Mediatoren sind der chemischen Struktur nach eine heterogene Gruppe. Es enthält Cholinester (Acetylcholin); eine Gruppe von Monoaminen, einschließlich Katecholaminen (Dopamin, Norepinephrin und Epinephrin); Indole (Serotonin) und Imidazole (Histamin); saure (Glutamat und Aspartat) und basische (GABA und Glycin) Aminosäuren; Purine (Adenosin, ATP) und Peptide (Enkephaline, Endorphine, Substanz P). Zu dieser Gruppe gehören auch Substanzen, die nicht als echte Neurotransmitter eingestuft werden können – Steroide, Eicosanoide und eine Reihe von ROS, hauptsächlich NO.

Eine Reihe von Kriterien werden verwendet, um über die Neurotransmitter-Natur einer Verbindung zu entscheiden. Die wichtigsten sind unten aufgeführt.

1. Die Substanz muss sich in präsynaptischen Endigungen ansammeln und als Reaktion auf einen eingehenden Impuls freigesetzt werden. Die präsynaptische Region muss das System für die Synthese dieser Substanz enthalten, und die postsynaptische Zone muss einen spezifischen Rezeptor für diese Verbindung erkennen.
2. Wenn die präsynaptische Region stimuliert wird, sollte eine Ca-abhängige Freisetzung (durch Exozytose) dieser Verbindung in den intersynaptischen Spalt proportional zur Stärke des Stimulus erfolgen.
3. Obligatorische Identität der Wirkungen des endogenen Neurotransmitters und des mutmaßlichen Mediators, wenn er auf die Zielzelle aufgebracht wird, und die Möglichkeit der pharmakologischen Blockierung der Wirkungen des mutmaßlichen Mediators.
4. Das Vorhandensein eines Wiederaufnahmesystems des mutmaßlichen Mediators in präsynaptische Endigungen und/oder in benachbarte Astrogliazellen. Es gibt Fälle, in denen nicht der Mediator selbst, sondern das Produkt seiner Spaltung einer Wiederaufnahme unterzogen wird (z. B. Cholin nach der Spaltung von Acetylcholin durch das Enzym Acetylcholinesterase).

Einfluss von Medikamenten auf verschiedene Stadien der Mediatorfunktion bei der synaptischen Übertragung

	Einfluss ändern	Ergebnis Einschlag
Synthese Vermittler	Vorläuferzusatz Wiederaufnahmeblockade Blockade von Syntheseenzymen	↓ ↓
Akkumulation	Hemmung der Aufnahme in Vesikel Hemmung der Bindung in Vesikel
Auswahl (Exozytose)	Stimulation inhibitorischer Autorezeptoren Blockade von Autorezeptoren Verletzung der Mechanismen der Exozytose	↓ ↓
Handlung	Wirkungen von Agonisten auf Rezeptoren
auf Rezeptoren	Blockade postsynaptischer Rezeptoren
Zerstörung Vermittler	Wiederaufnahmeblockade durch Neuronen und/oder Glia Hemmung der Zerstörung in Neuronen
	Hemmung der Zerstörung im synaptischen Spalt

Der Einsatz verschiedener Methoden zum Testen der Mediatorfunktion, einschließlich der modernsten (immunhistochemisch, rekombinante DNA usw.), ist aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit der meisten einzelnen Synapsen sowie aufgrund der begrenzten Auswahl an zielgerichteten pharmakologischen Wirkstoffen schwierig .

Der Versuch, den Begriff "Mediatoren" zu definieren, stößt auf eine Reihe von Schwierigkeiten, da in den letzten Jahrzehnten eine Liste von Substanzen erstellt wurde, die im Nervensystem die gleiche Signalfunktion ausüben wie klassische Mediatoren, sich jedoch in chemischer Natur, Synthesewegen, Rezeptoren von ihnen unterscheiden , hat sich stark ausgeweitet. Zunächst gilt das Obige für eine große Gruppe von Neuropeptiden sowie für ROS und vor allem für Stickstoffmonoxid (Nitroxid, NO), für das die Mediatoreigenschaften gut beschrieben sind. Im Gegensatz zu den „klassischen“ Mediatoren sind Neuropeptide in der Regel größer, werden mit geringer Rate synthetisiert, reichern sich in geringen Konzentrationen an und binden an Rezeptoren mit geringer spezifischer Affinität, außerdem besitzen sie keine präsynaptischen terminalen Wiederaufnahmemechanismen. Auch die Wirkungsdauer von Neuropeptiden und Mediatoren variiert stark. Was Nitroxid betrifft, kann es trotz seiner Beteiligung an der interzellulären Interaktion nach einer Reihe von Kriterien nicht Mediatoren, sondern sekundären Botenstoffen zugeschrieben werden.

Anfangs dachte man, dass ein Nervenende nur einen Neurotransmitter enthalten könne. Bisher wurde die Möglichkeit des Vorhandenseins mehrerer Mediatoren im Terminal gezeigt, die als Reaktion auf einen Impuls gemeinsam freigesetzt werden und auf eine Zielzelle wirken - gleichzeitige (koexistierende) Mediatoren (Kommediatoren, Cotransmitter). In diesem Fall erfolgt die Akkumulation verschiedener Mediatoren in der gleichen präsynaptischen Region, aber in unterschiedlichen Vesikeln. Als Beispiel für Mediatoren, die sich im Syntheseort unterscheiden und in der Regel an einem Ende lokalisiert sind, können klassische Neurotransmitter und Neuropeptide dienen. Die Freisetzung von Cotransmittern erfolgt als Reaktion auf eine Reihe von Erregungspotentialen einer bestimmten Frequenz.

In der modernen Neurochemie werden neben Neurotransmittern Substanzen isoliert, die deren Wirkung modulieren – Neuromodulatoren. Ihre Wirkung ist stärkender Natur und zeitlich länger als die Wirkung von Mediatoren. Diese Substanzen können sowohl neuronalen (synaptischen) als auch glialen Ursprungs sein und werden nicht notwendigerweise durch Nervenimpulse vermittelt. Im Gegensatz zu einem Neurotransmitter wirkt ein Modulator nicht nur auf die postsynaptische Membran, sondern auch auf andere Teile des Neurons, einschließlich intrazellulär.

Es gibt prä- und postsynaptische Modulation. Der Begriff "Neuromodulator" ist umfassender als der Begriff "Neurotransmitter". In einigen Fällen kann der Mediator auch ein Modulator sein. Zum Beispiel wirkt Norepinephrin, das vom sympathischen Nervenende freigesetzt wird, als Neurotransmitter auf a1-Rezeptoren, aber als Neuromodulator auf a2-adrenerge Rezeptoren; im letzteren Fall vermittelt es die Hemmung der nachfolgenden Sekretion von Norepinephrin.

Substanzen, die Mediatorfunktionen übernehmen, unterscheiden sich nicht nur in ihrer chemischen Struktur, sondern auch in welchen Kompartimenten der Nervenzelle sie synthetisiert werden. Klassische Mediatoren mit kleinem Molekulargewicht werden im Axonterminal synthetisiert und zur Speicherung und Freisetzung in kleine synaptische Vesikel (50 nm Durchmesser) eingebaut. NO wird auch im Terminal synthetisiert, aber da es nicht in Vesikel verpackt werden kann, diffundiert es sofort aus dem Nervenende und beeinflusst das Ziel. Peptid-Neurotransmitter werden im zentralen Teil des Neurons (Perikaryon) synthetisiert, in große Vesikel mit einem dichten Zentrum (100-200 nm Durchmesser) verpackt und durch axonale Ströme zu den Nervenenden transportiert.

Acetylcholin und Katecholamine werden aus zirkulierenden Vorläufern synthetisiert, während Aminosäuremediatoren und Peptide schließlich aus Glucose gebildet werden. Wie bekannt ist, können Neuronen (wie andere Zellen höherer Tiere und Menschen) Tryptophan nicht synthetisieren. Daher ist der erste Schritt, der zum Beginn der Serotoninsynthese führt, der erleichterte Transport von Tryptophan aus dem Blut zum Gehirn. Diese Aminosäure wird wie andere neutrale Aminosäuren (Phenylalanin, Leucin und Methionin) durch spezielle Transporter, die zur Familie der Monocarbonsäuretransporter gehören, vom Blut zum Gehirn transportiert. Daher ist einer der wichtigen Faktoren, der den Serotoninspiegel in serotonergen Neuronen bestimmt, die relative Menge an Tryptophan in der Nahrung im Vergleich zu anderen neutralen Aminosäuren. So zeigten Probanden, die einen Tag lang eine eiweißarme Ernährung erhielten und anschließend eine Tryptophan-freie Aminosäuremischung erhielten, ein aggressives Verhalten und eine Veränderung des Schlaf-Wach-Rhythmus, was mit einem Absinken des Serotoninspiegels im Gehirn einhergeht .

GABA - Gamma-Aminobuttersäure - ist der wichtigste hemmende Neurotransmitter im Gehirn, er ist sowohl an der postsynaptischen als auch an der präsynaptischen Hemmung beteiligt. GABA wird aus Glutamat unter dem Einfluss der Glutamat-Decarboxylase gebildet und interagiert mit zwei Arten von GABA-Rezeptoren auf postsynaptischen synaptischen Membranen: a) Bei Wechselwirkung mit GABAd-Rezeptoren steigt die Permeabilität von Membranionenkanälen für SG-Ionen, was in der klinischen Praxis mit auftritt Verwendung von Barbituraten; b) bei Wechselwirkung mit GABAB-Rezeptoren steigt die Durchlässigkeit von Ionenkanälen für K + -Ionen. Glycin - ein hemmender Neurotransmitter, der hauptsächlich von Neuronen im Rückenmark und im Hirnstamm ausgeschüttet wird. Es erhöht die Leitfähigkeit der Ionenkanäle der postsynaptischen Membran für SG-Ionen, was zur Entwicklung von Hyperpolarisation - HPSP - führt. Glycin-Antagonist ist Strychnin, dessen Einführung zu Muskelhyperaktivität und Urteilsvermögen führt, was die wichtige Rolle der postsynaptischen Hemmung bei der normalen Funktion des Zentralnervensystems bestätigt. Tetanustoxin verursacht auch Krampfanfälle. wirkt auf Eiweiß synaptobrevin Membranen von Vesikeln blockiert es die Exozytose des präsynaptischen inhibitorischen Neurotransmitters, was zu einer starken Erregung des zentralen Nervensystems führt.

elektrische Synapsen

Die interneuronale Erregungsübertragung kann auch elektrisch, also ohne Mitwirkung von Mediatoren, erfolgen. Voraussetzung dafür ist ein dichter Kontakt zwischen zwei bis zu 9 nm breiten Zellen. So kann der Natriumstrom von einer von ihnen durch die offenen Kanäle der anderen Membran fließen. Das heißt, die Quelle des postsynaptischen Stroms des zweiten Neurons ist die präsynaptische Membran des ersten. Das Verfahren ist vermittlerfrei; werden ausschließlich von Kanalproteinen bereitgestellt (Lipidmembranen sind für Ionen undurchlässig). Diese interzellulären Verbindungen werden Nexus (Gap Junctions) genannt. Sie befinden sich in den Membranen zweier Neuronen genau gegenüber - also auf derselben Linie; großer Durchmesser (bis zu 1,5 nm Durchmesser), durchlässig sogar für Makromoleküle mit einem Gewicht von bis zu 1000; bestehen aus Untereinheiten mit einem Gewicht von bis zu 25000; ihr Vorkommen ist im ZNS von Wirbeltieren und wirbellosen Tieren üblich; inhärent in Gruppen von synchron funktionierenden Zellen (insbesondere im Kleinhirn zwischen Körnerzellen zu finden).

Die meisten elektrischen Synapsen sind erregend. Bei bestimmten morphologischen Merkmalen können sie jedoch hemmend wirken. Einige von ihnen haben bei bilateraler Leitung eine gleichrichtende Wirkung, das heißt, sie leiten elektrischen Strom viel besser als präsynaptische Strukturen zu postsynaptischen als in die entgegengesetzte Richtung.

Leiten von Impulsen über Synapsen

Jedes Nervenzentrum hat seine eigenen morphologischen und funktionellen Besonderheiten. Aber die Neurodynamik von jedem von ihnen basiert auf einer Reihe gemeinsamer Merkmale. Sie sind mit den Übertragungsmechanismen der Erregung in Synapsen verbunden; mit der Interaktion zwischen den Neuronen, die dieses Zentrum bilden; mit genetisch programmierten Funktionsmerkmalen von Neuronen und Verbindungen zwischen ihnen.

Merkmale der Erregungsleitung durch Synapsen sind wie folgt.

1 Einseitigkeit der Erregung. Im Axon geht die Erregung vom Ursprungsort im Nervenzentrum in beide Richtungen - nur in eine Richtung: vom Rezeptor zum Effektor (d. H. Auf der Ebene der Synapse von der präsynaptischen Membran zur postsynaptischen Membran). wird durch die strukturelle und funktionelle Organisation der Synapse erklärt, nämlich - das Fehlen von synaptischen Vesikeln mit einem Mediator in postsynaptischen Neuronen, 2 Snap-Verzögerung der Erregung. Die Erregung im Nervenzentrum erfolgt mit einer geringeren Geschwindigkeit als in anderen Teilen des Reflexbogens. Dies liegt daran, dass es für die Prozesse der Mediatorfreisetzung mit den physikalisch-chemischen Prozessen, die in der Synapse ablaufen, mit dem Auftreten von EPSPs und der Erzeugung von AP aufgewendet wird. All dies in einer Synapse dauert 0,5-1 ms. Dieses Phänomen wird als synaptische Verzögerung der Erregungsleitung bezeichnet. Je komplexer der Reflexbogen, desto mehr Synapsen und dementsprechend desto größer die synaptische Verzögerung.

Die Summe der synaptischen Verzögerungen im Reflexbogen wird genannt die Gegenwart des Reflexes. Die Zeit vom Beginn der Reizwirkung bis zum Auftreten einer Reflexantwort wird als Latenz oder Latenzzeit (LP) des Reflexes bezeichnet. Die Dauer dieser Periode hängt von der Anzahl der Neuronen und damit der am Reflex beteiligten Synapsen ab. Beispielsweise hat ein Sehnenkniereflex, dessen Reflexbogen monosynaptisch ist, eine Latenzzeit von 24 ms, eine visuelle oder auditive Reaktion 200 ms.

Je nachdem, ob erregende oder hemmende Neuronen synaptische Kontakte eingehen, kann das Signal verstärkt oder unterdrückt werden. Die Wechselwirkungsmechanismen zwischen erregenden und hemmenden Einflüssen auf ein Neuron liegen ihrer integrativen Funktion zugrunde.

Ein derartiger Wechselwirkungsmechanismus ist die Summierung von exzitatorischen Einflüssen auf das Neuron – exzitatorisches postsynaptisches Potential (EPSP) oder inhibitorischer Einflüsse – inhibitorisches postsynaptisches Potential (IPSP) oder sowohl exzitatorisch (EPSP) als auch inhibitorisch (GPSP).

3 Summierung nervöser Prozesse - das Phänomen des Auftretens von Erregung unter bestimmten Anwendungsbedingungen von unterschwelligen Reizungen. Die Summierung wird von I. M. Sechenov beschrieben. Es gibt zwei Arten der Summation: zeitliche Summation und räumliche Summation (Abb. 3.15).

Zeitsummierung - das Auftreten von Erregung bei einer Reihe von unterschwelligen Reizen, die nacheinander von einem Rezeptorfeld in die Zelle oder das Zentrum eintreten (Abb. 3.16). Die Reizfrequenz sollte sein

REIS. 3.15. Summe der Erregung. A - Zeitsummierung. B - räumliche Summierung

REIS. 3.16.

so dass das Intervall zwischen ihnen nicht mehr als 15 ms beträgt, dh die Dauer des EPSP ist kürzer. Unter solchen Bedingungen entwickelt sich der EPSP für den nächsten Stimulus, bevor der EPSP für den vorherigen Stimulus endet. EPSPs werden summiert, ihre Amplitude wächst und schließlich, wenn ein kritischer Depolarisationsgrad erreicht ist, tritt AP auf.

Räumliche Summierung - die Entstehung der Erregung (EPSP) bei gleichzeitiger Anwendung mehrerer vorschwelliger Reize auf verschiedene Teile des Rezeptorfelds (Abb. 3.17).

Treten in mehreren Neuronensynapsen (mindestens 50) gleichzeitig EPSPs auf, depolarisiert die Neuronenmembran auf kritische Werte und es kommt in der Folge zu AP. Spatial Summation of Excitation (EPSP) and Inhibition (GPSP) Prozesse stellen die integrative Funktion von Neuronen sicher. Überwiegt die Hemmung, werden Informationen nicht an das nächste Neuron weitergegeben; überwiegt die Erregung, wird die Information durch die Bildung von AP auf der Axonmembran zum nächsten Neuron weitergeleitet (Abb. 3.18).

4 Transformation des Erregungsrhythmus - Dies ist eine Diskrepanz zwischen der Häufigkeit von AP in den afferenten und efferenten Verbindungen des Reflexbogens. Zum Beispiel als Reaktion auf einen einzelnen angelegten Stimulus

REIS. 3.17.

REIS. 3.18.

zum afferenten Nerv senden die Zentren entlang der efferenten Fasern nacheinander eine ganze Reihe von Impulsen an das Arbeitsorgan. In einer anderen Situation kommt bei einer hohen Stimulationsfrequenz eine viel niedrigere Frequenz am Effektor an.

5 Nachwirkung der Erregung - das Phänomen der Fortsetzung der Erregung im Zentralnervensystem nach Beendigung der Reizung. Die kurzfristige Nachwirkung ist mit einer langen Dauer des kritischen Niveaus EPSP verbunden. Die lange Nachwirkung ist auf die Zirkulation der Erregung durch geschlossene Nervenkreisläufe zurückzuführen. Ein solches Phänomen wird genannt Hall. Aufgrund des Nachhalls von Erregungen (PD) befinden sich die Nervenzentren ständig in einem Tonzustand. Die Entwicklung des Nachhalls auf der Ebene des gesamten Organismus ist wichtig für die Organisation des Gedächtnisses.

6 Posthetanische Potenzierung - das Phänomen des Auftretens oder der Verstärkung der Reaktion auf einzelne sensorische Testreize für einige Zeit nach der vorherigen schwachen häufigen (100-200 NML / s) rhythmischen Stimulation. Die Potenzierung beruht auf Prozessen auf der Ebene der präsynaptischen Membran und äußert sich in einer Erhöhung der Freisetzung des Mediators. Dieses Phänomen ist homosynaptischer Natur, das heißt, es tritt auf, wenn eine rhythmische Stimulation und ein Testimpuls das Neuron entlang derselben afferenten Fasern erreichen. Die Potenzierung beruht zunächst auf der Erhöhung des Ca2f-Eintrags durch die präsynaptische Membran. Dieses Phänomen nimmt mit jedem Impuls zunehmend zu. Und wenn die Menge an Ca 2+ größer wird als die Fähigkeit der Mitochondrien und des endoplasmatischen Retikulums, sie zu absorbieren, tritt eine verlängerte Freisetzung des Mediators in die Synapse auf. Folglich kommt es zu einer Mobilisierung der Freisetzungsbereitschaft des Mediators durch eine Vielzahl von Vesikeln und dadurch zu einer Erhöhung der Anzahl von Mediatorquanten auf der postsynaptischen Membran. Nach modernen Daten spielt die Sekretion endogener Neuropeptide eine wichtige Rolle bei der Genese der posttetanischen Potenzierung, insbesondere beim Übergang von der Kurzzeitpotenzierung zur Langzeitpotenzierung. Darunter sind Neuromodulatoren, die sowohl auf die präsynaptischen als auch auf die postsynaptischen Membranen wirken. Stimulanzien sind Somatostatin, Wachstumsfaktor und Inhibitoren sind Interleukin, Thyroliberin, Melatonin. Ebenfalls von Bedeutung sind Arachidonsäure, NO. Potenzierung ist wichtig für die Organisation des Gedächtnisses. Dank verstärkender Schaltkreise wird das Lernen organisiert.

7 Ermüdung Nervenzentren. Bei längerer wiederholter Ausführung desselben Reflexes tritt nach einiger Zeit ein Zustand der Abnahme der Stärke der Reflexreaktion auf, und es tritt sogar ihre vollständige Unterdrückung, dh Ermüdung, ein. Müdigkeit entwickelt sich hauptsächlich im Nervenzentrum. Es ist mit einer gestörten Übertragung in Synapsen, einer Erschöpfung der Mediatorressourcen in präsynaptischen Vesikeln, einer Abnahme der Empfindlichkeit von Rezeptoren der subsynaptischen Membran gegenüber Mediatoren und einer Schwächung der Wirkung von Enzymsystemen verbunden. Einer der Gründe ist die "Sucht" der postsynaptischen Membran nach der Wirkung des Mediators - Gewöhnung.

Einige Chemikalien wirken spezifisch auf die jeweiligen Nervenzentren, was mit den Strukturen dieser Chemikalien zusammenhängt, die mit den entsprechenden Neurotransmittern der Nervenzentren zusammenhängen können.

Unter ihnen:

1 Betäubungsmittel - solche, die in der chirurgischen Praxis zur Anästhesie verwendet werden (Chlorethyl, Ketamin, Barbiturate usw.);

2 Beruhigungsmittel - Beruhigungsmittel (Relanium, Chlorpromazin, Trioxazin, Amizil, Oxylidin, unter Kräuterpräparaten - Infusion von Herzgespann, Pfingstrose usw.);

3 neurotrope Substanzen mit selektiver Wirkung (Lobelin, Cytiton - Erreger des Atmungszentrums; Apomorphin - der Erreger des Erbrechenszentrums; Meskalin - visuelles Halluzinogen usw.).

Abgeschlossen von einem Schüler
Gruppen PSOp-14
Alexandrova Inna

Mediatoren des Nervensystems

Die Mediatoren des vegetativen Nervensystems sind
chemische Verbindungen, die den Prozess bereitstellen
Übertragung eines Nervenimpulses von einer Zelle zur anderen.
Somit verbinden sie zahlreiche Links
Nervensystem in einen Kreislauf, wodurch eine gut koordinierte
Arbeit des ganzen menschlichen Körpers.

Als Reaktion auf das Eintreffen eines Nervenimpulses an der Synapse
Vermittler freigestellt. Mediatormoleküle
binden an postsynaptische Rezeptoren
Membran, die zur Öffnung des Ionischen führt
Kanal oder zur Aktivierung von intrazellulären
Reaktionen.

Dank der Forschung in den letzten Jahrzehnten ist diese Regelung
kompliziert genug. Das Aufkommen immunochemischer Methoden
erlaubt zu zeigen, dass in einer Synapse koexistieren kann
mehrere Gruppen von Mediatoren.

Aktuell bei der Einstufung von Mediatorsubstanzen
Es ist üblich, Mediatoren hervorzuheben:
1) primär - wirken direkt auf Rezeptoren
postsynaptische Membran;
2) Begleit- und Mediator-Modulatoren - Start
Kaskade enzymatischer Reaktionen
3) allosterische Mediatoren - beteiligen sich an Genossenschaften
Interaktionsprozesse mit den Rezeptoren des primären Mediators.

Ein Mediator kann nicht nur „selbst“ handeln
postsynaptischen Membran, sondern auch außerhalb dieser Synapse - an
Membranen anderer Neuronen mit entsprechenden Rezeptoren.
Somit wird die physiologische Reaktion durch eine ungenaue bereitgestellt
anatomischer Kontakt, aber das Vorhandensein eines begleitenden Rezeptors auf
Zielzelle.

Arten von Chemorezeptoren auf der postsynaptischen Membran:
1. Ionotrope Rezeptoren, zu denen ionische gehören
ein Kanal, der sich öffnet, wenn die Mediatormoleküle daran binden
"Lernzentrum
2. Metabotrope Rezeptoren öffnen den Ionenkanal
indirekt (durch eine Kette biochemischer Reaktionen), in
insbesondere durch die Aktivierung spezieller intrazellulärer
Proteine

Einer der häufigsten Vermittler
gehören zur Gruppe der biogenen Amine. Diese Gruppe
Mediatoren zuverlässig identifiziert werden
Mikrohistologische Methoden.
Funktionen: Mediator, hormonell, Regulation
Embryogenese.
Biogene Amine
Katecholamine
(Dopamin,
Noradrenalin,
Adrenalin)
Indolamin
(Serotonin)

Große Ansammlung in der Medulla oblongata
noradrenerge Neuronen befinden sich in
ventrolateraler Kern der Formatio reticularis.
Im Zwischenhirn (Hypothalamus) noradrenerg
Neuronen zusammen mit dopaminergen Neuronen sind enthalten
Zusammensetzung des Hypothalamus-Hypophysen-Systems.

Zahlreiche noradrenerge Neuronen
im peripheren NS enthalten. Ihre Körper sind drin
sympathischen Kette und in einigen intramuralen
Ganglien.

Dopaminerge Neuronen sind überwiegend lokalisiert
im Mittelhirn (nigro-neostriatales System) sowie in
hypothalamische Region. Dopamin-Schaltkreise im Gehirn
Säugetiere sind gut untersucht, 3 Hauptketten sind bekannt,
sie bestehen alle aus einer einzelnen Neuronenkette. Körper von Neuronen
befinden sich im Hirnstamm und senden Axone an andere
GM-Bereich.

Eine Schaltung ist sehr einfach. Der Körper des Neurons befindet sich in der Region
Hypothalamus und sendet ein kurzes Axon an die Hypophyse. Dieser Weg ist enthalten
in das Hypothalamus-Hypophysen-System und steuert das System
endokrine Drüsen.
Das zweite Dopaminsystem ist die Substantia Nigra. Die Axone dieser
Neuronen projizieren in das Striatum. Dieses System enthält
etwa ¾ Dopamin GM.

Das dritte System ist an der Manifestation von Schizophrenie und beteiligt
einige andere psychische Erkrankungen. Körper von Neuronen
liegen im Mittelhirn neben der Substantia nigra. Sie sind
projizieren Axone zu den darüber liegenden Gehirnstrukturen, Gehirn
Kortex und limbisches System, insbesondere zum frontalen Kortex, zu
Septumregion und entorhinaler Kortex. Entorhinal
Der Kortex ist die Hauptquelle für Projektionen zum Hippocampus.

Serotonin ist eine chemische Substanz, die als Ergebnis des Stoffwechsels gebildet wird
Aminosäuren und gehört zur Gruppe der sogenannten biogenen Amine.
Serotonin hat eine vasokonstriktive Wirkung, ist an der zentralen Regulation beteiligt
Blutdruck, Körpertemperatur, Atmung, Nierenfiltration.
Ein normaler Serotoninstoffwechsel sorgt für eine positive emotionale Stimmung.
Es ist bewiesen, dass wir Serotonin die Möglichkeit verdanken, Freude und Glück zu erleben.
und Interesse am Leben, um arbeiten zu können und einen guten Ton zu haben.

In der Populärliteratur wird es als „Hormon der Freude“ bezeichnet. Es ist nur richtig
halb: Freude - ja, aber von seiner Struktur her ist Serotonin kein Hormon, aber
Neurotransmitter.
Es trägt Nervenimpulse, ist an Erregungs- und Hemmungsprozessen beteiligt.
Ohne sie ist das normale Funktionieren des Nerven- und Gehirngewebes unmöglich.
Wenn der Stoffwechsel von Serotonin gestört ist, können Krankheiten wie Depressionen,
Schizophrenie, Migräne, verschiedene Allergien, hämorrhagische Diathese, Toxikose
Schwangerschaft, geschwächte Immunität mit häufigen Erkältungen, Enuresis.

Serotonerge Neuronen sind weit verbreitet
im ZNS. Sie sind in der vorrassischen und gefunden
mediale Kerne der Naht der Medulla oblongata sowie in
Mittelhirn und Pons.
Serotonerge Neuronen innervieren das Weite
Bereiche des Gehirns, einschließlich des BP-Kortex, des Hippocampus,
Globus pallidus, Amygdala, Hypothalamus.

Eine weitere Gruppe von ZNS-Mediatoren sind Aminosäuren.
Nervengewebe enthält eine ganze Reihe von Aminosäuren:
Glutaminsäure, Glutamin, Asparaginsäure,
Gamma-Aminobuttersäure (GABA).
Glutamat wird im Nervengewebe hauptsächlich aus gebildet
Glucose. Das meiste Glutamat findet sich im Finale
Gehirn und Kleinhirn. Im Rückenmark findet Glutamat statt
mehr Hinterhörner als Vorderhörner.

Die Reaktion der postsynaptischen Membran auf ihre Aktivierung durch Glutamat (Schema).
a - mit einer kleinen und 6 - mit einer hohen Synapsenfrequenz
Aktivierung. Im Fall a aktiviert Glutamat (GLU) sowohl NMDA als auch
Quisgulate/Kainate (Q/K)-Rezeptoren, Kanäle offen,
Passieren von Na+- und K+-Ionen. NMDA-Kanäle werden durch Mg++ blockiert. BEIM
Fall b, es gibt eine stabile Depolarisation der Postsynaptik
Membranen verlassen Mg++-Ionen die NMDA-Kanäle und sie starten
passieren Ca++, Na+ und K+ Ionen. Depolarisation kann auch
aktivieren spannungsgesteuerte Calciumkanäle.

Von den hemmenden Neurotransmittern ist GABA der wichtigste
im ZNS verteilt.
Zwei Arten von GABA-Rezeptoren auf der postsynaptischen Membran:
1. GABA - öffnet Kanäle für Cl-Ionen
2. GABAB - öffnet je nach Zelltyp K + -Kanäle
und Ca++

Der GABA-Rezeptor enthält
Benzodiazepin
Rezeptor, die Anwesenheit
was erklärt wird
Aktion der sog
klein (tagsüber)
Beruhigungsmittel
(Mediatormoleküle
spezieller Mechanismus
absorbiert von
Synapsenspalt ein
Neuronenzytoplasma)
Von GABA-Antagonisten
sehr bekannt
Biculin. Er ist gut
geht durch
Blut-Gehirn
Barriere, bietet
starke Wirkung auf
Organismus auch im Kleinen
Dosen, verursacht
Krämpfe und Tod.
GABA kommt vor in
eine Reihe von Kleinhirnneuronen
(in Purkinje-Zellen,
Golgi-Zellen,
Korbzellen)
Hippocampus (in
Korbzellen),
Riechkolben u
schwarze Substanz.

Ein weiterer bekannter inhibitorischer Neurotransmitter ist Glycin.
Glyzinerische Neuronen finden sich hauptsächlich im Rücken- und Rückenmark
verlängertes Medulla. Diese Zellen wirken hemmend
Interneuronen.
Aminoessigsäure unterstützt die Arbeit des Zentralnervensystems
Systeme. Es verschafft dem Einzelnen einen guten Schlaf, entzieht
Angst, verbessert psychologische und
der emotionale Zustand des Subjekts im Allgemeinen. Dank an
Glycin, das Gehirn widersteht erhöhten mentalen
Last und Gedächtnis verbessert sich erheblich.

Acetylcholin ist eines davon
zuerst studiert
Vermittler. Weit
weit verbreitet darin
peripheres NS.
Ein Beispiel wäre
Motoneuronen des Rückenmarks
und Neuronen der CN-Kerne.
cholinerge Schaltkreise in
das Gehirn wird bestimmt durch
das Vorhandensein eines Enzyms
Cholinesterase. Im GM-Körper
cholinerge Neuronen in
Septum Kern, Kern
Motorbündel u
basale Kerne.
Mit Mangel
Acetylcholin wird reduziert
Muskelkontraktionskraft

Diese Gruppen von Neuronen bilden tatsächlich eine Population.
cholinerge Neuronen: Kern des Vorderhirns. Axone
entsprechende Neuronen werden auf die Strukturen projiziert
Vorderhirn, insbesondere Neocortex und Hippocampus.
Dabei spielt das Acetylcholin-System eine wichtige Rolle
die die Beteiligung des Gedächtnisses erfordern
Acetylcholin
Rezeptoren
Muskarin
Nikotin

Nervenzellen steuern mit Hilfe von chemischen Signalstoffen, Neurotransmittern und Neurohormonen Körperfunktionen. Neurotransmitter- kurzlebige Substanzen der lokalen Aktion; Sie werden in den synaptischen Spalt freigesetzt und übermitteln ein Signal an benachbarte Zellen (von Neuronen produziert und in Synapsen gespeichert; wenn ein Nervenimpuls ankommt, werden sie in den synaptischen Spalt freigesetzt und binden selektiv an spezifischer Rezeptor auf der postsynaptischen Membran eines anderen Neurons oder einer anderen Muskelzelle, wodurch diese Zellen stimuliert werden, ihre spezifischen Funktionen auszuführen). Die Substanz, aus der der Mediator synthetisiert wird (der Vorläufer des Mediators), gelangt in das Neuron oder sein Ende aus dem Blut oder der Zerebrospinalflüssigkeit (Flüssigkeit, die im Gehirn und Rückenmark zirkuliert) und als Ergebnis biochemischer Reaktionen unter dem Einfluss von Enzymen , verwandelt sich in den entsprechenden Mediator und wird dann in Form von Bläschen (Vesikeln) zum synaptischen Spalt transportiert. Mediatoren werden auch in präsynaptischen Endungen synthetisiert.

Wirkmechanismus. Mediatoren und Modulatoren binden an Rezeptoren auf der postsynaptischen Membran benachbarter Zellen. Die meisten Neurotransmitter stimulieren die Öffnung von Ionenkanälen und nur wenige - die Schließung. Die Art der Änderung des Membranpotentials der postsynaptischen Zelle hängt von der Art des Kanals ab. Eine Änderung des Membranpotentials von -60 auf +30 mV aufgrund der Öffnung von Na + -Kanälen führt zur Entstehung eines postsynaptischen Aktionspotentials. Eine Änderung des Membranpotentials von -60 mV auf -90 mV durch die Öffnung von Cl - -Kanälen hemmt das Aktionspotential (Hyperpolarisation), wodurch die Erregung nicht weitergeleitet wird (inhibitorische Synapse). Mediatoren können nach ihrer chemischen Struktur in mehrere Gruppen eingeteilt werden, von denen die wichtigsten Amine, Aminosäuren und Polypeptide sind. Ein ziemlich weit verbreiteter Mediator in den Synapsen des Zentralnervensystems ist Acetylcholin.

Acetylcholin tritt in verschiedenen Teilen des zentralen Nervensystems (Großhirnrinde, Rückenmark) auf. Bekannt vor allem als spannend Vermittler. Insbesondere ist es ein Mediator von Alpha-Motoneuronen des Rückenmarks, das Skelettmuskeln innerviert. Diese Neuronen übertragen eine erregende Wirkung auf die Hemmzellen von Renshaw. In der Formatio reticularis des Hirnstamms wurden im Hypothalamus M- und H-cholinerge Rezeptoren gefunden. Acetylcholin aktiviert auch hemmende Neuronen, was seine Wirkung bestimmt.

Amine ( Histamin, Dopamin, Noradrenalin, Serotonin) sind meist in nennenswerten Mengen in den Neuronen des Hirnstamms enthalten, in geringeren Mengen werden sie in anderen Teilen des zentralen Nervensystems nachgewiesen. Amine sorgen für das Auftreten von exzitatorischen und inhibitorischen Prozessen, beispielsweise im Zwischenhirn, in der Substantia nigra, im limbischen System und im Striatum.

Noradrenalin. Noradrenerge Neuronen sind hauptsächlich im Locus coeruleus (Mittelhirn) konzentriert, wo es nur wenige Hundert von ihnen gibt, aber ihre axonalen Äste sind im gesamten ZNS zu finden. Norepinephrin ist ein hemmender Mediator der Purkinje-Zellen des Kleinhirns und ein exzitatorischer Mediator im Hypothalamus, den Epithalamuskernen. Alpha- und beta-adrenerge Rezeptoren wurden in der Formatio reticularis des Hirnstamms und des Hypothalamus gefunden. Norepinephrin reguliert die Stimmung, emotionale Reaktionen, hält die Wachheit aufrecht, beteiligt sich an den Mechanismen der Bildung bestimmter Schlaf- und Traumphasen.

Dopamin. Dopaminrezeptoren werden in D1- und D2-Subtypen unterteilt. D1-Rezeptoren sind in den Zellen des Striatums lokalisiert und wirken wie D2-Rezeptoren durch Dopamin-sensitive Adenylatcyclase. D2-Rezeptoren befinden sich in der Hypophyse, unter der Einwirkung von Dopamin auf sie werden die Synthese und Sekretion von Prolaktin, Oxytocin, melanostimulierendem Hormon und Endorphin gehemmt. . Dopamin ist an der Bildung von Lustgefühlen, der Regulierung emotionaler Reaktionen und der Aufrechterhaltung der Wachheit beteiligt. Striatales Dopamin reguliert komplexe Muskelbewegungen.

Serotonin. Mit Hilfe von Serotonin werden erregende und hemmende Einflüsse in den Neuronen des Hirnstamms und hemmende Einflüsse in der Großhirnrinde weitergeleitet. Es gibt verschiedene Arten von Serotoninrezeptoren. Serotonin verwirklicht seinen Einfluss mit Hilfe von ionotropen und metabotropen Rezeptoren, die biochemische Prozesse mit Hilfe von sekundären Botenstoffen - cAMP und IF 3 / DAG - beeinflussen. Hauptsächlich in Strukturen enthalten, die mit der Regulierung autonomer Funktionen zusammenhängen . Serotonin beschleunigt den Lernprozess, Schmerzbildung, Sinneswahrnehmung, Einschlafen; Angiothesin erhöht den Blutdruck (BP), hemmt die Synthese von Katecholaminen, stimuliert die Sekretion von Hormonen; informiert das zentrale Nervensystem über den osmotischen Druck des Blutes.

Histamin in einer ziemlich hohen Konzentration in der Hypophyse und der mittleren Eminenz des Hypothalamus gefunden - hier konzentriert sich die Hauptzahl histaminerger Neuronen. In anderen Teilen des zentralen Nervensystems ist der Histaminspiegel sehr niedrig. Seine Vermittlerrolle ist wenig untersucht. Ordnen Sie H 1 -, H 2 - und H 3 -Histaminrezeptoren zu.

Aminosäuren.Saure Aminosäuren(Glycin, Gamma-Aminobuttersäure) sind hemmende Mediatoren in den Synapsen des Zentralnervensystems und wirken auf die entsprechenden Rezeptoren. Glycin- im Rückenmark GABA- in Großhirnrinde, Kleinhirn, Hirnstamm und Rückenmark. Neutrale Aminosäuren(Alpha-Glutamat, Alpha-Aspartat) vermitteln erregende Einflüsse und wirken auf die entsprechenden erregenden Rezeptoren. Glutamat gilt als afferenter Mediator im Rückenmark. Rezeptoren für Glutamin und Asparaginaminosäuren befinden sich in den Zellen des Rückenmarks, des Kleinhirns, des Thalamus, des Hippocampus und der Großhirnrinde . Glutamat ist der wichtigste exzitatorische Mediator des ZNS (75 %). Glutamatrezeptoren sind ionotrop (K + , Ca 2+ , Na + ) und metabotrop (cAMP und IP 3 /DAG). Polypeptideüben auch eine Mediatorfunktion in den Synapsen des Zentralnervensystems aus. Insbesondere, Substanz R ist ein Mediator von Neuronen, die Schmerzsignale weiterleiten. Diese Polepipetide kommt besonders häufig in den Rückenwurzeln des Rückenmarks vor. Dies deutete darauf hin, dass Substanz P ein Mediator empfindlicher Nervenzellen im Bereich ihrer Umschaltung auf Interneuronen sein könnte.

Enkephaline und Endorphine - Mediatoren von Neuronen, die Schmerzimpulse blockieren. Ihren Einfluss nehmen sie über die entsprechenden Opiatrezeptoren wahr, die besonders dicht an den Zellen des limbischen Systems sitzen; viele von ihnen befinden sich auch auf den Zellen der Substantia nigra, den Kernen des Dienzephalons und des Soletartrakts, sie befinden sich auf den Zellen des blauen Flecks des Rückenmarks Endorphine, Enkephaline, ein Peptid, das Beta-Schlaf verursacht, geben Anti -Schmerzreaktionen, Erhöhung der Stressresistenz, Schlaf. Angiotensin beteiligt sich an der Übermittlung von Informationen über den Wasserbedarf des Körpers, Luliberin - bei sexueller Aktivität. Oligopeptide - Stimmungsvermittler, Sexualverhalten, Übertragung der nozizeptiven Erregung von der Peripherie zum Zentralnervensystem, Schmerzbildung.

Im Blut zirkulierende Chemikalien(Einige Hormone, Prostaglandine, haben eine modulierende Wirkung auf die Aktivität von Synapsen. Prostaglandine (ungesättigte Hydroxycarbonsäuren), die aus Zellen freigesetzt werden, beeinflussen viele Teile des synaptischen Prozesses, zum Beispiel die Mediatorsekretion, die Arbeit von Adenylatcyclasen. Sie haben eine hohe physiologische Aktivität, werden aber schnell inaktiviert und wirken daher lokal.

hypothalamische Neurohormone, die Funktion der Hypophyse regulieren, wirken auch als Mediator.

Dale-Prinzip. Nach diesem Prinzip synthetisiert und verwendet jedes Neuron denselben Mediator oder dieselben Mediatoren in allen Zweigen seines Axons (ein Neuron - ein Mediator), aber wie sich herausstellte, können andere begleitende Mediatoren an den Axonenden freigesetzt werden ( Komödianten ), eine modulierende Rolle spielen und langsamer agieren. Im Rückenmark wurden zwei schnell wirkende Mediatoren in einem inhibitorischen Neuron – GABA und Glycin – sowie einem inhibitorischen (GABA) und einem exzitatorischen (ATP) gefunden. Deshalb klingt Dales Prinzip in der Neuauflage so: „one neuron – one fast synaptic effect“. Die Wirkung des Mediators hängt hauptsächlich von den Eigenschaften der Ionenkanäle der postsynaptischen Membran und Second Messenger ab. Besonders deutlich wird dieses Phänomen beim Vergleich der Wirkungen einzelner Mediatoren im zentralen Nervensystem und peripheren Synapsen des Körpers. Acetylcholin zum Beispiel kann in der Großhirnrinde mit Mikroapplikationen an verschiedenen Neuronen Erregung und Hemmung verursachen, in den Synapsen des Herzens - Hemmung, in den Synapsen der glatten Muskulatur des Magen-Darm-Trakts - Erregung. Katecholamine regen die Herztätigkeit an, hemmen aber die Kontraktionen des Magens und des Darms.

Mediator - Siehe Mediator. * * * (lat. Mediator - Mediator) - eine biologisch aktive Substanz, die an der Übertragung der Erregung von einer Nervenzelle zur anderen durch eine Synapse (siehe) oder von einem Neuron zu einem ausführenden Organ (Muskel, Drüse usw.) beteiligt ist.

Mediatoren - aktive Chemikalien, die die Übertragung der Erregung in der Synapse verursachen (siehe). Auf der präsynaptischen Membran reichern sich Mediatoren in Form kleiner Bläschen (Vesikel) an. Unter dem Einfluss eines Nervenimpulses platzen die Vesikel und ihr Inhalt wird in den synaptischen Spalt gegossen. Mediatoren wirken auf die postsynaptische Membran und verursachen deren Depolarisation (siehe Erregung). Die am meisten untersuchten und im Organismus verbreiteten Mediatoren sind Acetylcholin (siehe) und Norepinephrin. Dementsprechend werden alle Nervenenden, die Erregungen an verschiedene Organe übertragen, in cholinerge unterteilt, wobei Acetylcholin die Vermittler der synaptischen Übertragung sind, und adrenerge, bei denen Noradrenalin als Vermittler dient. Cholinerge Fasern umfassen Fasern des somatischen Nervensystems, die Erregungen an die Skelettmuskulatur übertragen, präganglionäre Fasern des sympathischen und parasympathischen Systems und postganglionäre parasympathische Fasern. Postganglionäre sympathische Fasern sind überwiegend adrenerg. Es gibt Synapsen im Zentralnervensystem, die sowohl Acetylcholin und Noradrenalin als Mediator verwenden, als auch Serotonin, Gamma-Aminobuttersäure, L-Glutamat und einige andere Aminosäuren.

Eine Synapse ist eine Kontaktstelle zwischen zwei Zellmembranen, die für die Erregungsübertragung von Nervenenden auf erregbare Strukturen (Drüsen, Muskeln, Neuronen) sorgt. Je nach Struktur werden Synapsen in neurosekretorische, neuromuskuläre und interneuronale unterteilt. Die Synapse besteht aus 2 Membranen: der präsynaptischen, die Teil der Nervenenden ist, und der postsynaptischen, die zur erregbaren Struktur gehört.

Die Sendung der Anregung in eine Synapse verwirklicht sich mit Hilfe spezifischer Chemikalien - Vermittler (siehe). Die häufigsten Mediatoren sind Noradrenalin und Acetylcholin. Die Struktur der Synapse und der Mechanismus der Erregungsübertragung bestimmen ihre physiologischen Eigenschaften: 1) einseitige Erregungsleitung, die mit der Freisetzung des Mediators nur auf der präsynaptischen Membran verbunden ist; 2) synaptische Verzögerung bei der Erregungsübertragung, die mit der langsamen Freisetzung des Mediators und seiner Wirkung auf die postsynaptische Membran verbunden ist, kann durch wiederholten Durchgang der Erregung verkürzt werden (die Wirkung der Summierung und Erleichterung); 3) die Synapse hat eine geringe Labilität und leichte Ermüdbarkeit; 4) Der chemische Mechanismus der Erregungsübertragung in der Synapse bestimmt die hohe Empfindlichkeit der Synapse gegenüber Hormonen, Medikamenten und Giften.

Frage 26. Arten und Rolle der zentralnervösen Hemmung.

Die Hemmung ist ein lokaler nervöser Vorgang, der zur Hemmung oder Verhinderung der Erregung führt. Die Hemmung ist ein aktiver Nervenprozess, dessen Ergebnis die Begrenzung oder Verzögerung der Erregung ist. Eines der charakteristischen Merkmale des Hemmungsprozesses ist das Fehlen der Fähigkeit, sich aktiv durch die Nervenstrukturen auszubreiten.

Derzeit werden im Zentralnervensystem zwei Arten der Hemmung unterschieden: die zentrale (primäre) Hemmung, die das Ergebnis der Erregung (Aktivierung) spezieller hemmender Neuronen ist, und die sekundäre Hemmung, die ohne Beteiligung spezieller hemmender Strukturen durchgeführt wird genau die Neuronen, in denen Erregung auftritt.

Zentrale Hemmung (primär) ist ein nervöser Prozess, der im Zentralnervensystem auftritt und zur Schwächung oder Verhinderung der Erregung führt. Nach modernen Konzepten ist die zentrale Hemmung mit der Wirkung von hemmenden Neuronen oder Synapsen verbunden, die hemmende Mediatoren (Glycin, Gamma-Aminobuttersäure) produzieren, die eine spezielle Art von elektrischen Veränderungen an der postsynaptischen Membran hervorrufen, die als hemmende postsynaptische Potentiale (IPSP) bezeichnet werden Depolarisation der präsynaptischen Nervenendigung mit der anderen Nervenendigung des Axons. Daher werden zentrale (primäre) postsynaptische Hemmung und zentrale (primäre) präsynaptische Hemmung unterschieden.

Die postsynaptische Hemmung (lateinisch posthinter, nach etwas + griechischer sinapsis Kontakt, Verbindung) ist ein nervöser Prozess, der durch die Wirkung spezifischer hemmender Mediatoren (Glycin, Gamma-Aminobuttersäure) auf die postsynaptische Membran verursacht wird, die von spezialisierten präsynaptischen Nervenenden ausgeschieden werden. Der von ihnen sezernierte Mediator verändert die Eigenschaften der postsynaptischen Membran, was zu einer Unterdrückung der Erregungsfähigkeit der Zelle führt. In diesem Fall kommt es zu einer kurzfristigen Erhöhung der Permeabilität der postsynaptischen Membran für K+- oder CI-Ionen, was zu einer Abnahme ihres elektrischen Eingangswiderstands und der Erzeugung eines inhibitorischen postsynaptischen Potentials (IPSP) führt. Das Auftreten von IPSP als Reaktion auf eine afferente Stimulation ist notwendigerweise mit dem Einschluss eines zusätzlichen Glieds in den inhibitorischen Prozess verbunden – ein inhibitorisches Interneuron, dessen axonale Enden einen inhibitorischen Neurotransmitter freisetzen. Die Spezifität von hemmenden postsynaptischen Wirkungen wurde zuerst in motorischen Neuronen von Säugetieren untersucht (D. Eccles, 1951). Anschließend wurden primäre IPSPs in Interneuronen der Wirbelsäule und der Medulla oblongata, in Neuronen der Formatio reticularis, der Großhirnrinde, des Kleinhirns und der Thalamuskerne von Warmblütern nachgewiesen.

Es ist bekannt, dass bei Erregung des Zentrums der Beuger eines Gliedes das Zentrum seiner Strecker gehemmt wird und umgekehrt. D. Eccles fand den Mechanismus dieses Phänomens im folgenden Experiment heraus. Er reizte den afferenten Nerv und verursachte eine Erregung des Motoneurons, das den Streckmuskel innerviert.

Nervenimpulse, die das afferente Neuron im Spinalganglion erreicht haben, werden entlang seines Axons im Rückenmark auf zwei Arten gesendet: an das Motoneuron, das den Streckmuskel innerviert, ihn anregt, und entlang der Collater an das intermediäre inhibitorische Neuron, das dessen Axon das Motoneuron kontaktiert, das den Beugemuskel innerviert, wodurch der antagonistische Muskel gehemmt wird. Diese Art der Hemmung wurde in intermediären Neuronen aller Ebenen des Zentralnervensystems während der Interaktion antagonistischer Zentren gefunden. Es wurde als translationale postsynaptische Hemmung bezeichnet. Diese Art der Hemmung koordiniert und verteilt die Erregungs- und Hemmungsvorgänge zwischen den Nervenzentren.

Die umgekehrte (antidrome) postsynaptische Hemmung (griech.: antidromeo, in die entgegengesetzte Richtung laufen) ist der Vorgang der Regulierung der Intensität der an sie herankommenden Signale durch Nervenzellen nach dem Prinzip der negativen Rückkopplung. Es liegt darin, dass die Kollateralen der Axone der Nervenzelle synaptische Kontakte mit speziellen interkalaren Neuronen (Renshaw-Zellen) herstellen, deren Rolle darin besteht, die Neuronen zu beeinflussen, die auf die Zelle zulaufen, die diese Axonkollateralen sendet (Abb. 87 ). Nach diesem Prinzip erfolgt die Hemmung von Motoneuronen.

Das Erscheinen eines Impulses in einem Säugetier-Motoneuron aktiviert nicht nur Muskelfasern, sondern aktiviert auch hemmende Renshaw-Zellen durch Axon-Kollateralen. Letztere stellen synaptische Verbindungen mit Motoneuronen her. Daher führt eine Zunahme des Feuerns von Motoneuronen zu einer stärkeren Aktivierung von Renshaw-Zellen, was zu einer erhöhten Hemmung von Motoneuronen und einer Verringerung der Häufigkeit ihres Feuerns führt. Der Begriff "antidrom" wird verwendet, weil die inhibitorische Wirkung leicht durch antidrome Impulse verursacht wird, die reflexartig in Motoneuronen auftreten.

Je stärker das Motoneuron erregt wird, desto stärkere Impulse gehen entlang seines Axons zu den Skelettmuskeln, desto intensiver wird die Renshaw-Zelle erregt, was die Aktivität des Motoneurons unterdrückt. Daher gibt es im Nervensystem einen Mechanismus, der Neuronen vor übermäßiger Erregung schützt. Ein charakteristisches Merkmal der postsynaptischen Hemmung ist, dass sie durch Strychnin und Tetanustoxin unterdrückt wird (diese pharmakologischen Substanzen wirken nicht auf Erregungsprozesse).

Infolge der Unterdrückung der postsynaptischen Hemmung wird die Regulation der Erregung im Zentralnervensystem gestört, die Erregung verteilt („diffundiert“) im gesamten Zentralnervensystem, was zu einer Übererregung von Motoneuronen und krampfhaften Kontraktionen von Muskelgruppen (Konvulsionen) führt. .

Die retikuläre Hemmung (lat. reticularis - net) ist ein nervöser Prozess, der sich in spinalen Neuronen unter dem Einfluss absteigender Impulse aus der retikulären Formation (riesiger retikulärer Kern der Medulla oblongata) entwickelt. Die durch retikuläre Einflüsse erzeugten Wirkungen ähneln funktionell der wiederkehrenden Hemmung, die sich auf Motoneuronen entwickelt. Der Einfluss der Formatio reticularis wird durch persistierendes IPSP verursacht, das alle Motoneuronen umfasst, unabhängig von ihrer funktionellen Zugehörigkeit. In diesem Fall ist, wie auch bei rezidivierender Hemmung von Motoneuronen, deren Aktivität eingeschränkt. Es gibt eine gewisse Wechselwirkung zwischen einer solchen nach unten gerichteten Kontrolle durch die Formatio reticularis und dem System der wiederkehrenden Hemmung durch Renshaw-Zellen, und Renshaw-Zellen stehen unter ständiger hemmender Kontrolle durch die beiden Strukturen. Die hemmende Wirkung der Formatio reticularis ist ein zusätzlicher Faktor bei der Regulierung des Aktivitätsniveaus von Motoneuronen.

Die primäre Hemmung kann durch Mechanismen anderer Art verursacht werden, die nicht mit Änderungen der Eigenschaften der postsynaptischen Membran verbunden sind. Die Hemmung erfolgt in diesem Fall an der präsynaptischen Membran (synaptische und präsynaptische Hemmung).

Die synaptische Hemmung (griech. sunapsis, Kontakt, Verbindung) ist ein nervöser Prozess, der auf der Wechselwirkung eines von präsynaptischen Nervenenden sezernierten und freigesetzten Mediators mit spezifischen Molekülen der postsynaptischen Membran beruht. Die anregende oder hemmende Natur der Wirkung des Mediators hängt von der Natur der Kanäle ab, die sich in der postsynaptischen Membran öffnen. Der direkte Nachweis des Vorhandenseins spezifischer inhibitorischer Synapsen im ZNS wurde erstmals von D. Lloyd (1941) erbracht.

Daten zu den elektrophysiologischen Manifestationen der synaptischen Hemmung: Das Vorhandensein einer synaptischen Verzögerung, das Fehlen eines elektrischen Feldes im Bereich der synaptischen Enden gab Anlass zu der Annahme, dass dies eine Folge der chemischen Wirkung eines speziellen hemmenden Mediators ist, der von den synaptischen Enden freigesetzt wird. D. Lloyd zeigte, dass, wenn sich die Zelle in einem Depolarisationszustand befindet, der inhibitorische Mediator eine Hyperpolarisation verursacht, während er vor dem Hintergrund einer Hyperpolarisation der postsynaptischen Membran ihre Depolarisation verursacht.

Die präsynaptische Hemmung (lat. prae - etwas voraus + griech. sunapsis Kontakt, Verbindung) ist ein Sonderfall synaptischer Hemmprozesse, die sich in der Unterdrückung der Neuronenaktivität als Folge einer Abnahme der Wirksamkeit erregender Synapsen auch an der präsynaptischen Verbindung äußern durch Hemmung des Prozesses der Mediatorfreisetzung durch erregende Nervenenden. In diesem Fall ändern sich die Eigenschaften der postsynaptischen Membran nicht. Die präsynaptische Hemmung erfolgt durch spezielle hemmende Interneurone. Seine strukturelle Grundlage sind Axo-Axonal-Synapsen, die durch Axon-Enden von hemmenden Interneuronen und Axon-Endungen von exzitatorischen Neuronen gebildet werden.

In diesem Fall ist das Axon-Ende des inhibitorischen Neurons präsympathisch bezüglich des Terminals des exzitatorischen Neurons, das postsynaptisch bezüglich des inhibitorischen Endes und präsynaptisch bezüglich der von ihm aktivierten Nervenzelle ist. In den Enden des präsynaptischen inhibitorischen Axons wird ein Mediator freigesetzt, der eine Depolarisation der exzitatorischen Enden bewirkt, indem er die Permeabilität ihrer Membran für CI- erhöht. Die Depolarisation verursacht eine Abnahme der Amplitude des Aktionspotentials, das am erregenden Ende des Axons ankommt. Dadurch wird der Prozess der Mediatorfreisetzung durch exzitatorische Nervenenden gehemmt und die Amplitude des exzitatorischen postsynaptischen Potentials nimmt ab.

Ein charakteristisches Merkmal der präsynaptischen Depolarisation ist die langsame Entwicklung und lange Dauer (mehrere hundert Millisekunden), selbst nach einem einzelnen afferenten Impuls.

Auch pharmakologisch unterscheidet sich die präsynaptische Hemmung deutlich von der postsynaptischen Hemmung. Strychnin und Tetanustoxin beeinflussen seinen Verlauf nicht. Betäubungsmittel (Chloralose, Nembutal) verstärken und verlängern jedoch die präsynaptische Hemmung signifikant. Diese Art der Hemmung findet sich in verschiedenen Teilen des Zentralnervensystems. Am häufigsten wird es in den Strukturen des Hirnstamms und des Rückenmarks nachgewiesen. In den ersten Studien der Mechanismen der präsynaptischen Hemmung wurde angenommen, dass die hemmende Wirkung an einem vom Soma des Neurons entfernten Punkt ausgeführt wird, daher wurde sie als "entfernte" Hemmung bezeichnet.

Die funktionelle Bedeutung der präsynaptischen Hemmung, die die präsynaptischen Endigungen abdeckt, durch die afferente Impulse ankommen, besteht darin, den Fluss afferenter Impulse zu den Nervenzentren zu begrenzen. Die präsynaptische Hemmung blockiert in erster Linie schwache asynchrone afferente Signale und leitet stärkere weiter, daher dient sie als Mechanismus zum Isolieren, Isolieren intensiverer afferenter Impulse vom allgemeinen Fluss. Dies ist für den Organismus von großer adaptiver Bedeutung, da von allen afferenten Signalen, die zu den Nervenzentren gehen, die wichtigsten, die für diese bestimmte Zeit notwendigsten herausragen. Dadurch werden die Nervenzentren, das gesamte Nervensystem, von der Verarbeitung weniger wichtiger Informationen befreit.

Sekundäre Hemmung - Hemmung durch dieselben Nervenstrukturen, in denen die Erregung auftritt. Dieser nervöse Vorgang wird ausführlich in den Werken von N.E. Wwedenski (1886, 1901).

Die reziproke Hemmung (lateinisch reciprocus - gegenseitig) ist ein nervöser Prozess, der darauf beruht, dass dieselben afferenten Bahnen, über die die Erregung einer Gruppe von Nervenzellen erfolgt, eine Hemmung anderer Zellgruppen durch interkalare Neuronen bewirken. Wechselwirkungen von Erregung und Hemmung im Zentralnervensystem wurden von N.E. Vvedensky: Reizung der Haut am Hinterbein eines Frosches verursacht seine Beugung und Hemmung der Beugung oder Streckung auf der Gegenseite. Das Zusammenspiel von Erregung und Hemmung ist eine gemeinsame Eigenschaft des gesamten Nervensystems und findet sich sowohl im Gehirn als auch im Rückenmark. Es wurde experimentell bewiesen, dass die normale Leistung jeder natürlichen motorischen Handlung auf der Wechselwirkung von Erregung und Hemmung an denselben ZNS-Neuronen beruht.

Die allgemeine zentrale Hemmung ist ein nervöser Prozess, der sich bei jeder Reflexaktivität entwickelt und fast das gesamte Zentralnervensystem einschließlich der Gehirnzentren erfasst. Eine allgemeine zentrale Hemmung manifestiert sich normalerweise vor dem Auftreten einer motorischen Reaktion. Es kann sich mit einer so geringen Reizkraft manifestieren, bei der es keine motorische Wirkung gibt. Diese Art der Hemmung wurde erstmals von I.S. Beritow (1937). Es bietet eine Konzentration der Erregung anderer Reflex- oder Verhaltenshandlungen, die unter dem Einfluss von Reizen auftreten können. Eine wichtige Rolle bei der Schaffung einer allgemeinen zentralen Hemmung spielt die gallertartige Substanz des Rückenmarks.

Bei elektrischer Reizung der gallertartigen Substanz im Rückenmarkspräparat einer Katze kommt es zu einer allgemeinen Hemmung von Reflexreaktionen durch Reizung der Sinnesnerven. Die allgemeine Hemmung ist ein wichtiger Faktor bei der Schaffung einer integralen Verhaltensaktivität von Tieren sowie bei der Sicherstellung einer selektiven Erregung bestimmter Arbeitsorgane.

Eine parabiotische Hemmung entsteht bei pathologischen Zuständen, wenn die Labilität der Strukturen des Zentralnervensystems abnimmt oder eine sehr massive gleichzeitige Erregung einer Vielzahl afferenter Bahnen vorliegt, wie zB beim traumatischen Schock.

Einige Forscher unterscheiden eine andere Art der Hemmung – Hemmung nach Erregung. Sie entsteht in Neuronen nach Ende der Erregung durch eine starke Spurenhyperpolarisation der Membran (postsynaptisch).

Die Hemmung ist ein besonderer nervöser Vorgang, der durch Erregung verursacht wird und sich durch die Hemmung einer anderen Erregung nach außen zeigt. Es kann sich aktiv durch die Nervenzelle und ihre Fortsätze ausbreiten. Die Theorie der zentralen Hemmung wurde von IM Sechenov (1863) begründet, der feststellte, dass der Biegereflex des Frosches durch chemische Stimulation des Mittelhirns gehemmt wird. Die Hemmung spielt eine wichtige Rolle bei der Aktivität des Zentralnervensystems, nämlich: bei der Koordination von Reflexen; im menschlichen und tierischen Verhalten; bei der Regulierung der Tätigkeit innerer Organe und Systeme; bei der Umsetzung der Schutzfunktion von Nervenzellen.

Arten der Hemmung im ZNS

Die zentrale Hemmung verteilt sich je nach Lokalisation in prä- und postsynaptisch;

durch die Art der Polarisation (Membranladung) - bei Hyper- und Depolarisation;

entsprechend der Struktur der hemmenden neuronalen Schaltkreise - in reziproke oder verbundene, umgekehrte und seitliche.

Die präsynaptische Hemmung ist, wie der Name schon sagt, in präsynaptischen Elementen lokalisiert und mit der Hemmung der Nervenimpulsleitung in axonalen (präsynaptischen) Enden verbunden. Das histologische Substrat einer solchen Hemmung sind axonale Synapsen. Ein Insertions-hemmendes Axon nähert sich dem exzitatorischen Axon und setzt den hemmenden Neurotransmitter GABA frei. Dieser Mediator wirkt auf die postsynaptische Membran, die die Membran des exzitatorischen Axons ist, und verursacht darin eine Depolarisation. Die resultierende Depolarisation hemmt den Eintritt von Ca2+ aus dem synaptischen Spalt in den Abschluss des exzitatorischen Axons und führt damit zu einer Abnahme der Freisetzung des exzitatorischen Mediators in den synaptischen Spalt, Hemmung der Reaktion. Die präsynaptische Hemmung erreicht nach 15-20 ms ein Maximum und dauert etwa 150 ms, also viel länger als die postsynaptische Hemmung. Die präsynaptische Hemmung wird durch konvulsive Gifte blockiert – Biculin und Picrotoxin, die kompetitive GABA-Antagonisten sind.

Die postsynaptische Hemmung (GPSP) wird durch die Freisetzung eines hemmenden Mediators durch das präsynaptische Ende des Axons verursacht, der die Erregbarkeit der Membranen des Somas und der Dendriten der Nervenzelle, mit der es in Kontakt steht, verringert oder hemmt. Es ist mit der Existenz hemmender Neuronen verbunden, deren Axone sich auf dem Soma und den Dendriten von Nervenendzellen bilden und hemmende Mediatoren - GABA und Glycin - freisetzen. Unter dem Einfluss dieser Mediatoren kommt es zu einer Hemmung erregender Neuronen. Beispiele für hemmende Neuronen sind Renshaw-Zellen im Rückenmark, birnenförmige Neuronen (Purkinje-Zellen des Kleinhirns), Sternzellen der Großhirnrinde, des Gehirns usw.

Eine Studie von P. G. Kostyuk (1977) bewies, dass die postsynaptische Hemmung mit einer primären Hyperpolarisation der Somamembran des Neurons verbunden ist, die auf einer Erhöhung der Permeabilität der postsynaptischen Membran für K + beruht. Als Folge der Hyperpolarisation entfernt sich das Niveau des Membranpotentials vom kritischen (Schwellen-) Niveau. Das heißt, seine Zunahme tritt auf - Hyperpolarisation. Dies führt zur Hemmung des Neurons. Diese Art der Hemmung wird als Hyperpolarisation bezeichnet.

Amplitude und Polarität des HPSP hängen vom Anfangspegel des Membranpotentials des Neurons selbst ab. Der Mechanismus dieses Phänomens ist mit Cl+ verbunden. Mit Beginn der IPSP-Entwicklung dringt Cl- in die Zelle ein. Wenn mehr davon in der Zelle vorhanden ist als außerhalb, passt sich Glycin an die Membran an und Cl+ verlässt die Zelle durch ihre offenen Löcher. Es reduziert die Anzahl negativer Ladungen, es entwickelt sich eine Depolarisation. Diese Art der Hemmung wird als Depolarisation bezeichnet.

Die postsynaptische Hemmung ist lokal. Es entwickelt sich allmählich, summiert sich und hinterlässt keine Widerspenstigkeit. Es ist ein reaktionsschnellerer, zielgerichteter und vielseitiger Bremsmechanismus. Im Kern handelt es sich um die „zentrale Hemmung“, die seinerzeit von Ch. S. Sherrington (1906).

Je nach Aufbau der hemmenden neuronalen Kette werden folgende Formen der postsynaptischen Hemmung unterschieden: reziproke, umgekehrte und laterale, was eigentlich eine Art Umkehrung ist.

Die reziproke (kombinierte) Hemmung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Erregung von zB Motoneuronen der Beugemuskulatur während der Aktivierung von Afferenzen gleichzeitig (auf dieser Seite) Motoneuronen von Streckmuskeln, die auf das gleiche Gelenk einwirken, gehemmt werden. Dies geschieht, weil Afferenzen von den Muskelspindeln erregende Synapsen an den Motoneuronen der agonistischen Muskeln und durch das dazwischenliegende hemmende Neuron hemmende Synapsen an den Motoneuronen der antagonistischen Muskeln bilden. Aus physiologischer Sicht ist eine solche Hemmung sehr vorteilhaft, da sie die Bewegung des Gelenks „automatisch“ ohne zusätzliche willkürliche oder unwillkürliche Steuerung erleichtert.

Rückwärts bremsen. In diesem Fall gehen von den Axonen des Motoneurons eine oder mehrere Kollateralen ab, die zu den Insertions-hemmenden Neuronen, beispielsweise Renshaw-Zellen, gerichtet sind. Renshaw-Zellen wiederum bilden hemmende Synapsen an Motoneuronen. Bei Erregung des Motoneurons werden auch Renshaw-Zellen aktiviert, wodurch es zu einer Hyperpolarisation der Motoneuronmembran kommt und deren Aktivität gehemmt wird. Je stärker das Motoneuron erregt ist, desto größer sind die spürbaren Hemmeffekte durch Renshaw-Zellen. Somit funktioniert die umgekehrte postsynaptische Hemmung nach dem Prinzip der negativen Rückkopplung. Es wird angenommen, dass diese Art der Hemmung für die Selbstregulierung der Erregung von Neuronen sowie zur Verhinderung ihrer Übererregung und Krampfreaktionen erforderlich ist.

Seitliche Hemmung. Die inhibitorische Kette von Neuronen ist dadurch gekennzeichnet, dass inhibitorische Neuronen nicht nur die entzündete Zelle beeinflussen, sondern auch benachbarte Neuronen, in denen die Erregung schwach ist oder vollständig fehlt. Eine solche Hemmung wird lateral genannt, da die gebildete Hemmungsstelle lateral (seitlich) von dem erregten Neuron enthalten ist. Es spielt eine besonders wichtige Rolle in sensorischen Systemen und erzeugt das Phänomen des Kontrasts.

Die postsynaptische Hemmung wird überwiegend leicht durch die Einführung von Strychnin entfernt, das mit dem inhibitorischen Mediator (Glycin) auf der postsynaptischen Membran konkurriert. Tetanustoxin hemmt auch die postsynaptische Hemmung, indem es die Freisetzung von Neurotransmittern aus hemmenden präsynaptischen Enden stört. Daher wird die Einführung von Strychnin oder Tetanustoxin von Krämpfen begleitet, die als Folge einer starken Zunahme des Erregungsprozesses im Zentralnervensystem, insbesondere Motoneuronen, auftreten.

Im Zusammenhang mit der Entdeckung der ionischen Mechanismen der postsynaptischen Hemmung wurde es möglich, den Wirkmechanismus von Br aufzuklären. Natriumbromid in optimalen Dosen wird in der klinischen Praxis häufig als Beruhigungsmittel (Beruhigungsmittel) verwendet. Es ist erwiesen, dass diese Wirkung von Natriumbromid mit einer erhöhten postsynaptischen Hemmung im ZNS einhergeht. -

Die Rolle verschiedener Arten der zentralen Hemmung

Die Hauptaufgabe der zentralen Hemmung besteht darin, im Zusammenspiel mit der zentralen Erregung die Möglichkeit zu schaffen, Nervensignale im zentralen Nervensystem zu analysieren und zu synthetisieren und damit alle Körperfunktionen untereinander und mit der Umwelt zu koordinieren. Diese Rolle der zentralen Hemmung wird Koordination genannt. Einige Arten der zentralen Hemmung spielen nicht nur eine koordinierende, sondern auch eine schützende (Wächter-)Rolle. Es wird angenommen, dass die hauptsächliche koordinierende Rolle der präsynaptischen Hemmung die Unterdrückung im ZNS durch unbedeutende afferente Signale ist. Durch direkte postsynaptische Hemmung wird die Aktivität antagonistischer Zentren koordiniert. Die umgekehrte Hemmung, die die maximal mögliche Entladungsfrequenz von Motoneuronen des Rückenmarks begrenzt, spielt sowohl eine koordinierende Rolle (koordiniert die maximale Frequenz von Motoneuronenentladungen mit der Kontraktionsrate der Muskelfasern, die sie innervieren) als auch eine schützende (verhindert die Erregung von Motoneuronen). Bei Säugetieren ist diese Art der Hemmung hauptsächlich in den spinalen afferenten Systemen verteilt. In den höheren Teilen des Gehirns, nämlich in der Großhirnrinde, dominiert die postsynaptische Hemmung.

Welche funktionelle Bedeutung hat die präsynaptische Hemmung? Dadurch wird nicht nur der eigene Reflexapparat des Rückenmarks beeinträchtigt, sondern auch die synaptische Schaltung mehrerer durch das Gehirn aufsteigender Bahnen. Bekannt ist auch die absteigende präsynaptische Hemmung der primär afferenten Fasern der Aa-Gruppe und der Hautafferenzen. In diesem Fall ist die präsynaptische Hemmung offensichtlich die erste "Stufe" der aktiven Einschränkung von Informationen, die von außen kommen. Im ZNS, insbesondere im Rückenmark, wirkt die präsynaptische Hemmung oft als eine Art negative Rückkopplung, die bei starken (z. B. pathologischen) Reizen afferente Impulse begrenzt und damit teilweise eine Schutzfunktion gegenüber dem Rückenmark und höher gelegenen Zentren ausübt .

Die funktionellen Eigenschaften von Synapsen sind nicht konstant. Unter bestimmten Bedingungen kann die Wirksamkeit ihrer Aktivitäten zunehmen oder abnehmen. Normalerweise wird bei hohen Stimulationsfrequenzen (mehrere hundert pro 1 s) die synaptische Übertragung innerhalb weniger Sekunden oder sogar Minuten erleichtert. Dieses Phänomen wird synaptische Potenzierung genannt. Eine solche synaptische Potenzierung kann auch nach Beendigung der tetanischen Stimulation beobachtet werden. Dann wird es posttetanische Potenzierung (PTP) genannt. Das Herzstück von PTP (langfristige Steigerung der Kommunikationseffizienz zwischen Neuronen) ist wahrscheinlich, dass es Änderungen in der Funktionalität der präsynaptischen Faser gibt, nämlich in ihrer Hyperpolarisation. Damit einher geht wiederum eine verstärkte Freisetzung des Neurotransmitters in den synaptischen Spalt und das Auftreten einer erhöhten EPSP in der postsynaptischen Struktur. Es gibt auch Daten zu strukturellen Veränderungen bei PTP (Schwellung und Wachstum präsynaptischer Enden, Verengung des synaptischen Spalts usw.).

PTP wird viel besser in den höheren Teilen des ZNS exprimiert (z. B. im Hippocampus, Pyramidenneuronen der Großhirnrinde) im Vergleich zu Spinalneuronen. Zusammen mit PTP kann im synaptischen Apparat eine Depression nach der Aktivierung auftreten, die sich in einer Abnahme der EPSP-Amplitude äußert. Diese Depression wird von vielen Forschern mit einer Schwächung der Empfindlichkeit gegenüber der Wirkung des Mediators (Desensibilisierung) der postsynaptischen Membran oder einem anderen Verhältnis von Kosten und Mobilisierung des Mediators in Verbindung gebracht.

Die Plastizität synaptischer Prozesse, insbesondere bei PTP, kann mit der Bildung neuer intereuronaler Verbindungen im ZNS und deren Fixierung, d.h. Lern- und Gedächtnismechanismen. Gleichzeitig sollte anerkannt werden, dass die plastischen Eigenschaften zentraler Synapsen noch nicht ausreichend untersucht wurden.