S. Ganglios basales

• Parkinson: temblor, rigidez, lentitud (quiero que se graven la lentitud) bradicinecia (lentitud mov), hipocinecia (poco movimiento), la postura esta alterada con flexión de tronco y extremidades. Hipofónica, habla con poco volumen. Enfermedad prototípica de las enfermedades extrapiramidales

• Las enfermedades de los ganglios basales se engloba en las enfermedades extrapiramidales, es lo que esta fuera del sistema piramidal (corticoespinal que tiene 2 o 3 neurona).Ustedes seguramente vieron que el movimiento se origina por una neurona que se encuentra en la corteza motora, lo que es prerolandica, esta neurona hace sinapsis a nivel de las pirámides del bulbo raquídeo y aparece una segunda neurona que cruza la linea media y llega a distintos niveles de la medula espinal y ahí se va a producir otra neurona que va a producir el movimiento. Pero esta es una simplificación. Aquí se complica un poco más. Los ganglios basales están conformados por el estriado, que esta formado por el putamen y el núcleo caudado, ambos siempre están juntos así que hay que considerarlos como una sola unidad del sistema. Por otro lado vamos a tener el globo pálido con su segmento externo y su segmento interno, el núcleo subtalamico muy chico pero que va a cumplir un rol muy importante en algunos mov. anormales y la sustancia nigra que fisiológicamente es muy importante en el sistema de la ganglios basales, hay compacta y reticulada, la compacta son las neuronas que producen la dopamina. Ahí se ve el nucleo cuadado formando la pared lateral de los ventrículos laterales.

Neuronas de los ganglios basales

• Como funciona esto, fisiológicamente funciona por una neurona llamada neurona espinosa mediana, porque también hay pequeñas y grandes pero aquí la estrella es la mediana que tiene un particularidad, tiene la capacidad de realizar sinapsis múltiples por ej, con neuronas dopaminergica, neuronas del globo pálido, con neuronas piramidales de la corteza. Es compleja, capaz de recibir muchas aferencias

• Este es un esquema que me gusta bastante porque uno logra entender el sentido de la información esto parte de la corteza motora ahí tenemos el homúnculo, área 4 de brodman. La información primero se dirigen al putamen después al globo pálido externo y después al interno. Estre podría ser un sentido bastante esquemático de cómo va la información para alla.

Circuito GB

corteza cerebral

estructuras subcorticales (Cerebelo y los Ganglios Basales)

• información procesada a corteza cerebral vía los núcleos talámicos cerrando así el circuito.

• Este es un circuito de los ganglios basales que comienza en la corteza asociativa y termina nuevamente en la corteza. Comienza en la corteza se va a estructuras subcorticles,los ganglios basales y vuelve a la corteza. Es información que baja a procesarse, algo pasa ahí, la información vuelve a la corteza regulada, procesada. Vuelve a l corteza vía núcleo talamicos.

Modelo Actual de funcionamiento de los Ganglios

Basales Esto es lo que sabe hasta la fecha, aún hay bastantes hoyos, cosas no explicadas, porque un

mismo núcleo produce excitación e inhibición de circuitos y eso no es fácil de entender. Ha y que aprenderse donde parte hasta donde llega, a grandes rasgos

• Núcleo Estriado: entrada al circuito de los Ganglios Basales.

• Recibe múltiples aferencias, la mayoría de ellas glutamatérgicas de la corteza cerebral.

• Cual es la corteza de asociación: hay corteza motora, promotora y asociativas que es donde se reúne la información sensorial parieto-ocipital parietotemporo-occipital, es donde se planifica el mov. Y la información de la corteza asociativa tiene que llegar a la corteza motora primaria y ahí recién se va a iniciar el mov. Este circuito de información tiene como componente importante el núcleo estriado punto de entrada a los ganglios basales. El núcleo estriado recibe múltiples aferencias la mayoría glutamatergicas (excitatorio), recibe una excitación por parte de la corteza el caudado y el putamen a su vez el globo pálido interno y la sustancia nigra representan los principales puntos de salida del sistema

• A su vez el GPi y la sustancia nigra pars reticulata (SNr) representan los principales núcleos de salida del circuito.

• Estas dos ultimas estructuras ejercen una influencia inhibitoria (GABA) sobre las neuronas premotoras excitatorias localizadas en el tálamo. Aquí se produce una inhibición de la inhibición por lo tanto produce activación (celeste)

• Entre el núcleo de entrada (EST) y las estructuras de salida (GPi y SNr) existen dos sistemas de proyección originados en diferentes poblaciones neuronales del EST denominados como "vía directa" y "vía indirecta".

• Esto no es tan fácil porque el circuito tiene dos subcircuitos. En los dos subcircuitos parten de la corteza asociativa, y después llegan al caudado y al putamen (núcleo de entrada) pero aquí la información puede seguir por una vía directa o puede tener una salida a un circuito mas pequeño hacia el globo pálido externo y al núcleo subtalamico y nuevamente la información vuelve a entrar al globo pálido interno. Es importante que entiendan estas dos vías que existen al unísono, funcionan al mismo tiempo. Estos dos circuitos implican que el estriado (caudado y putamen) tienen que tener una forma de emitir información distinta hacia un circuito y hacia al otro, y es información distinta, de estimulación e inhibición es en base a la célula espinosa intermedia única en característica de emitir información a veces excitatoria y otras inhibitoria. Les adelanto que esta vía indirecta tiende a que disminuya la actividad, menor movimiento, corteza primaria disminuida en sus mov. Y la vía directa esta aumentando la actividad de la corteza motora primaria. Esto significa que tenemos un circuito que segundo a segunda va estimulando el mov. y a su vez inhibiendo mov.

• En el señor del video tenia temblor, le apareció un movimiento que estaba frenado probablemente por esta vía, también se le disminuyo la cantidad de mov y la velocidad probablemente en problemas en esta vía. Enfermedades: corea, balismo, atetosis, ticsexcesiva cantidad de mov

• La vía directa originada de neuronas gabaérgicas y Peptidérgicas estriatales proyecta monosinapticamente sobre el GPi/SNr.

Una sinapsis

• La vía indirecta originada de subpoblaciones gabaérgicas y encefalinérgicas estriatales proyecta polisinápticamente sobre el GPi/SNr

• pasando

previamente por el GPe y Núcleo Subtalámico.

• Sin embargo la vía indirecta tiene tres sinapsis (polisinaptica). Porque es importante que recuerden el núcleo subtalamico? Hay algunas enfermedades extrapiramidales en que se produce una hemorragia del núcleo subtalamico y aparecen mov. muy curiosos , como mov. rectilíneos de las extremidades.

• Esta vía indirecta esta dada inicialmente por eferencias inhibitorias gabaérgicas del EST sobre el Gpe

• de este ultimo sobre el Nucleo Subtalamico y

• una eferencia final excitatoria glutamaérgica sobre el GPi/SNr.

• A nivel del EST la dopamina (DA) aparecería como facilitadora de la transmisión sobre la vía directa e inhibitoria de la indirecta.

• Este efecto aparentemente opuesto estaría mediado por agonismo entre receptores D1 y D2 respectivamente.

• Como puede ser una misma molécula por una lado inhibitoria y por el otro excitatoria? Porque suponemos que actúan con distintos receptores y estos distintos tipo de receptores están ubicados en el caudado y el putamen.

• El desbalance en la activación de ambos circuitos resultaría en alteraciones en la descarga del GPi/SNr dando lugar a la aparición de bradicinecia o hipercinecia. Permanentemente tiene que haber un balance en los núcleos de salida del circuito

• La bradicinecia o acinecia resultaría de una inhibición aumentada de las neuronas premotoras talámicas, resultantes de una excesiva descarga del complejo GPi/SNr.

• Esto ocurre luego de la degeneración nigroestriada con consecuente disminución de DA estriatal y

• Posterior desinhibición de las neuronas gabaérgicas y encefalinérgicas de la vía indirecta con consecuente hipoactividad del Gpe y posterior marcada hiperactividad del Nucleo Subtalamico

• Esto es lo que les menciones antes pero más agrandado. A nivel del caudado y del putamen existen sinapsis de neuronas de la sustancia nigra, de la parte compacta que llevan dopamina con receptores d1 y d2 que es excitatoria. Entonces cuando hablábamos de la hipocinesia o bradinesia decíamos que se originaba por la degeneración del nigroestriado, el origen de la enfermedad de parkinson se produce por la degeneración de la sustancia negra del estriado con disminución de la dopamina en el estraido que produce deshinibición de las neuronas gabaergicas que termina en hipoactivar el globo palido externo. Ya hemos aclarado varios conceptos la vía indirecta) tiende a disminuir los mov. la vía directa) tiende a aumentar los mov. todo esto en base a la dopamina que es producida por la sustancia nigra que actúa en dos receptores en el núcleo caudado y el putamen. Así se entiende pero si uno lo mira con lupa probablemente le va a encontrar muchos defectos

• Los Trastornos hipercineticos, por ejemplo la corea (E.Huntington). Baile del zambito, se mueven onduladamente. Es una alteración de la vía indirecta, con un consecuente aumento de la actividad de la corteza motora primaria

• Resultarían de una disminución de la inhibición de las neuronas premotoras talámicas debido a una falta de estimulación del Nucleo Subtalamico sobre el GPi/SNr.

• En este ultimo caso la hipoactividad del Nucleo Subtalamico resultaría de una desinhibición del Gpe

• debido a la degeneración de las subpoblaciones de neuronas estriatales que proyectan sobre la vía indirecta.

El estriado y las neuronas Espinosas medianas como base

de efectos duales opuestos.

Un poco del detalle, pero a grandes rasgos de cómo se agrupan las neuronas en el estriado, como sale la información del estriado

• 95% de la población neuronal del estriado: neuronas espinosas medianas

• blanco de la mayoría de las aferencias extrínsecas e intrínsecas del mismo y que constituyen el centro integrador de la información debido a sus arborizaciones que ejercen simultáneamente sinapsis con aferencias extrínsecas(con otras neuronas) como así también intrínsecas. (con ellas mismas)

• Fibras nigroestriatales tirosino hidroxilasa positivas (dopaminérgicas).

• axones glutamaérgicos desde la corteza cerebral modulando la llegada excitatoria de la corteza cerebral.

• Una de las cosas más importantes que deben saber es que las neurona espinosas intermedias se conectan con neuronas dopaminergicas que en fisiología se llaman nigroestriatales tirosino hidroxilasa positivas (dopaminérgicas) se tiñen con la tirosina, pero también reciben axones excitatorios de la corteza cerebral.

• sistema dopaminérgico y acetilcolinérgico estriatal: critico para el funcionamiento equilibrado del núcleo estriado

• el balance de acción de ambos sistemas parece estar centrado en las neuronas espinosas medianas por intermedio de las cuales la acetilcolina ejerce un efecto facilitatorio de las aferencias corticales

• mientras que la dopamina ejerce un efecto inhibitorio.

• Les he hablado todo el santo rato que este sistema funciona por medio de la dopamina, pero también funciona por medio de acetilcolina y esto a sido una de los fundamento activos en tratar a pacientes con un medicamento que actué a nivel de la acetilcolina. acetilcolina ejerce un efecto facilitatorio de las aferencias corticales mientras la dopamina ejerce un efecto inhibitorio de las aferencias corticales. Que pasa cuando disminuye la acetilcolina en el circuito limbico?....trastornos de la memoria. El circuito de papez, de la memoria es básicamente colinergico y un tratamiento para los trastornos de la memoria es dar alguna molécula que aumente la acetilcolina a nivel central.

Neurona Espinosa Mediana• rol crucial como integradora de

aferencias externas e internas.

• las aferencias extrínsecas terminan distalmente en las dendritas.

• mientras que las internas lo hacen en la unión somatodendrítica.

• Las aferencias

dopaminérgicas ocupan un rol crucial como moduladoras de las aferencias glutamatérgicas corticales y talámicas. (lo excitador llega a las dendritas y lo más inhibidor a la unión somatodendritca?, eso dice)

Ganglios Basales

• vía directa: activa el movimiento

• vía indirecta: tiende a inhibir el movimiento.

Ganglios Basales

• VÍA DIRECTA.

transforma la idea abstracta de un movimiento en la realización del mismo.

glutamato

gaba

Ganglios Basales

• El caudado y putamen tienen conexiones inhibidoras con el globo pálido interno y con la parte reticular de la sustancia negra,

• De manera que cuando el

caudado se activa, el globo pálido interno y la parte reticular de la sustancia negra disminuyen su actividad.

Ganglios Basales

• El globo pálido interno y la parte reticular de la sustancia negra tienen conexiones con los núcleos talámicos, y estas conexiones también son inhibidoras.

• Por tanto, cuando se activa el caudado y putamen aumenta la actividad de los núcleos talámicos, porque se inhibe la inhibición del globo pálido y la sustancia negra.

• dos vías inhibidoras

en serie producen activación.

• Los núcleos talámicos activan a la corteza motora suplementaria.

• corteza motora primaria.

 • VÍA INDIRECTA.

• tiende a producir el efecto contrario, y a inhibir los movimientos.

• Algunas neuronas del caudado y putamen tienen conexiones inhibidoras con el globo pálido externo,

• este inhibe al núcleo subtalámico y este a su vez activa al globo pálido interno y parte reticular de la sustancia negra.

Ganglios Basales

• Entonces, el aumento de actividad en el globo pálido interno y parte reticular de la sustancia negra inhiben a los núcleos talámicos, lo cual produce inhibición de la corteza motora.

• Esta vía inhibe los movimientos porque tiene tres sinapsis inhibidoras en serie en lugar de dos como la vía directa,

Ganglios Basales

• La vía directa tiende a activar los movimientos voluntarios, y la vía indirecta a inhibir la aparición de componentes involuntarios en el movimiento.

• Un adecuado equilibrio entre las dos produce los movimientos normales.

VÍA DOPAMINÉRGICA

• Las neuronas del caudado y putamen que proyectan al globo pálido interno y parte reticular de la sustancia negra tienen receptores para la dopamina de tipo D1, que son activadores,

• por lo que la dopamina

activa la vía directa estimuladora de los movimientos.

Ganglios Basales

• Las neuronas del caudado y putamen que proyectan al globo pálido externo tienen receptores para la dopamina de tipo D2, que son inhibidores,

• por lo que la dopamina inhibe a la vía indirecta inhibidora del movimiento involuntario

Ganglios Basales

• ENFERMEDAD DE PARKINSON

• se produce a causa de la degeneración de la parte compacta de la sustancia negra, con lo que disminuye la liberación de dopamina en los ganglios basales

• La falta de dopamina hace que disminuyan los movimientos voluntarios

Ganglios Basales

• ENFERMEDAD DE PARKINSON

• El principal síntoma de la enfermedad de Parkinson es la disminución de los movimientos voluntarios (acinesia o hipocinesia), por hipoactividad de la vía directa

Ganglios Basales

• ENFERMEDAD DE PARKINSON

• temblor

Ganglios Basales

• ENFERMEDAD DE PARKINSON

• Se trata con levodopa, precursor metabólico de la dopamina.

• La levodopa es captada por las neuronas y transformada a dopamina.

• En el caudado y putamen también existen interneuronas locales colinergicas

Ganglios Basales

• ENFERMEDAD DE PARKINSON

• la acetilcolina hace el efecto contrario de la dopamina.

• Por ese motivo también se utilizan antagonistas de la acetilcolina para reforzar el tratamiento con levodopa.

 

Ganglios Basales

 • COREA DE HUNTINGTON• degeneración del caudado,.• Primeramente degeneran las

neuronas que proyectan al globo pálido externo, por lo que deja de funcionar la vía indirecta que inhibe a los movimientos involuntarios.

• Por tanto, aparecen movimientos involuntarios.

• En etapas más avanzadas también se produce degeneración de la corteza cerebral, y aparece demencia.

 

Ganglios Basales

• BALISMO• movimientos involuntarios de

los brazos, como la acción de lanzar un objeto.

• lesión en el núcleo subtalámico, habitualmente debido a una hemorragia.

• La lesión del núcleo subtalámico interrumpe la vía indirecta y por tanto desinhibe a los movimientos involuntarios.

• Frecuentemente aparece sólo en un brazo, y entonces se denomina hemibalismo.

Ganglios Basales

• ATETOSIS• movimientos

involuntarios,

• Se debe a lesiones del putamen.