vestimИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series1814-60232524-2350The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestim-155Research ArticleОБЗОРЫREVIEWSДопаминергическая система: архитектоника, функции и конвергенция афферентных сигналовDopaminergic system: architectonics and functions, afferent signals convergenceТропниковаГ. К.TropnikovaG. K.noemail@neicon.ruКилинС. Я.KilinS. Ya.noemail@neicon.ruКульчицкийВ. А.KulchitskyV. A.noemail@neicon.ruИнститут физиологии НАН БеларусиBelarusИнститут физики НАН Беларуси им. академика Б. И. СтепановаBelarus2014010620160396112Copyright © Тропникова Г.К., Килин С.Я., Кульчицкий В.А., 20162016Тропникова Г.К., Килин С.Я., Кульчицкий В.А.Tropnikova G.K., Kilin S.Y., Kulchitsky V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestimed.belnauka.by/jour/article/view/155

В обзоре акцентировано внимание на одной из сигнальных молекул нервной ткани - допамине (ДА) и его роли в input-output взаимоотношениях в подкорковых отделах мозга. Учитывая, что при болезни Паркинсона селективно гибнут ДА-ергические нейроны компактной зоны мезенцефалической черной субстанции (SN), внимание уделено особенностям электрофизиологических характеристик ДА-ергических нейронов в SN (стрионигральная ДА-ергическая система), а также вентротегментальной области (VTA-мезолимбическая допаминергическая система), их эфферентным и афферентным связям. Отмечены различия в выделении ДА допаминергическими нейронами SN и VTA совместно с глутаматом или ГАМК. Показана роль в функционировании ДА-ергических нейронов конвергенции на них афферентных сигналов (input) от глутамат-, ГАМК-, серотонин-, ДА-, норадреналин-, ацелтилхолинергических нейронов ствола головного мозга (output). Отмечена зависимость передаваемой ДА информации от типа разряда ДА-ергического нейрона (тонический или фазический) и от типа возбуждаемых им Д1- или Д2-рецепторов. Высказано предположение, что увеличение эктопической популяции ДА-ергических нейронов стриатума на фоне снижения функции ДА-ергических нейронов SN при болезни Паркинсона играет роль эндогенной защитной реакции.

The accent in the review is made on one of signaling molecules of nervous tissue - dopamine (DA) - and its role in inputoutput relationships in subcortical brain regions. Taking into account the selective death of DA-ergic neurons of mesencephalic Substantia nigra (SN) compact zone in Parkinson’s disease, special attention is paid to peculiarities of electrophysiological characteristics of DA-ergic neurons both in SN (striatonigral dopaminergic system) and ventrotegmental area (VTA, mesolimbic dopaminergic system), their efferent and afferent connections. Differences in DA expression by DA-ergic neurons of SN and VTA in common with glutamate and GABA were marked. The role of afferent signals convergence (input) from (output) glutamate-, GABA-, serotonin-, dopamine-, noradrenalin- and acetylcholinergic neurons of brain stem in DA-ergic neurons functioning was shown. The dependence of transmitted by DA information both from the type of DA-ergic neuron discharge (tonic or phasic) and the type of activated receptors (D1 or D2) was noted. The assumption on the role of DA-ergic neurons of striatum ectopic population increase - as endogenous protective reaction in DA-ergic neurons of SN functioning decrease in Parkinson’s disease - is made.

ReferencesAlex K. D., Yavanian G. J., McFarlane H. G. et al. // Synapse. 2005. Vol. 55, N 4. P. 242-251.Alex K. D., Yavanian G. J., McFarlane H. G. et al. // Synapse. 2005. Vol. 55, N 4. P. 242-251.Bareiro-Iglesias F., VillarCervifio V., Anadon R., Rodicio V. C. // J. Anat. 2009. Vol. 215, N 6. P. 601-610.Bareiro-Iglesias F., VillarCervifio V., Anadon R., Rodicio V. C. // J. Anat. 2009. Vol. 215, N 6. P. 601-610.Barrot M., Sesack S. R., Georges F. et al. // J. Neurosci. 2012. Vol. 32, N 41. P. 14094-14101.Barrot M., Sesack S. R., Georges F. et al. // J. Neurosci. 2012. Vol. 32, N 41. P. 14094-14101.Beaulieu J. M., Gaineddinov R. R. // Pharmacol. Rev. 2011. Vol. 63. P. 182-217.Beaulieu J. M., Gaineddinov R. R. // Pharmacol. Rev. 2011. Vol. 63. P. 182-217.Berridge K. C., Robinson T. E. // Brain Res. Rev. 1998. Vol. 28. P. 309-369.Berridge K. C., Robinson T. E. // Brain Res. Rev. 1998. Vol. 28. P. 309-369.Bozzi Y., Borrelli E. // Front Cell Neurosci. 2013. Vol. 7. P. 157.Bozzi Y., Borrelli E. // Front Cell Neurosci. 2013. Vol. 7. P. 157.Bronchini L., Carelli P. V., Pinto R. D. // J. Neurosci. 2011. Vol. 31, N 34. P. 12297-12306.Bronchini L., Carelli P. V., Pinto R. D. // J. Neurosci. 2011. Vol. 31, N 34. P. 12297-12306.Brown A. L., Day T. A., Dayas C. V., Smith D. W. // Biomed Res. Int. 2013. 747938. doi: 10.1155/2013/7479938.Brown A. L., Day T. A., Dayas C. V., Smith D. W. // Biomed Res. Int. 2013. 747938. doi: 10.1155/2013/7479938.Cachope R., Mateo Y., Mathur B. N. et al. // Cell Rep. 2012. Vol. 26, N 1-2. P. 33-41.Cachope R., Mateo Y., Mathur B. N. et al. // Cell Rep. 2012. Vol. 26, N 1-2. P. 33-41.Carr D. B., Sesack S. R. // J. Neurosci. 2000. Vol. 20, N 10. P. 3854-3973.Carr D. B., Sesack S. R. // J. Neurosci. 2000. Vol. 20, N 10. P. 3854-3973.Chen L., Lodge D. J. // J. Neurophysiol. 2013. Vol. 110, N 10. P. 2287-2294.Chen L., Lodge D. J. // J. Neurophysiol. 2013. Vol. 110, N 10. P. 2287-2294.Cho Y. T., Fudge J. L. // J. Neurosci. 2010. Vol. 165, N 4. P. 1501-1518.Cho Y. T., Fudge J. L. // J. Neurosci. 2010. Vol. 165, N 4. P. 1501-1518.Chuhma N., Choi W. Y., Mingote S., Rayport S. // Neuroscience. 2009. Vol. 164. P. 1068-1083.Chuhma N., Choi W. Y., Mingote S., Rayport S. // Neuroscience. 2009. Vol. 164. P. 1068-1083.Chuchma N., Mingote S., Moore H., Rayport S. // Neuron. 2014. Vol. 81, N 4. P. 901-912.Chuchma N., Mingote S., Moore H., Rayport S. // Neuron. 2014. Vol. 81, N 4. P. 901-912.Congar P., Pergevin A., Trudeau L. A. // J. Neurophysiol. 2002. Vol. 87. P. 1046-1056.Congar P., Pergevin A., Trudeau L. A. // J. Neurophysiol. 2002. Vol. 87. P. 1046-1056.Cuello A. C., Iversen L. L. // Interactions between putative neurotransmitters. N. Y., 1978. Р. 127-140.Cuello A. C., Iversen L. L. // Interactions between putative neurotransmitters. N. Y., 1978. Р. 127-140.Dalstrom A., Fuxe K. // Acta Physiol. Scand. 1965. Vol. 64. P. 1-64.Dalstrom A., Fuxe K. // Acta Physiol. Scand. 1965. Vol. 64. P. 1-64.Descarries L., Berube-Carriere A., Riad M. et al. // Brain Res. 2008. Vol. 58, N 2. P. 290-302.Descarries L., Berube-Carriere A., Riad M. et al. // Brain Res. 2008. Vol. 58, N 2. P. 290-302.Dreyer J. K., Herric K. F., Berg R. W., Hounsgaard J. D. // J. Neurosci. 2010. Vol. 30, N 42. P. 14273-14283.Dreyer J. K., Herric K. F., Berg R. W., Hounsgaard J. D. // J. Neurosci. 2010. Vol. 30, N 42. P. 14273-14283.Ernst A., Alkass K., Hernard S. et al. // Cell. 2014. Vol. 156, N 5. P. 1072-1083.Ernst A., Alkass K., Hernard S. et al. // Cell. 2014. Vol. 156, N 5. P. 1072-1083.Euherabide H. G., Samengo I. // J. Physiol. (Paris). 2010. Vol. 104, N 3-4. P. 147-155.Euherabide H. G., Samengo I. // J. Physiol. (Paris). 2010. Vol. 104, N 3-4. P. 147-155.Fa M., Mereu G., Ghiglieri V. et al. // Synapse. 2003. Vol. 43, N 1. P. 1-9.Fa M., Mereu G., Ghiglieri V. et al. // Synapse. 2003. Vol. 43, N 1. P. 1-9.Fallon J. H., Riley J. H., Moore R. Y. // Neurosci. Lett. 1978. Vol. 7. P. 157-162.Fallon J. H., Riley J. H., Moore R. Y. // Neurosci. Lett. 1978. Vol. 7. P. 157-162.Fink J. S., Smith G. P. // Neurosci. Lett. 1980. Vol. 17. P. 61-65.Fink J. S., Smith G. P. // Neurosci. Lett. 1980. Vol. 17. P. 61-65.Fuxe K., Hokfelt T., Ungerstedt U. // Histochemie. 1968. Vol. 16, N 2. P. 186-194.Fuxe K., Hokfelt T., Ungerstedt U. // Histochemie. 1968. Vol. 16, N 2. P. 186-194.Fuxe K., Hokfelt T. // Frontiers in neuroendicrinol. 1969. P. 80.Fuxe K., Hokfelt T. // Frontiers in neuroendicrinol. 1969. P. 80.Fuxe K. // Triangle. 1978. Vol. 17, N 1. P. 1-14.Fuxe K. // Triangle. 1978. Vol. 17, N 1. P. 1-14.Geisler S., Zahm D. S. // J. Comp. Neurol. 2005. Vol. 490, N 3. P. 270-294.Geisler S., Zahm D. S. // J. Comp. Neurol. 2005. Vol. 490, N 3. P. 270-294.Geisler S., Derst C., Veh R. W. et al. // J. Neurosci. 2007. Vol. 27, N 21. P. 5730-5743.Geisler S., Derst C., Veh R. W. et al. // J. Neurosci. 2007. Vol. 27, N 21. P. 5730-5743.Geisler S., Wise R. A. // Rev. Neurosci. 2008. Vol. 19, N 4-5. P. 227-244.Geisler S., Wise R. A. // Rev. Neurosci. 2008. Vol. 19, N 4-5. P. 227-244.Di Giovanni G., Esposito E., Di Matteo V. // CNS Neurosci. Ther. 2010. Vol. 16, N 3. P. 179-194.Di Giovanni G., Esposito E., Di Matteo V. // CNS Neurosci. Ther. 2010. Vol. 16, N 3. P. 179-194.Gonzalez-Hernandez T., Barroso-Chinea P., Acevedo A. et al. // Eur. J. Neurosci. 2001. Vol. 13, N 1. P. 57-67.Gonzalez-Hernandez T., Barroso-Chinea P., Acevedo A. et al. // Eur. J. Neurosci. 2001. Vol. 13, N 1. P. 57-67.Goto Y., Grace A. A. // Nat. Neurosci. 2005. Vol. 8. P. 805-812.Goto Y., Grace A. A. // Nat. Neurosci. 2005. Vol. 8. P. 805-812.Goto Y., Otani S., Grace A. A. // Neuropharmacology. 2007. Vol. 53. P. 583-587.Goto Y., Otani S., Grace A. A. // Neuropharmacology. 2007. Vol. 53. P. 583-587.Grace A. A., Bunney B. S. // J. Neurosci. 1984. Vol. 4, N 11. P. 2866-2876.Grace A. A., Bunney B. S. // J. Neurosci. 1984. Vol. 4, N 11. P. 2866-2876.Grace A. A., Bunney B. S. // J. Neurosci. 1984. Vol. 4, N 11. P. 2877-2890.Grace A. A., Bunney B. S. // J. Neurosci. 1984. Vol. 4, N 11. P. 2877-2890.Grace A. A., Floresko S. B., Goto Y., Lodge D. J. // Trends Neurosci. 2007. Vol. 30. Р. 220-227.Grace A. A., Floresko S. B., Goto Y., Lodge D. J. // Trends Neurosci. 2007. Vol. 30. Р. 220-227.Grofova I. // Brain Res. 1975. Vol. 91. P. 286-291.Grofova I. // Brain Res. 1975. Vol. 91. P. 286-291.Hajos M., Greenfield S. A. // Neurosci. 1999. Vol. 55, N 4. P. 919-934.Hajos M., Greenfield S. A. // Neurosci. 1999. Vol. 55, N 4. P. 919-934.Haber S. N., Ryoo H., Cox C., Lu W. // J. Comp. Neurol. 1995. Vol. 362. P. 400-410.Haber S. N., Ryoo H., Cox C., Lu W. // J. Comp. Neurol. 1995. Vol. 362. P. 400-410.Henny P., Brown M. T., Northrop A. et al. // Nat. Neurosci. 2012. Vol. 15, N 4. P. 613-619.Henny P., Brown M. T., Northrop A. et al. // Nat. Neurosci. 2012. Vol. 15, N 4. P. 613-619.Hirasawa H., Puopolo M., Raviola E. // J. Neurophysiol. 2009. Vol. 102, N 1. P. 146-158.Hirasawa H., Puopolo M., Raviola E. // J. Neurophysiol. 2009. Vol. 102, N 1. P. 146-158.Hnasko T. S., Edwards R. H. // Annu. Rev. Physiol. 2012. N 74. P. 225-243.Hnasko T. S., Edwards R. H. // Annu. Rev. Physiol. 2012. N 74. P. 225-243.Huot P., Parent A. // J. Neurochem. 2007. Vol. 101, N 6. P. 1441-1447.Huot P., Parent A. // J. Neurochem. 2007. Vol. 101, N 6. P. 1441-1447.Hyland B. I., Reynolds J. N., Hay J. et al. // Neuroscience. 2002. Vol. 114, N 2. P. 475-492.Hyland B. I., Reynolds J. N., Hay J. et al. // Neuroscience. 2002. Vol. 114, N 2. P. 475-492.Iribe Y., Moore K., Pang K. C., Tepper J. M. // J. Neurophysiol. 1999. Vol. 82, N 2. P. 925-933.Iribe Y., Moore K., Pang K. C., Tepper J. M. // J. Neurophysiol. 1999. Vol. 82, N 2. P. 925-933.Jacobowitz D. M. // Psychopharmacology: a generaton of progress. N. Y., 1978. P. 119-129.Jacobowitz D. M. // Psychopharmacology: a generaton of progress. N. Y., 1978. P. 119-129.Kim S. Y., Choi K. C., Chang M. S. et al. // J. Neurosci. 2006. Vol. 26. P. 4567-4576.Kim S. Y., Choi K. C., Chang M. S. et al. // J. Neurosci. 2006. Vol. 26. P. 4567-4576.Lacey M. G., Mercuri N. B., North R. A. // J. Physiol. 1987. Vol. 3920. P. 397-416.Lacey M. G., Mercuri N. B., North R. A. // J. Physiol. 1987. Vol. 3920. P. 397-416.Lee C. R., Tepper J. M. // J. Neural. Transm. Suppl. 2009. Vol. 73. P. 71-90.Lee C. R., Tepper J. M. // J. Neural. Transm. Suppl. 2009. Vol. 73. P. 71-90.Maher B. J., Westbrook G. L. // J. Neurophysiol. 2008. Vol. 99, N 3. P. 1559-1564.Maher B. J., Westbrook G. L. // J. Neurophysiol. 2008. Vol. 99, N 3. P. 1559-1564.Mark G. P., Shabad S., Dobbs L. K., Hansen S. T. // Physiol. Behav. 2011. Vol. 104, N 1. P. 76-81.Mark G. P., Shabad S., Dobbs L. K., Hansen S. T. // Physiol. Behav. 2011. Vol. 104, N 1. P. 76-81.Di Matteo V., Di Giovanni G., Pierucci M., Esposito E. // Prog. Brain Res. 2008. Vol. 172. P. 7-44.Di Matteo V., Di Giovanni G., Pierucci M., Esposito E. // Prog. Brain Res. 2008. Vol. 172. P. 7-44.Mejias-Aponte C. A., Drouin C., Aston-Jones G. // J. Neurosci. 2009. Vol. 29, N 11. P. 3613-3636.Mejias-Aponte C. A., Drouin C., Aston-Jones G. // J. Neurosci. 2009. Vol. 29, N 11. P. 3613-3636.Moore K. E., Kelly P. H. // Psychopharmacology: a generation of progress. N. Y., 1978. P. 221-234.Moore K. E., Kelly P. H. // Psychopharmacology: a generation of progress. N. Y., 1978. P. 221-234.Moss J., Ungless M. A., Bolam J. P. // Eur. J. Neurosci. 2011. Vol. 33, N 7. P. 1205-1211.Moss J., Ungless M. A., Bolam J. P. // Eur. J. Neurosci. 2011. Vol. 33, N 7. P. 1205-1211.Nair-Roberts R. U., Chatelein-Badie S. D., Benson E. et al. // Neurosci. 2008. Vol. 152. P. 1024-1031.Nair-Roberts R. U., Chatelein-Badie S. D., Benson E. et al. // Neurosci. 2008. Vol. 152. P. 1024-1031.Nakamura K., Matsumoto M., Hikosaka O. // J. Neurosci. 2008. Vol. 28, N 20. P. 5331-5343.Nakamura K., Matsumoto M., Hikosaka O. // J. Neurosci. 2008. Vol. 28, N 20. P. 5331-5343.Oakman S. A., Faris P. L., Karr E. et al. // J. Neurosci. 1995. Vol. 15, N 9. P. 5859-5869.Oakman S. A., Faris P. L., Karr E. et al. // J. Neurosci. 1995. Vol. 15, N 9. P. 5859-5869.Omelchenko D., Sesack S. R. // J. Comp. Neurol. 2006. Vol. 494, N 6. P. 863-875.Omelchenko D., Sesack S. R. // J. Comp. Neurol. 2006. Vol. 494, N 6. P. 863-875.Overton P. G., Clark D. // Brain Res. Rev. 1997. Vol. 25. P. 312-334.Overton P. G., Clark D. // Brain Res. Rev. 1997. Vol. 25. P. 312-334.Perreault M. L., Phan T., Alijaniaram M. et al. // PLoS One. 2012. Vol. 7, N 2. P. e33348.Perreault M. L., Phan T., Alijaniaram M. et al. // PLoS One. 2012. Vol. 7, N 2. P. e33348.Phillipson P. T. // Neurosci. Lett. 1978. Vol. 9. P. 353-359.Phillipson P. T. // Neurosci. Lett. 1978. Vol. 9. P. 353-359.Quick M., Campos C., Bordia T. et al. // Neurophysiology. 2013. Vol. 71. P. 191-203.Quick M., Campos C., Bordia T. et al. // Neurophysiology. 2013. Vol. 71. P. 191-203.Redgrave P., Gurney K., Reynolds J. // Brain Res. Rev. 2008. Vol. 58, N 2. P. 322-339.Redgrave P., Gurney K., Reynolds J. // Brain Res. Rev. 2008. Vol. 58, N 2. P. 322-339.Rice M. R., Cragg S. J. // Nat. Neurosci. 2004. Vol. 7, N 6. P. 583-584.Rice M. R., Cragg S. J. // Nat. Neurosci. 2004. Vol. 7, N 6. P. 583-584.Schultz W. // Annu. Rev. Neurosci. 2007. Vol. 30. P. 259-288.Schultz W. // Annu. Rev. Neurosci. 2007. Vol. 30. P. 259-288.Sesak S. R., Aoki C., Pickel V. M. // J. Neurosci. 1994. Vol. 14. P. 88-106.Sesak S. R., Aoki C., Pickel V. M. // J. Neurosci. 1994. Vol. 14. P. 88-106.Shepard P. D., German D. C. // J. Neurosci. 1988. Vol. 27. P. 537-546.Shepard P. D., German D. C. // J. Neurosci. 1988. Vol. 27. P. 537-546.Stuber G. D., Hnasko T. S., Britt J. P. et al. // J. Neurosci. 2010. Vol. 30. P. 8229-8233.Stuber G. D., Hnasko T. S., Britt J. P. et al. // J. Neurosci. 2010. Vol. 30. P. 8229-8233.Tecupuelta F., Patel J. C., Henias H. et al. // J. Neurosci. 2010. Vol. 30. P. 7105-7119.Tecupuelta F., Patel J. C., Henias H. et al. // J. Neurosci. 2010. Vol. 30. P. 7105-7119.Tepper J. M., Lee C. R. // Prog. Brain Res. 2007. Vol. 160. P. 189-208.Tepper J. M., Lee C. R. // Prog. Brain Res. 2007. Vol. 160. P. 189-208.Tritsch N. X., Sabatini B. L. // Neuron. 2012. Vol. 76. P. 33-55.Tritsch N. X., Sabatini B. L. // Neuron. 2012. Vol. 76. P. 33-55.Tritsch N. X., Ding J. B., Sabatini B. L. // Nature. 2012. Vol. 490, N 7419. P. 262-266.Tritsch N. X., Ding J. B., Sabatini B. L. // Nature. 2012. Vol. 490, N 7419. P. 262-266.White L. E., Hodges H. D., Carnes R. M. et al. // J. Comp. Neurol. 1994. Vol. 339. P. 328-340.White L. E., Hodges H. D., Carnes R. M. et al. // J. Comp. Neurol. 1994. Vol. 339. P. 328-340.Yamaguchi T., Wang H. L., Li X. et al. // J. Neurosci. 2011. Vol. 31, N 23. P. 8476-8490.Yamaguchi T., Wang H. L., Li X. et al. // J. Neurosci. 2011. Vol. 31, N 23. P. 8476-8490.Yoon S., Baik J. H. // J. Biol. Chem. 2013. doi: 10.1074/jbc. M113.461202 [Epub. ahead of print].Yoon S., Baik J. H. // J. Biol. Chem. 2013. doi: 10.1074/jbc. M113.461202 [Epub. ahead of print].Zhang W., Yamata M., Gomeza J. et al. // J. Neurosci. 2002. Vol. 22, N 15. P. 6347-6352.Zhang W., Yamata M., Gomeza J. et al. // J. Neurosci. 2002. Vol. 22, N 15. P. 6347-6352.Zhang D., Yang S., Jin G. Z. et al. // Synapse. 2008. Vol. 62, N 3. P. 169-175.Zhang D., Yang S., Jin G. Z. et al. // Synapse. 2008. Vol. 62, N 3. P. 169-175.Zhou F. W., Ying Jin, Metta Sh. G. et al. // J. Neurosci. 2009. Vol. 29, N 33. P. 10424-10435.Zhou F. W., Ying Jin, Metta Sh. G. et al. // J. Neurosci. 2009. Vol. 29, N 33. P. 10424-10435.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.