Zat nigra: fungsi, anatomi dan penyakit

substantia nigra adalah bagian heterogen otak tengah, wilayah tertentu dari otak. Demikian juga, itu adalah unsur penting dari sistem ganglia basal . Ini merupakan bagian dorsal otak yang ditandai dengan memiliki neuron yang mengandung neuromelanin, pigmen gelap khusus untuk otak.

Nama substansia nigra mengacu pada penampilan neuron di daerah tertentu di otak tengah. Ini memiliki warna gelap, sangat mirip dengan hitam.

Mengenai fungsinya, substansia nigra terdiri dari neuron dopaminergik dan GABAergik, dan memainkan peran penting dalam pengendalian aktivitas motorik.

Indeks artikel

Anatomi substansia nigra

MRI, bagian horizontal. Substansi hitam disorot dengan warna merah.

Substantia nigra adalah wilayah otak yang terletak di bagian dorsal pedunculus serebri dan memanjang berhadap-hadapan di sepanjang otak tengah.

Studi pertama tentang zat khusus ini dilakukan oleh Mingazzini pada tahun 1888 dan oleh Sano pada tahun 1919. Sejak itu, disimpulkan bahwa zat hitam itu terbagi menjadi dua bagian makroskopis.

Yang pertama, yang dikenal sebagai bagian dorsal, dicirikan sebagai zat yang sangat kaya akan neuron dengan neuromelanin. Warna pigmen ini membuat sel-sel di daerah itu tampak lebih gelap dari biasanya.

Bagian lain dari substansia nigra terletak di daerah paling ventral, di mana struktur substansia nigra paling banyak ditemukan. Ini memiliki bentuk bulat telur pipih dan ditandai dengan lebih miskin dalam sel.

Akhirnya, beberapa penulis mempertahankan keberadaan bagian lateral substansia nigra. Namun, saat ini bagian ini dianggap bagian dari bagian ventral zat.

Di sisi lain, dua bagian substansia nigra juga dapat dengan mudah dibedakan melalui jenis neurotransmiter yang dikandungnya. Sementara neuron di bagian dorsal mengandung konsentrasi dopamin yang tinggi , neuron di bagian ventral lebih kaya akan GABA.

Fitur

Lokasi substansia nigra ditandai dengan warna merah

Fungsi substansia nigra tentu saja kontroversial hari ini. Aktivitas apa yang dilakukan daerah otak ini dan fungsi spesifik apa yang mereka lakukan belum sepenuhnya diperiksa.

Namun, data yang diperoleh tentang aktivitasnya menunjukkan bahwa zat hitam dapat terlibat dalam empat proses utama: pembelajaran, perencanaan motorik, gerakan mata, dan pencarian hadiah.

Sedang belajar

Hubungan antara belajar dan substansia nigra terletak pada hubungan struktur ini dengan penyakit Parkinson. Saat ini diketahui bahwa perubahan pada neuron substansia nigra adalah tanda patologi degeneratif.

Fotomikrograf substansia nigra pada pasien Parkinson menunjukkan hilangnya sel dopaminergik, serta tubuh Lewy dan patologi neurit Lewy. Sumber: Suraj Rajan

Dalam pengertian ini, perubahan amnesia yang dialami oleh banyak subjek dengan Parkinson memotivasi awal studi tentang peran substansia nigra dalam pembelajaran.

Secara khusus, tim peneliti dari University of Pennsylvania menunjukkan bahwa stimulasi neuron dopaminergik di substansia nigra dapat mengubah proses pembelajaran.

Penelitian dilakukan pada sekelompok subjek yang mengikuti pengobatan penyakit Parkinson melalui stimulasi mendalam, yang menunjukkan bagaimana intervensi meningkatkan pembelajaran asosiatif para peserta.

Perburuan hadiah

Dalam penelitian sebelumnya yang sama, ditunjukkan bagaimana stimulasi neuron dopaminergik dari substansia nigra memberikan sensasi yang bermanfaat pada individu.

Untuk alasan ini, dikatakan bahwa struktur otak ini dapat terkait erat dengan pencarian hadiah dan kecanduan.

Perencanaan motorik

Peran substansia nigra dalam perencanaan motorik adalah salah satu fungsi yang paling banyak dipelajari dan didokumentasikan.

Banyak penelitian menunjukkan bagaimana neuron substansia nigra memainkan peran penting dalam perkembangan gerakan tubuh, sebuah fakta yang secara luas tercermin dalam gejala parkinson yang disebabkan oleh degenerasi mereka.

Gerakan mata

Akhirnya, juga telah ditunjukkan bagaimana neuron substansia nigra mengintervensi proses gerakan mata. Fungsi ini tampaknya dilakukan terutama oleh zat hitam reticulated.

Neuron substansia nigra

Dalam sistem saraf mereka menggambarkan tiga jenis utama neuron. Ini berbeda terutama dengan ukuran dan lokasi mereka.

Jenis neuron pertama adalah sel besar, mereka ditemukan di daerah ventral substantia nigra dan merujuk ke daerah yang dikenal sebagai reticular substantia nigra.

Jenis neuron kedua adalah sel yang agak lebih kecil yang diklasifikasikan sebagai “neuron sedang”. Ini ditemukan di daerah punggung substansia nigra dan mengacu pada substansia nigra kompak.

Terakhir, jenis neuron ketiga adalah sel-sel kecil yang ditemukan di dua bagian substansia nigra, dorsal dan ventral. Artinya, baik substansia nigra retikulat maupun substansia nigra kompak mengandung neuron-neuron kecil.

Neuron dopamin

Neuron dopamin sangat melimpah di substantia nigra kompak (daerah punggung), namun, mereka dapat ditemukan di berbagai daerah otak tengah, termasuk daerah ventral (reticulated substantia nigra).

Neuron dopamin dibedakan dengan teknik histofluoresensi dan imunohistokimia, serta melalui pewarnaan Nissl, karena jenis neuron ini memiliki massa zat Nissl yang tinggi.

Neuron dopaminergik memiliki badan neuron median, yang terletak di substansia nigra kompak. Ini menyajikan beberapa proses dendritik utama, biasanya antara 3 dan 6 proses yang dapat bercabang hingga 4 kali.

Satu atau dua dendrit dari neuron ini memasuki substansi retikuler nigra. Akson sel dopaminergik berasal dari salah satu dendrit utama dan tidak bermielin.

Akson tidak memancarkan kolateral dalam substansia nigra, dan berjalan melalui hipotalamus lateral, sampai mencapai daerah lurik. Dendrit lain dari cabang neuron dalam substansia nigra kompak.

Lebih lanjut, neuron dopamin memiliki sebagian kecil neuron “non-dopaminergik” berbentuk bintang berukuran kecil yang dendritnya tidak melebihi batas inti.

Jenis-jenis substansia nigra

Bagian koronal otak manusia yang menandai ganglia basal. Biru = striatum, hijau = bola pucat (segmen luar dan dalam), kuning = inti subthalamic, merah = substansi hitam (pars reticulata dan pars compacta). Bagian kanan adalah yang terdalam, paling dekat dengan batang otak. Sumber: Andrew Gillies (Pengguna: Anaru) [CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Substansi nigra berbeda dari materi putih dan materi abu-abu dengan penampilan, lokasi, struktur, dan fungsinya. Namun, di dalam substansia nigra dua wilayah tertentu juga dapat dibedakan.

Diferensiasi ini merespon terutama pada jenis neuron yang termasuk dalam substansia nigra. Di beberapa daerah jenis sel tertentu mendominasi dan di daerah lain neuron yang berbeda dikonotasikan.

Demikian juga, kedua wilayah substansia nigra dikaitkan dengan fungsi yang berbeda, serta dengan berbagai jenis patologi.

Dua bagian dari zat hitam adalah bagian kompak dan bagian reticulated. Bagian kompak mencakup kelompok dopamin yang berdekatan, dan bagian retikulat juga melibatkan bagian lateral substansia nigra.

Bahan hitam kompak

Bagian kompak dari substantia nigra ditandai dengan neuron hitam, diwarnai melalui pigmen neuromelanin. Pigmen ini meningkat seiring bertambahnya usia, sehingga neuron di wilayah ini menjadi gelap selama bertahun-tahun.

Bagian substansia nigra ini dapat dibagi antara dasar ventral dan dasar dorsal. Neuron di bagian kompak menerima sinyal penghambatan dari akson kolateral neuron di bagian retikulat substansia nigra.

Sel-sel dopaminergik di wilayah ini juga mempersarafi struktur lain dari sistem ganglia basalis seperti pallidum medial, bagian retikulat dari substansia nigra, dan nukleus subtalamus.

Aktivitasnya terutama terkait dengan proses belajar. Namun, pengoperasian wilayah ini kompleks dan sedikit dipelajari saat ini.

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa degenerasi neuron berpigmen pada substansia nigra kompak adalah tanda utama penyakit Parkinson, itulah sebabnya disarankan bahwa wilayah ini terlibat dalam perkembangan patologi.

Mengenai studi elektrofisiologi, beberapa penulis menunjukkan bahwa neuron di wilayah ini ditandai dengan memiliki potensial aksi dengan bentuk gelombang trifasik, dengan fase positif pertama, dan dengan durasi rata-rata lebih besar dari 2,5 milidetik.

Zat hitam yang terkait silang

Substantia nigra reticulated berbeda dari substantia nigra kompak dengan kepadatan neuron, yang jauh lebih rendah. Faktanya, ini adalah daerah yang agak menyebar dan dendrit neuron lebih disukai tegak lurus terhadap aferen lurik.

Ini terdiri dari populasi neuron GABAergik yang heterogen, sebagian besar neuron proyeksi berukuran besar dan sedang, serta interneuron berbentuk bintang kecil.

Densitas neuronal yang rendah dari substantia nigra retikuler secara anatomis sangat mirip dengan globus pallidus dan nukleus entopeduncular. Faktanya, karena sitologi, koneksi, neurokimia dan fisiologinya, substantia nigra reticular dapat dianggap sebagai perpanjangan dari struktur otak ini.

Neuron sedang memiliki tubuh neuron dengan bentuk yang bervariasi. Ini bisa berbentuk segitiga, fusiform, ovoid atau poligonal, biasanya mengandung antara 3 dan 5 dendrit primer yang berasal dari badan saraf.

Dendrit utama dari substantia nigra retikuler terbentuk di kutub neuron gelendong, membelah secara dikotomis pada jarak pendek dari tubuh. Dendrit tersier biasanya muncul pada jarak yang sangat jauh, dekat dendrit terminal.

Akson neuron mengalami milienisasi dan berasal dari tubuh atau dendrit primer sel. Kebanyakan dari mereka berakhir di substantia nigra reticular atau di substantia nigra kompak.

Mengenai fungsinya, zat hitam reticulated tampaknya terkait dengan proses orientasi dan oculomotion. Demikian juga, struktur otak ini telah dikaitkan dengan penyakit Parkinson dan epilepsi.

Referensi

  1. Beckestead, RM; Domesick, VB dan Nauta, WJH (1979) Koneksi eferen dari substantia nigra dan area tegmental ventral pada tikus. Otak Res.175: 191-217.
  2. Castellano, MA dan Rodríguez, M. (1991) aktivitas sel dopaminergik nigrostriatal dikendalikan oleh substansia nigra dari sisi otak kontralateral: bukti elektrofisiologis. Res. otak Banteng. 27: 213-218.
  3. Dari PANJANG, MR; CRUTCHER, MD dan GEORGOPOULOS, AP (1983) Hubungan antara gerakan dan pelepasan sel tunggal di substancia nigra dari substantia nigra dari monyet berperilaku. J. Neurosc. 3: 1599-1606.
  4. Hikosaka, O; Wurtz, RH (1983). ”Fungsi visual dan okulomotor monyet substantia nigra pars reticulata. AKU AKU AKU. Respons visual dan saccade yang bergantung pada memori ”. Jurnal Neurofisiologi. 49 (5): 1268–84.

Related Posts