цКЮБМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ яКСВЮИМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ
йюрецнпхх:
юБРНЛНАХКХюЯРПНМНЛХЪаХНКНЦХЪцЕНЦПЮТХЪдНЛ Х ЯЮДдПСЦХЕ ЪГШЙХдПСЦНЕхМТНПЛЮРХЙЮхЯРНПХЪйСКЭРСПЮкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮРЕЛЮРХЙЮлЕДХЖХМЮлЕРЮККСПЦХЪлЕУЮМХЙЮнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ РПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоЯХУНКНЦХЪпЕКХЦХЪпХРНПХЙЮяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХЪрСПХГЛтХГХЙЮтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮ
бОЛЕЗНИ БАЗАЛЬНЫХ ГАНГЛИЕВ
|
|
Важность базальных ганглиев в моторном контроле подчеркивается широким распространением нейродегенеративных болезней, которые связаны с нарушением этих образований154· 155). Так, в 1817 году Джеймсом Паркинсоном был описан «дрожательный паралич». Болезнь Паркинсона характеризуется тремором покоя, который проходит во время произвольных движений, увеличенным тонусом из-за совместной активации мышц-антагонистов, затрудненным началом движения
Глава 22. Клеточные механизмы двигательного контроля 517
и медленным ходом выполнения движения 156). При этом дегенерированы дофаминергические нейроны черной субстанции. Замещение дофамина путем введения его предшественника L-ДОФА, является стандартной терапией.
Нейроны черной субстанции освобождают дофамин из окончаний в неостриатуме, тормозя одни нейроны и активируя другие, с преобладанием, в целом, возбуждающего эффекта157). Так, при дефиците дофамина при болезни Паркинсона происходит снижение активности стриатума и он вызывает меньшее торможение бледного шара. Увеличение активности бледного шара уменьшает активность клеток таламуса, что, в свою очередь, уменьшает возбуждающий поток импульсов в моторную кору. Результатом является симптом гипокинезии, один из наиболее ярких при этой болезни.
Другое хорошо известное заболевание базальных ганглиев называется болезнью Хантингтона, при которой ярко проявляется гиперкинез в виде генерации спонтанных непроизвольных движений, которые дали болезни другое название — хорея Хантингтона (от греческого слова chorea — танец). При этой болезни дегенерируют нейроны стриатума, предназначенные тормозить клетки наружной части бледного шара. Эти паллидарные нейроны в норме ингибируют субталамическое ядро, которое, в свою очередь, возбуждает через обратную связь эфферентные пути бледного шара. После потери тормозного контроля со стороны стриатума субталамическое ядро перестает возбуждать бледный шар (рис. 22.27). Это приводит к тому, что торможение таламуса бледным шаром снижается, приводя к ненормальной активации моторной коры таламусом — гиперкинезу158). Эта интерпретация поддерживается сходным проявлением состояния, названного гемибаллизм, который наблюдается тогда, когда субталамическое ядро повреждается инфарктом задней церебральной артерии. После этого повреждения наблюдаются разболтанные движения рук и ног на противоположной стороне тела, вновь как результат сниженного торможения со стороны бледного шара.
Болезнь Хантингтона детерминирована генетически159· 160). Сравнительный анализ в семьях, имеющих больных этой болезнью, позволил клонировать мутированный ген. Оказалось, что у больных имеется повторение CAG триплета (кодирующего глютамин) от 40 до 121 раза (в норме повторение не превышает 34 раз)161). Большее число повторов триплета кореллирует с более ранним началом заболевания (обычно к концу среднего возраста). Белок, кодируемый геном болезни Хантингтона, является крупным, превышающим 3 000 аминокислот, его функция остается неизвестной162).
выводы
∙ Двигательная (нейромоторная) единица представляет собой мотонейрон и иннервируемые им мышечные волокна.
∙ Афференты мышечных веретен подвержены дивергенции в спинном мозге, образуя слабые синаптические контакты на всех мотонейронах, управляющих данной мышцей. Пространственная и временная суммация импульсов от мышечных веретен позволяет афферентному потоку достигнуть порога возбуждения.
∙ Мышечное сокращение начинается с небольших моторных единиц и впоследствии вовлекает крупные двигательные единицы (принцип размера), поскольку в ответ на тот же раздражитель малые мотонейроны более возбудимы.
∙ Рецепторы растяжения активируют мышцы-агонисты и через интернейроны ингибируют мышцы-антагонисты.
∙ Сухожильные органы Гольджи чувствительны к напряжению мышцы и ингибируют мотонейроны через интернейроны.
∙ Чувствительность мышечных веретен к растяжению модулируется активацией γ -мотонейронов (фузимоторных), которые вызывают сокращение интрафузальных мышечных волокон. Ко-активация a- и g-мотонейронов непрерывно подстраивает чувствительность веретен во время запрограммированных движений.
∙ Сгибательный и перекрестный-разгибательный рефлексы, инициируемые болевым раздражителем, являются свидетельством координации движений конечностей, что является необходимым компонентом локомоции.
∙ Медиальная и латеральная группы спинальных мотонейронов иннервируют, соответственно, мышцы туловища и дистальных конечностей.
∙ Пейсмекерные нейроны и синаптические взаимодействия нервных клеток совмест-
518 Раздел III. Интегративные механизмы
но обеспечивают формирование центральных генераторов ритма, управляющих врожденными двигательными программами, такими как локомоция и дыхание.
∙ Центральныедвигательные команды могут запускаться и непрерывно модулироваться обратным сенсорным притоком.
∙ Дыхание представляет собой пример моторной программы, управляемой генератором ритма в стволе мозга, который модулируется уровнем СО2 крови и рецепторами растяжения в дыхательных мышцах.
∙ Первичная двигательная кора М1 располагается впереди центральной борозды, со соматотопическим представлением мышц тела. Кортикоспинальные нейроны, направляющиеся в спинной мозг, посылают импульсный поток, интенсивность которого пропорциональна силе мышечного сокращения.
∙ Многие нейроны в М1 зоне являются детерминироваными в отношении направления движения. Их активность зависит от стартовой позиции конечности и характера инициирующего движение сигнала.
∙ Мозжечок помогает планированию и исполнению двигательных команд благодаря обратной связи с корой и в результате нисходящих команд к красному ядру и ядрам ствола мозга. Разрушение мозжечка нарушает координацию без изменений в сенсорной сфере и в силе мышечных сокращений.
∙ Базальные ганглии обеспечивают отрицательную обратную связь с корой и действуют, ограничивая число выходящих двигательных команд. Последствия нарушений функций базальных ганглиев демонстрируют весьма сложный характер этих обратных связей.