанции обеспечивает взаимосвязь среднего и других отделов головного мозга. Кроме ЧС за обеспечение синтеза дофамина отвечают дугообразное (в пределах гипоталамуса) и перивентрикулярное (в области стенки третьего желудочка) ядра.
Черная субстанция мозга, или substantia nigra, привлекает внимание ученых и медицинских работников благодаря своей роли в регуляции движений и влиянии на эмоциональное состояние. Многие исследователи подчеркивают, что повреждение этой области связано с такими заболеваниями, как болезнь Паркинсона, что вызывает интерес к ее функциям и механизмам. Люди обсуждают, как черная субстанция участвует в выработке дофамина, нейромедиатора, ответственного за мотивацию и удовольствие. Некоторые эксперты отмечают, что понимание анатомии и функций черной субстанции может привести к новым подходам в лечении неврологических расстройств. В то же время, общественность проявляет интерес к тому, как стрессы и образ жизни могут влиять на здоровье этой области мозга, что подчеркивает важность комплексного подхода к изучению ее функций.
Диагностика
Транскраниальная сонография – метод ультразвукового исследования вещества черной субстанции. Для пациентов с болезнью Паркинсона характерны изменения, которые выявляются в ходе УЗИ черной субстанции в пределах головного мозга. Речь идет о гиперэхогенности участка ЧС.
Гиперэхогенный участок – это значит, отражающий ультразвук сильнее других исследуемых областей. Гиперэхогенность ЧС – надежный диагностический маркер, который позволяет диагностировать БП на ранних стадиях. К преимуществам транскраниальной сонографии относят неинвазивность, доступность, быстроту обследования, отсутствие вредного влияния на здоровье пациента.
Патологии
Повреждение черной субстанции в пределах головного мозга приводит к развитию болезни Паркинсона (БП). Многолетние исследования не дали полные ответы на вопросы, касающиеся этиологии заболевания, которое занимает 2-е место по распространенности (около 200 случаев на 100 тыс. населения) в структуре всех нейродегенеративных патологий, уступая только болезни Альцгеймера.
В 10-15% случаев заболевание представлено наследственной формой, обусловлено генетически, выявляется у пациентов молодого возраста. В остальных случаях БП чаще диагностируется у пожилых людей и возникает как спорадическая форма, обусловленная многими факторами. Ключевым событием в патогенезе является нарушение конформации (строения) белка альфа-синуклеина.
Изменение структурного строения белка приводит к образованию цитоплазматических фракций, характеризующихся нейротоксичностью, и телец Леви. Основные симптомы БП: ригидность (твердость) мышц, гипокинезия (ограничение объема и скорости движений), тремор (дрожание конечностей, головы), невозможность удерживать равновесие.
Существует нигральная теория, которая отводит ведущую роль в развитии паркинсонизма повреждению черного вещества в пределах головного мозга. Повреждение вещества субстанции нигра сопровождается сбоями в работе экстрапирамидной системы. Проявления включают паркинсонический тремор, мышечную дистонию (торсионный спазм – неравномерное повышение тонуса скелетных мышц) и другие двигательные нарушения.
-
Читайте также:
Например, атетоз (гиперкинез – неконтролируемые движения в виде тонических судорог, затрагивающих мускулатуру лица, туловища, конечностей), хорея (гиперкинез – неконтролируемые хаотические, отрывистые, беспорядочные движения), миоклонии (кратковременное, быстрое, непроизвольное сокращение мышц). В тяжелых случаях поражение тканей ЧС приводит к полной обездвиженности больного.
С возрастом происходит естественная гибель нервных клеток, образующих ЧС. При болезни Паркинсона избирательно погибают нейроны, расположенные в компактном отделе и продуцирующие дофамин. Двигательные нарушения, связанные с повреждением substantia nigra, лечат при помощи препаратов, которые изготавливаются на основе L-диоксифенилаланина.
Черная субстанция – мозговая структура, состоящая из пигментированных нейронов, обладающая характерным строением, вырабатывающая дофамин, входящая в состав экстрапирамидной системы.
Вопрос-ответ
Какую функцию выполняет черная субстанция?
Чёрная субстанция Pars compacta служит в основном в качестве приёмника — в цепи базальных ганглиев, поставляя дофамин полосатому телу. Pars reticulata служит в основном в качестве трансмиттера, передавая сигналы от базальных ганглиев к другим многочисленным структурам мозга.
Почему черную субстанцию среднего мозга называют черной?
Клетки этой субстанции богаты одной из форм природного пигмента меланина — нейромеланином, который и придаёт ей характерный тёмный цвет. В чёрной субстанции различают дорсально расположенный компактный слой (pars compacta) и вентральный (pars reticulata) — сетчатый слой.
Что вырабатывается нейронами черной субстанции?
Развитие болезни Паркинсона связано с гибелью нейронов компактной части черной субстанции, которые вырабатывают дофамин. Установлено, что болезнь Паркинсона начинается за 10-15 лет до возникновения симптомов.
Какой медиатор выделяет нейроны черной субстанции среднего мозга?
Гамма-аминобутировая кислота (ГАМК) – основной тормозной нейромедиатор в мозге.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите основные функции черной субстанции, такие как участие в контроле движений и регуляции эмоционального состояния. Понимание этих функций поможет вам лучше осознать, как нарушения в этой области могут влиять на поведение и координацию.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на связь черной субстанции с заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона. Изучение этих аспектов может помочь вам понять, как нарушения в работе этой области мозга могут проявляться в повседневной жизни.
-
Читайте также:
СОВЕТ №3
Используйте визуальные материалы, такие как схемы и изображения, чтобы лучше запомнить анатомию черной субстанции. Визуализация помогает усвоить информацию и создать более четкое представление о структуре мозга.
СОВЕТ №4
Следите за новыми исследованиями в области нейробиологии, чтобы быть в курсе последних открытий о черной субстанции. Научные достижения могут изменить наше понимание ее функций и роли в здоровье человека.
