Substantia nigra

Substantia nigra er en struktur i mellomhjernen som spiller en avgjørende rolle for belønning og bevegelse. Degenerasjon av denne strukturen er et kjennetegn ved Parkinsons sykdom.

Substantia nigra, latin for «svart substans», er en sentral kjerne i basalgangliene. Basalgangliene er en gruppe strukturer dypt inne i hjernen som er knyttet til motorisk kontroll, læring og følelser. Det mørke utseendet i ufarget hjernevev skyldes en høy konsentrasjon av nevromelanin, et pigment som finnes i de dopaminproduserende nevronene. Strukturen er funksjonelt og anatomisk delt i to hoveddeler: pars compacta (SNc) og pars reticulata (SNr).

Pars compacta er den mest kjente delen. Den inneholder en tett populasjon av dopaminerge nevroner som hovedsakelig projiserer til striatum, en annen del av basalgangliene. Denne banen kalles den nigrostriatale banen. Den er avgjørende for å modulere motorisk utgang og lette igangsetting av viljestyrte bevegelser. Pars reticulata inneholder derimot hovedsakelig GABAerge nevroner, som er hemmende. Den fungerer som en av de to viktigste utgangskjernene i basalgangliene. Den sender signaler til thalamus for å kontrollere og finjustere motorisk aktivitet.

Substantia nigra er et sentralt knutepunkt i det komplekse kretsløpet som styrer bevegelse. Basalgangliene fungerer gjennom en rekke sammenkoblede sløyfer. Disse beskrives ofte som «direkte» og «indirekte» baner. De virker mot hverandre for å enten fremme eller hemme bevegelse. Dopamin frigjort fra SNc virker som en avgjørende modulator av disse banene. Det aktiverer den direkte banen og letter bevegelse. Samtidig hemmer det den indirekte banen, som ellers ville undertrykt bevegelse. Denne doble virkningen åpner effektivt en «port» som lar tilsiktede handlinger utføres jevnt. Utover motorisk kontroll bidrar de dopaminerge nevronene i substantia nigra også til hjernens belønningssystem. De påvirker motivasjon, læring og avhengighet.

Den kliniske betydningen av substantia nigra kommer tydeligst til uttrykk ved Parkinsons sykdom. Denne nevrodegenerative lidelsen kjennetegnes av et gradvis tap av dopaminerge nevroner i pars compacta. Når disse cellene dør, blir hjernen fratatt dopamin. Det forstyrrer den fine balansen i basalgangliekretsene. Dette fører til de kardinale motoriske symptomene ved Parkinsons: hviletremor, muskelstivhet, langsomme bevegelser (bradykinesi) og postural ustabilitet. Når motoriske symptomer først viser seg, er det anslått at 60–80 % av disse avgjørende nevronene allerede er tapt. Mye av forskningen på Parkinsons sykdom fokuserer derfor på å forstå hvorfor nettopp disse cellene er sårbare. Videre utvikles strategier for å beskytte dem eller erstatte funksjonen deres. Behandlinger som Levodopa virker ved midlertidig å fylle på hjernens dopaminlager, og dermed lindre symptomene.