Podľa chemickej štruktúry sú mediátory heterogénnou skupinou. Zahŕňa ester cholínu (acetylcholín); skupina monoamínov, vrátane katecholamínov (dopamín, norepinefrín a epinefrín); indoly (serotonín) a imidazoly (histamín); kyslé (glutamát a aspartát) a zásadité (GABA a glycín) aminokyseliny; puríny (adenozín, ATP) a peptidy (enkefalíny, endorfíny, látka P). Do tejto skupiny patria aj látky, ktoré nemožno zaradiť medzi pravé neurotransmitery – steroidy, eikosanoidy a množstvo ROS, predovšetkým NO.

Na rozhodnutie o neurotransmiterovej povahe zlúčeniny sa používa množstvo kritérií. Hlavné sú uvedené nižšie.

1. Látka sa musí hromadiť v presynaptických zakončeniach a uvoľňovať sa ako odpoveď na prichádzajúci impulz. Presynaptická oblasť musí obsahovať systém na syntézu tejto látky a postsynaptická zóna musí detekovať špecifický receptor pre túto zlúčeninu.
2. Keď je stimulovaná presynaptická oblasť, malo by dôjsť k uvoľneniu (exocytózou) tejto zlúčeniny do intersynaptickej štrbiny závislému od Ca2, ktoré je úmerné sile stimulu.
3. Povinná identita účinkov endogénneho neurotransmitera a domnelého mediátora pri jeho aplikácii na cieľovú bunku a možnosť farmakologického blokovania účinkov domnelého mediátora.
4. Prítomnosť systému spätného vychytávania predpokladaného mediátora do presynaptických zakončení a/alebo do susedných astrogliálnych buniek. Sú prípady, kedy nie je spätnému vychytávaniu podrobený samotný mediátor, ale produkt jeho štiepenia (napríklad cholín po štiepení acetylcholínu enzýmom acetylcholínesterázou).

Vplyv liečiv na rôzne štádiá funkcie mediátora pri synaptickom prenose

	Modifikácia vplyvu	Výsledok vplyv
Syntéza sprostredkovateľ	Pridanie prekurzora Blokáda spätného vychytávania Blokáda syntéznych enzýmov	↓ ↓
Akumulácia	Inhibícia vychytávania vo vezikulách Inhibícia väzby vo vezikulách
Výber (exocytóza)	Stimulácia inhibičných autoreceptorov Blokáda autoreceptorov Porušenie mechanizmov exocytózy	↓ ↓
Akcia	Účinky agonistov na receptory
na receptoroch	Blokáda postsynaptických receptorov
Zničenie sprostredkovateľ	Blokáda spätného vychytávania neurónmi a/alebo gliou Inhibícia deštrukcie v neurónoch
	Inhibícia deštrukcie v synaptickej štrbine

Použitie rôznych metód na testovanie funkcie mediátora, vrátane tých najmodernejších (imunohistochemické, rekombinantná DNA a pod.), je náročné z dôvodu obmedzenej dostupnosti väčšiny jednotlivých synapsií, ako aj z dôvodu obmedzeného súboru cielených farmakologických látok. .

Pokus definovať pojem „mediátory“ naráža na množstvo ťažkostí, keďže v posledných desaťročiach sa zoznam látok, ktoré v nervovom systéme plnia rovnakú signalizačnú funkciu ako klasické mediátory, líšia sa od nich chemickou povahou, dráhami syntézy, receptormi. , výrazne rozšírila. Predovšetkým vyššie uvedené platí pre veľkú skupinu neuropeptidov, ako aj pre ROS a predovšetkým pre oxid dusnatý (nitroxid, NO), pre ktorý sú dobre opísané vlastnosti mediátorov. Na rozdiel od „klasických“ mediátorov sú neuropeptidy spravidla väčšie, syntetizujú sa nízkou rýchlosťou, akumulujú sa v nízkych koncentráciách a viažu sa na receptory s nízkou špecifickou afinitou, navyše nemajú presynaptický terminálny mechanizmus spätného vychytávania. Trvanie účinku neuropeptidov a mediátorov sa tiež výrazne líši. Pokiaľ ide o nitroxid, napriek jeho účasti na medzibunkovej interakcii ho podľa mnohých kritérií nemožno pripísať mediátorom, ale sekundárnym poslom.

Pôvodne sa predpokladalo, že nervové zakončenie môže obsahovať iba jeden neurotransmiter. K dnešnému dňu bola preukázaná možnosť prítomnosti niekoľkých mediátorov uvoľnených spoločne v reakcii na impulz a pôsobiacich na jednu cieľovú bunku v termináli - sprievodných (koexistujúcich) mediátorov (komedátorov, kotransmiterov). V tomto prípade sa akumulácia rôznych mediátorov vyskytuje v rovnakej presynaptickej oblasti, ale v rôznych vezikulách. Príkladmi mediátorov sú klasické neurotransmitery a neuropeptidy, ktoré sa líšia v mieste syntézy a sú spravidla lokalizované na jednom konci. Uvoľňovanie kotransmiterov nastáva v reakcii na sériu excitačných potenciálov určitej frekvencie.

V modernej neurochémii sa okrem neurotransmiterov izolujú látky, ktoré modulujú ich účinky – neuromodulátory. Ich pôsobenie je tonického charakteru a dlhšie ako pôsobenie mediátorov. Tieto látky môžu mať nielen neurónový (synaptický), ale aj gliový pôvod a nemusia byť nevyhnutne sprostredkované nervovými impulzmi. Na rozdiel od neurotransmitera pôsobí modulátor nielen na postsynaptickú membránu, ale aj na iné časti neurónu, vrátane intracelulárnych.

Existuje pre- a postsynaptická modulácia. Pojem "neuromodulátor" je širší ako pojem "neurotransmiter". V niektorých prípadoch môže byť mediátorom aj modulátor. Napríklad norepinefrín, uvoľnený zo sympatického nervového zakončenia, pôsobí ako neurotransmiter na a1 receptoroch, ale ako neuromodulátor na a2 adrenergných receptoroch; v druhom prípade sprostredkúva inhibíciu následnej sekrécie norepinefrínu.

Látky, ktoré vykonávajú funkcie mediátora, sa líšia nielen svojou chemickou štruktúrou, ale aj tým, v ktorých kompartmentoch nervovej bunky sú syntetizované. Klasické mediátory s malou molekulovou hmotnosťou sa syntetizujú na axónovom konci a sú začlenené do malých synaptických vezikúl (priemer 50 nm) na skladovanie a uvoľňovanie. NO je tiež syntetizovaný v termináli, ale keďže nemôže byť zabalený do vezikúl, okamžite difunduje z nervového zakončenia a ovplyvňuje cieľ. Peptidové neurotransmitery sú syntetizované v centrálnej časti neurónu (perikaryón), zbalené do veľkých vezikúl s hustým stredom (100-200 nm v priemere) a transportované axonálnym prúdom do nervových zakončení.

Acetylcholín a katecholamíny sa syntetizujú z cirkulujúcich prekurzorov, zatiaľ čo mediátory aminokyselín a peptidy sa nakoniec tvoria z glukózy. Ako je známe, neuróny (podobne ako iné bunky vyšších zvierat a ľudí) nedokážu syntetizovať tryptofán. Preto prvým krokom vedúcim k začiatku syntézy serotonínu je uľahčený transport tryptofánu z krvi do mozgu. Táto aminokyselina, podobne ako ostatné neutrálne aminokyseliny (fenylalanín, leucín a metionín), je transportovaná z krvi do mozgu špeciálnymi nosičmi patriacimi do rodiny nosičov monokarboxylových kyselín. Jedným z dôležitých faktorov určujúcich hladinu serotonínu v serotonergných neurónoch je teda relatívne množstvo tryptofánu v potrave v porovnaní s inými neutrálnymi aminokyselinami. Napríklad dobrovoľníci, ktorí boli jeden deň kŕmení nízkoproteínovou stravou a potom im bola podaná zmes aminokyselín bez tryptofánu, vykazovali agresívne správanie a zmenené cykly spánku a bdenia spojené so zníženými hladinami serotonínu v mozgu.

GABA - kyselina gama-aminomaslová - je hlavným inhibičným neurotransmiterom v mozgu, podieľa sa na postsynaptickej aj presynaptickej inhibícii. GABA vzniká z glutamátu vplyvom glutamátdekarboxylázy a interaguje s dvomi typmi GABA receptorov na postsynaptických synaptických membránach: a) pri interakcii s GABAd receptormi sa zvyšuje priepustnosť membránových iónových kanálov pre SG ióny, čo sa v klinickej praxi vyskytuje u tzv. používanie barbiturátov; b) pri interakcii s receptormi GABAB sa zvyšuje permeabilita iónových kanálov pre ióny K +. glycín - inhibičný neurotransmiter vylučovaný primárne neurónmi v mieche a mozgovom kmeni. Zvyšuje vodivosť iónových kanálov postsynaptickej membrány pre SG ióny, čo vedie k rozvoju hyperpolarizácie - HPSP. Antagonista glycínu je strychnín, ktorého zavedenie vedie k svalovej hyperaktivite a úsudku, čo potvrdzuje dôležitú úlohu postsynaptickej inhibície v normálnej funkcii centrálneho nervového systému. Tetanový toxín tiež spôsobuje záchvaty. pôsobiace na bielkoviny synaptobrevín membrány vezikúl, blokuje exocytózu presynaptického inhibičného neurotransmitera, čo vedie k prudkej excitácii centrálneho nervového systému.

elektrické synapsie

Interneuronálny prenos vzruchu môže prebiehať aj elektricky, teda bez účasti mediátorov. Podmienkou je tesný kontakt medzi dvoma bunkami širokými až 9 nm. Sodíkový prúd z jedného z nich teda môže prechádzať cez otvorené kanály druhej membrány. To znamená, že zdrojom postsynaptického prúdu druhého neurónu je presynaptická membrána prvého neurónu. Proces je bez mediátora; poskytované výlučne kanálovými proteínmi (lipidové membrány sú nepriepustné pre ióny). Práve tieto medzibunkové spojenia sa nazývajú Nexus (gap junctions). Sú umiestnené presne oproti sebe v membránach dvoch neurónov - to znamená na tej istej línii; veľký priemer (do 1,5 nm v priemere), transmisívny aj pre makromolekuly s hmotnosťou do 1000 Pozostávajú z podjednotiek s hmotnosťou do 25000, ich prítomnosť je spoločná pre CNS stavovcov aj bezstavovcov; sú vlastné skupinám synchrónne fungujúcich buniek (najmä nachádzajúce sa v mozočku medzi granulovými bunkami).

Väčšina elektrických synapsií je excitačných. Ale s určitými morfologickými charakteristikami môžu byť inhibičné. Pri obojstrannom vedení majú niektoré z nich rektifikačný účinok, to znamená, že vedú elektrický prúd oveľa lepšie ako presynaptické štruktúry na postsynaptické ako v opačnom smere.

Vedenie impulzov cez synapsie

Každé nervové centrum má svoje morfologické a funkčné špecifiká. Ale neurodynamika ktoréhokoľvek z nich je založená na množstve spoločných znakov. Sú spojené s mechanizmami prenosu vzruchu v synapsiách; s interakciou medzi neurónmi, ktoré tvoria toto centrum; s geneticky naprogramovanými funkčnými znakmi neurónov a spojeniami medzi nimi.

Vlastnosti vedenia excitácie cez synapsie sú nasledovné.

1 Jednostrannosť excitácie. V axóne prechádza vzruch obojsmerne od miesta jeho vzniku, v nervovom centre - iba v jednom smere: od receptora k efektoru (t.j. na úrovni synapsie od presynaptickej membrány k postsynaptickej), ktorá sa vysvetľuje štrukturálnou a funkčnou organizáciou synapsie, a to - absenciou synaptických vezikúl s mediátorom v postsynaptických neurónoch, 2 Snap oneskorenie v excitácii. excitácia v nervovom centre sa uskutočňuje nižšou rýchlosťou ako v iných častiach reflexného oblúka. Je to spôsobené tým, že sa vynakladá na procesy uvoľňovania mediátorov, s fyzikálno-chemickými procesmi, ktoré sa vyskytujú v synapsii, s výskytom EPSP a tvorbou AP. To všetko v jednej synapsii trvá 0,5-1 ms. Tento jav sa nazýva synaptické oneskorenie vo vedení vzruchu. Čím komplexnejší je reflexný oblúk, tým viac synapsií, a teda aj väčšie synaptické oneskorenie.

Súčet synaptických oneskorení v reflexnom oblúku je tzv prítomný čas reflexu.Čas od začiatku pôsobenia stimulu do objavenia sa reflexnej odpovede sa nazýva latentná alebo latentná perióda (LP) reflexu. Trvanie tohto obdobia závisí od počtu neurónov, a teda od synapsií zapojených do reflexu. Napríklad trhnutie šľachy kolenom, ktorého reflexný oblúk je monosynaptický, má latenciu 24 ms, zraková alebo sluchová reakcia je 200 ms.

V závislosti od toho, či excitačné alebo inhibičné neuróny vytvárajú synaptické kontakty, môže byť signál zosilnený alebo potlačený. Mechanizmy interakcie medzi excitačnými a inhibičnými vplyvmi na neurón sú základom ich integračnej funkcie.

Takýmto mechanizmom interakcie je sumarizácia excitačných vplyvov na neurón – excitačný postsynaptický potenciál (EPSP), alebo inhibičných vplyvov – inhibičný postsynaptický potenciál (IPSP), prípadne aj excitačných (EPSP) aj inhibičných (GPSP).

3 Súhrn nervových procesov - fenomén vzniku vzruchu za určitých podmienok aplikácie podprahových dráždení. Sumáciu popisuje I. M. Sechenov. Existujú dva typy sčítania: časové sčítanie a priestorové sčítanie (obr. 3.15).

Sumár času - výskyt vzruchu na množstve podprahových podnetov, ktoré postupne vstupujú do bunky alebo centra z jedného receptorového poľa (obr. 3.16). Frekvencia stimulov by mala byť

RYŽA. 3.15. súčet excitácie. A - časová suma. B - priestorová sumarizácia

RYŽA. 3.16.

aby interval medzi nimi nebol väčší ako 15 ms, to znamená, že trvanie EPSP je kratšie. Za takýchto podmienok sa EPSP pre ďalší stimul vyvinie skôr, ako skončí EPSP pre predchádzajúci stimul. EPSP sú sčítané, ich amplitúda rastie a nakoniec, keď sa dosiahne kritická úroveň depolarizácie, dôjde k AP.

Priestorové zhrnutie - vznik excitácie (EPSP) pri súčasnej aplikácii viacerých predprahových podnetov do rôznych častí receptorového POLE (obr. 3.17).

Ak sa EPSP vyskytujú súčasne v niekoľkých neurónových synapsiách (najmenej 50), neurónová membrána sa depolarizuje na kritické hodnoty a v dôsledku toho dochádza k AP. Priestorová sumacia procesov excitácie (EPSP) a inhibície (GPSP) zabezpečuje integratívnu funkciu neurónov. Ak prevláda inhibícia, informácia sa neprenesie do ďalšieho neurónu; ak prevláda excitácia, informácia sa prenesie ďalej do ďalšieho neurónu v dôsledku tvorby AP na membráne axónu (obr. 3.18).

4 Transformácia rytmu budenia - ide o nesúlad medzi frekvenciou AP v aferentných a eferentných článkoch reflexného oblúka. Napríklad v reakcii na jeden aplikovaný stimul

RYŽA. 3.17.

RYŽA. 3.18.

do aferentného nervu, centrá pozdĺž eferentných vlákien vysielajú do pracovného orgánu celý rad impulzov jeden po druhom. V inej situácii, pri vysokej stimulačnej frekvencii, prichádza do efektora oveľa nižšia frekvencia.

5 Následný účinok excitácie - fenomén pokračovania excitácie v centrálnom nervovom systéme po ukončení podráždenia. Krátkodobý následný efekt je spojený s dlhým trvaním kritickej úrovne EPSP. Dlhý následný účinok je spôsobený cirkuláciou vzruchu uzavretými nervovými okruhmi. Takýto jav sa nazýva dozvuk. V dôsledku dozvuku vzruchov (PD) sú nervové centrá neustále v stave tónu. Pri organizácii pamäti je dôležitý rozvoj dozvuku na úrovni celého organizmu.

6 Posthetanická potenciácia - fenomén objavenia sa alebo zosilnenia odozvy na jednotlivé testovacie zmyslové podnety po určitú dobu po predchádzajúcej slabej častej (100-200 NML/s) rytmickej stimulácii. Potenciácia je spôsobená procesmi na úrovni presynaptickej membrány a je vyjadrená zvýšením uvoľňovania mediátora. Tento jav má homosynaptickú povahu, to znamená, že k nemu dochádza, keď rytmická stimulácia a testovací impulz prichádzajú do neurónu pozdĺž tých istých aferentných vlákien. Potenciácia je založená predovšetkým na zvýšení vstupu Ca2f cez presynaptickú membránu. Tento jav sa postupne zvyšuje s každým impulzom. A keď je množstvo Ca2+ väčšie ako schopnosť mitochondrií a endoplazmatického retikula ich absorbovať, dochádza k predĺženému uvoľňovaniu mediátora do synapsie. Následne dochádza k mobilizácii pripravenosti na uvoľnenie mediátora veľkým počtom vezikúl a v dôsledku toho k zvýšeniu počtu mediátorových kvánt na postsynaptickej membráne. Podľa moderných údajov sekrécia endogénnych neuropeptidov hrá dôležitú úlohu pri genéze posttetanickej potenciácie, najmä pri prechode krátkodobej potenciácie na dlhodobú. Medzi nimi sú neuromodulátory, ktoré pôsobia na presynaptickú aj postsynaptickú membránu. Stimulanty sú somatostatín, rastový faktor a inhibítory sú interleukín, tyroliberín, melatonín. Významná je aj kyselina arachidónová, NO. Potenciácia je dôležitá v organizácii pamäte. Vďaka posilňujúcim okruhom je učenie organizované.

7 Únava nervových centier. Pri dlhšom opakovanom vykonávaní toho istého reflexu po chvíli nastáva stav zníženia sily reflexnej reakcie až jej úplné potlačenie, teda únava. Únava sa primárne rozvíja v nervovom centre. Je spojená s poruchou prenosu v synapsiách, vyčerpaním zdrojov mediátorov v presynaptických vezikulách, znížením citlivosti receptorov subsynaptických membrán na mediátory a oslabením účinku enzýmových systémov. Jedným z dôvodov je „závislosť“ postsynaptickej membrány na pôsobení mediátora – privykanie.

Niektoré chemikálie špecificky ovplyvňujú príslušné nervové centrá, čo je spojené so štruktúrami týchto chemikálií, ktoré môžu súvisieť s príslušnými neurotransmitermi nervových centier.

Medzi nimi:

1 narkotiká - tie, ktoré sa používajú v chirurgickej praxi na anestéziu (chlóretyl, ketamín, barbituráty atď.);

2 trankvilizéry - sedatíva (relánium, chlórpromazín, trioxazín, amizil, oxylidín, medzi rastlinnými prípravkami - infúzia materinej dúšky, pivonky atď.);

3 neurotropné látky selektívneho účinku (lobelín, cytiton – pôvodcovia dýchacieho centra; apomorfín – pôvodca centra zvracania; meskalín – zrakový halucinogén atď.).

Vyplnené študentom
skupiny PSOp-14
Aleksandrová Inna

Mediátory nervového systému

Mediátormi autonómneho nervového systému sú
chemické zlúčeniny, ktoré tento proces zabezpečujú
prenos nervového impulzu z jednej bunky do druhej.
Spájajú tak množstvo odkazov
nervový systém do jedného okruhu, poskytujúceho dobre koordinovaný
práce celého ľudského tela.

V reakcii na príchod nervového impulzu na synapsiu
mediátor je prepustený. mediátorové molekuly
viažu sa na postsynaptické receptory
membrány, čo vedie k otvoreniu ión
kanála alebo k aktivácii intracelulárneho
reakcie.

Vďaka výskumu v posledných desaťročiach táto schéma
dosť komplikované. Nástup imunochemických metód
umožnilo ukázať, že v jednej synapsii môže koexistovať
viaceré skupiny mediátorov.

V súčasnosti pri klasifikácii mediátorových látok
je obvyklé vyčleniť mediátorov:
1) primárne - pôsobia priamo na receptory
postsynaptická membrána;
2) sprievodné a mediátor-modulátory - štart
kaskáda enzymatických reakcií
3) alosterické mediátory – podieľajú sa na kooperatívnosti
procesy interakcie s receptormi primárneho mediátora.

Mediátor môže konať nielen „za seba“
postsynaptická membrána, ale aj mimo tejto synapsie - na
membrány iných neurónov so zodpovedajúcimi receptormi.
Fyziologická odpoveď je teda poskytovaná nepresnou
anatomický kontakt, ale prítomnosť sprievodného receptora na
cieľová bunka.

Typy chemoreceptorov na postsynaptickej membráne:
1. Ionotropné receptory, medzi ktoré patria iónové
kanál, ktorý sa otvorí, keď sa molekuly mediátora naviažu
„vzdelávacie“ centrum
2. Metabotropné receptory otvárajú iónový kanál
nepriamo (cez reťazec biochemických reakcií), v
najmä prostredníctvom aktivácie špeciálnych intracelulárnych
bielkoviny

Jeden z najbežnejších mediátorov
patriace do skupiny biogénnych amínov. Táto skupina
mediátori sú spoľahlivo identifikovaní
mikrohistologické metódy.
Funkcie: mediátorová, hormonálna, regulačná
embryogenéza.
Biogénne amíny
Katecholamíny
(dopamín,
norepinefrín,
adrenalín)
indolamín
(serotonín)

Veľká akumulácia v medulla oblongata
noradrenergné neuróny sa nachádzajú v
ventrolaterálne jadro retikulárnej formácie.
V diencefale (hypotalame) noradrenergný
sú zahrnuté neuróny spolu s dopamínergnými neurónmi
zloženie hypotalamo-hypofyzárneho systému.

Početné noradrenergné neuróny
obsiahnuté v periférnom NS. Ich telá sú in
sympatického reťazca a v niektorých intramurálnych
gangliá.

Prevažne sú lokalizované dopaminergné neuróny
v strednom mozgu (nigroneostriatálny systém), ako aj v
oblasť hypotalamu. Dopamínové okruhy v mozgu
cicavce sú dobre študované, sú známe 3 hlavné reťazce,
všetky pozostávajú z jedného neurónového reťazca. Telá neurónov
umiestnené v mozgovom kmeni a posielajú axóny do iných
GM oblasť.

Jeden okruh je veľmi jednoduchý. Telo neurónu je v regióne
hypotalamu a posiela krátky axón do hypofýzy. Táto cesta je zahrnutá
do hypotalamo-hypofyzárneho systému a riadi systém
Endokrinné žľazy.
Druhým dopamínovým systémom je substantia nigra. Axóny týchto
neuróny vyčnievajú do striata. Tento systém obsahuje
asi ¾ GM dopamínu.

Tretí systém sa podieľa na prejave schizofrénie a
niektoré iné duševné choroby. Telá neurónov
ležia v strednom mozgu vedľa substantia nigra. Oni sú
premietajú axóny do nadložných štruktúr mozgu, mozgu
kôra a limbický systém, najmä do frontálneho kortexu, do
septálna oblasť a entorinálny kortex. Entorhinálny
kôra je hlavným zdrojom projekcií do hipokampu.

Serotonín je chemická látka, ktorá vzniká v dôsledku metabolizmu
aminokyselín a patrí do skupiny takzvaných biogénnych amínov.
Serotonín má vazokonstrikčný účinok, podieľa sa na centrálnej regulácii
krvný tlak, telesná teplota, dýchanie, renálna filtrácia.
Normálny metabolizmus serotonínu zabezpečuje pozitívnu emocionálnu náladu.
Je dokázané, že práve serotonínu vďačíme za možnosť prežívať radosť, šťastie.
a záujem o život, vedieť pracovať a mať dobrý tón.

V populárnej literatúre sa mu hovorí „hormón radosti“. Je to len správne
polovica: radosť - áno, ale z hľadiska štruktúry sérotonín nie je hormón, ale
neurotransmiter.
Nesie nervové impulzy, podieľa sa na procesoch excitácie a inhibície.
Bez nej nie je možné normálne fungovanie nervového a mozgového tkaniva.
Keď je metabolizmus serotonínu narušený, choroby ako depresia,
schizofrénia, migréna, rôzne alergie, hemoragická diatéza, toxikóza
tehotenstvo, oslabená imunita s častým prechladnutím, enuréza.

Serotonergné neuróny sú rozšírené
v CNS. Nachádzajú sa v predrasovom a
mediálne jadrá stehu medulla oblongata, ako aj v
stredný mozog a mostík.
Serotonergné neuróny inervujú rozľahlé
oblasti mozgu vrátane BP kôry, hipokampu,
globus pallidus, amygdala, hypotalamus.

Ďalšou skupinou mediátorov CNS sú aminokyseliny.
Nervové tkanivo obsahuje celý rad aminokyselín:
kyselina glutámová, glutamín, kyselina asparágová,
kyselina gama-aminomaslová (GABA).
Glutamát v nervovom tkanive sa tvorí hlavne z
glukózy. Najviac glutamanu sa nájde nakoniec
mozog a mozoček. V mieche zaberá glutamát
viac zadných rohov ako predných.

Reakcia postsynaptickej membrány na jej aktiváciu glutamátom (schéma).
a - s malým a 6 - s vysokou frekvenciou synaptických
aktivácia. V prípade a, glutamát (GLU) aktivuje NMDA aj
quisgulátové/kainátové (Q/K) receptory, kanály otvorené,
prechod iónov Na+ a K+. NMDA kanály sú blokované Mg++. AT
prípade b dochádza k stabilnej depolarizácii postsynaptického
Mg++ ióny opúšťajú NMDA kanály a tie sa spúšťajú
prejsť Ca++, Na+ a K+ ióny. Depolarizácia môže tiež
aktivovať napäťovo riadené vápnikové kanály.

Z inhibičných neurotransmiterov je najviac GABA
distribuované v CNS.
Dva typy GABA receptorov na postsynaptickej membráne:
1. GABA - otvára kanály pre Cl ióny
2. GABAB - otvára K + kanály v závislosti od typu bunky
a Ca++

GABA receptor obsahuje
benzodiazepín
receptor, prítomnosť
čo je vysvetlené
pôsobenie tzv
malý (denný)
trankvilizéry
(mediátorové molekuly
špeciálny mechanizmus
absorbovaný z
synaptická štrbina v
neurónová cytoplazma)
Od antagonistov GABA
dobre známy
bikukulín. Je dobrý
prechádza cez
krv-mozog
bariéra, poskytuje
silný vplyv na
organizmu aj v malom
dávky, spôsobujúce
kŕče a smrť.
GABA sa nachádza v
množstvo cerebelárnych neurónov
(v Purkyňových bunkách,
golgiho bunky,
košíkové bunky)
hippocampus (v
košíkové bunky),
čuchová žiarovka a
čierna látka.

Ďalším známym inhibičným neurotransmiterom je glycín.
Glycinérové ​​neuróny sa nachádzajú najmä v dorzálnych a
medulla oblongata. Tieto bunky pôsobia inhibične
interneuróny.
Kyselina aminooctová pomáha pri práci centrálneho nervového systému
systémov. Poskytuje jedincovi dobrý spánok, zbavuje
úzkosť, zlepšuje psychické a
emocionálny stav subjektu vo všeobecnosti. Vďaka
glycín, mozog odoláva zvýšenej mentálnej
zaťaženie a pamäť sa výrazne zlepšuje.

Acetylcholín je jedným z
najprv študoval
mediátorov. Široký
rozšírený v
periférny NS.
Príkladom by bolo
motorické neuróny miechy
a neuróny jadier CN.
cholinergné okruhy v
mozog je určený tým
prítomnosť enzýmu
cholínesterázy. V tele GM
cholinergné neuróny v
septum nucleus, nucleus
motorový zväzok a
bazálnych jadier.
S nedostatkom
acetylcholín sa znižuje
sila svalovej kontrakcie

Tieto skupiny neurónov v skutočnosti tvoria jednu populáciu.
cholinergné neuróny: jadro predného mozgu. axóny
zodpovedajúce neuróny sa premietajú do štruktúr
predný mozog, najmä neokortex a hipokampus.
V procesoch hrá dôležitú úlohu acetylcholínový systém
ktoré si vyžadujú účasť pamäte
Acetylcholín
receptory
Muskarínová
Nikotín

Nervové bunky riadia telesné funkcie pomocou chemických signálnych látok, neurotransmiterov a neurohormónov. neurotransmitery- krátkodobo pôsobiace látky lokálneho účinku; uvoľňujú sa do synaptickej štrbiny a prenášajú signál do susedných buniek (vytvárajú ich neuróny a sú uložené v synapsiách; pri príchode nervového vzruchu sa uvoľnia do synaptickej štrbiny, selektívne sa viažu na špecifický receptor na postsynaptickú membránu iného neurónu alebo svalovej bunky, stimulujúc tieto bunky, aby vykonávali svoje špecifické funkcie). Látka, z ktorej je mediátor syntetizovaný (prekurzor mediátora), vstupuje do neurónu alebo jeho zakončenia z krvi alebo mozgovomiechového moku (tekutina cirkulujúca v mozgu a mieche) a v dôsledku biochemických reakcií pod vplyvom enzýmov , premení na zodpovedajúci mediátor a potom je transportovaný do synaptickej štrbiny vo forme bublín (vezikúl). Mediátory sú tiež syntetizované v presynaptických zakončeniach.

Mechanizmus akcie. Mediátory a modulátory sa viažu na receptory na postsynaptickej membráne susedných buniek. Väčšina neurotransmiterov stimuluje otváranie iónových kanálov a len niekoľko - uzatváranie. Povaha zmeny membránového potenciálu postsynaptickej bunky závisí od typu kanála. Zmena membránového potenciálu z -60 na +30 mV v dôsledku otvorenia Na+ kanálov vedie k vzniku postsynaptického akčného potenciálu. Zmena membránového potenciálu z -60 mV na -90 mV v dôsledku otvorenia Cl - kanálov inhibuje akčný potenciál (hyperpolarizáciu), v dôsledku čoho nedochádza k prenosu excitácie (inhibičná synapsia). Podľa ich chemickej štruktúry možno mediátory rozdeliť do niekoľkých skupín, z ktorých hlavné sú amíny, aminokyseliny a polypeptidy. Pomerne rozšíreným mediátorom v synapsiách centrálneho nervového systému je acetylcholín.

Acetylcholín sa vyskytuje v rôznych častiach centrálneho nervového systému (mozgová kôra, miecha). Známy hlavne ako vzrušujúce sprostredkovateľ. Ide najmä o sprostredkovateľa alfa motorických neurónov miechy, ktorý inervuje kostrové svaly. Tieto neuróny prenášajú excitačný účinok na Renshawove inhibičné bunky. V retikulárnej formácii mozgového kmeňa, v hypotalame, sa našli M- a H-cholinergné receptory. Acetylcholín tiež aktivuje inhibičné neuróny, čo určuje jeho účinok.

Amines ( histamín, dopamín, norepinefrín, serotonín) sú väčšinou vo významnom množstve obsiahnuté v neurónoch mozgového kmeňa, v menšom množstve sú detekované v iných častiach centrálneho nervového systému. Amíny zabezpečujú výskyt excitačných a inhibičných procesov, napríklad v diencefale, substantia nigra, limbickom systéme a striate.

noradrenalínu. Noradrenergné neuróny sú sústredené najmä v locus coeruleus (stredný mozog), kde ich je len niekoľko stoviek, no ich axonálne vetvy sa nachádzajú v celom CNS. Norepinefrín je inhibičný mediátor Purkyňových buniek mozočka a excitačný mediátor v hypotalame, epitalamických jadrách. Alfa a beta-adrenergné receptory sa našli v retikulárnej formácii mozgového kmeňa a hypotalamu. Norepinefrín reguluje náladu, emocionálne reakcie, udržuje bdelosť, podieľa sa na mechanizmoch tvorby určitých fáz spánku a snov.

dopamín. Dopamínové receptory sa delia na podtypy D1 a D2. Receptory D1 sú lokalizované v bunkách striata a pôsobia prostredníctvom adenylátcyklázy citlivej na dopamín, ako sú receptory D2. Receptory D2 sa nachádzajú v hypofýze, pôsobením dopamínu na ne je inhibovaná syntéza a sekrécia prolaktínu, oxytocínu, melanostimulačného hormónu, endorfínu. . Dopamín sa podieľa na vytváraní pocitu potešenia, regulácii emocionálnych reakcií a udržiavaní bdelosti. Striatálny dopamín reguluje komplexné pohyby svalov.

Serotonín. Pomocou sérotonínu sa v neurónoch mozgového kmeňa prenášajú excitačné a inhibičné vplyvy a v mozgovej kôre sa prenášajú inhibičné vplyvy. Existuje niekoľko typov serotonínových receptorov. Serotonín realizuje svoj vplyv pomocou ionotropných a metabotropných receptorov, ktoré ovplyvňujú biochemické procesy pomocou druhých poslov - cAMP a IF 3 / DAG. Obsiahnuté najmä v štruktúrach súvisiacich s reguláciou autonómnych funkcií . Serotonín urýchľuje proces učenia, vznik bolesti, zmyslové vnímanie, zaspávanie; angiotezín zvyšuje krvný tlak (BP), inhibuje syntézu katecholamínov, stimuluje sekréciu hormónov; informuje centrálny nervový systém o osmotickom tlaku krvi.

histamín v pomerne vysokej koncentrácii nachádzajúcej sa v hypofýze a strednej eminencii hypotalamu - tu je sústredený hlavný počet histaminergných neurónov. V iných častiach centrálneho nervového systému je hladina histamínu veľmi nízka. Jeho sprostredkovateľská úloha bola málo preskúmaná. Prideľte H1-, H2- a H3-histamínové receptory.

Aminokyseliny.Kyslé aminokyseliny(glycín, kyselina gama-aminomaslová) sú inhibičné mediátory v synapsiách centrálneho nervového systému a pôsobia na zodpovedajúce receptory. Glycín- v mieche GABA- v mozgovej kôre, mozočku, mozgovom kmeni a mieche. Neutrálne aminokyseliny(alfa-glutamát, alfa-aspartát) prenášajú excitačné vplyvy a pôsobia na zodpovedajúce excitačné receptory. Glutamát sa považuje za aferentný mediátor v mieche. Receptory pre glutamín a aminokyseliny asparágové sa nachádzajú v bunkách miechy, mozočku, talamu, hipokampu a mozgovej kôry . Glutamát je hlavným excitačným mediátorom CNS (75 %). Glutamátové receptory sú ionotropné (K+, Ca2+, Na+) a metabotropné (cAMP a IP3/DAG). Polypeptidy plnia aj funkciu mediátora v synapsiách centrálneho nervového systému. najmä látka P je sprostredkovateľom neurónov, ktoré prenášajú signály bolesti. Tento polepiptid je obzvlášť hojný v dorzálnych koreňoch miechy. To naznačuje, že látka P by mohla byť mediátorom citlivých nervových buniek v oblasti ich prechodu na interneuróny.

Enkefalíny a endorfíny - mediátory neurónov, ktoré blokujú impulzy bolesti. Svoj vplyv realizujú prostredníctvom zodpovedajúcich opiátových receptorov, ktoré sú obzvlášť husto umiestnené na bunkách limbického systému; mnohé z nich sú aj na bunkách substantia nigra, jadrách medzimozgového a soleárneho traktu, sú na bunkách modrej škvrny miechy.Endorfíny, enkefalíny, peptid spôsobujúci beta spánok, dávajú anti. -bolestivé reakcie, zvýšenie odolnosti voči stresu, spánok. angiotenzín podieľa sa na prenose informácií o potrebe tela vody, luliberín - pri sexuálnej aktivite. Oligopeptidy - mediátory nálady, sexuálneho správania, prenos nociceptívneho vzruchu z periférie na centrálny nervový systém, vznik bolesti.

Chemikálie cirkulujúce v krvi(niektoré hormóny, prostaglandíny, majú modulačný účinok na aktivitu synapsií. Prostaglandíny (nenasýtené hydroxykarboxylové kyseliny), uvoľňované z buniek, ovplyvňujú mnohé časti synaptického procesu, napr. sekréciu mediátora, prácu adenylátcykláz. Majú vysoký fyziologickú aktivitu, ale sú rýchlo inaktivované, a preto pôsobia lokálne.

hypotalamické neurohormóny, regulujúce funkciu hypofýzy, pôsobia aj ako mediátor.

Daleov princíp. Podľa tohto princípu každý neurón syntetizuje a používa rovnaký mediátor alebo rovnaké mediátory vo všetkých vetvách svojho axónu (jeden neurón - jeden mediátor), ale ako sa ukázalo, na zakončeniach axónov môžu byť uvoľnené ďalšie sprievodné mediátory ( komici ), ktorý hrá modulačnú úlohu a pôsobí pomalšie. V mieche boli v jednom inhibičnom neuróne nájdené dva rýchlo pôsobiace mediátory – GABA a glycín, ako aj jeden inhibičný (GABA) a jeden excitačný (ATP). Preto Daleov princíp v novom vydaní znie takto: „jeden neurón – jeden rýchly synaptický efekt“. Účinok sprostredkovateľa závisí hlavne od vlastností iónových kanálov postsynaptickej membrány a druhých poslov. Tento jav je obzvlášť zreteľne demonštrovaný pri porovnaní účinkov jednotlivých mediátorov v centrálnom nervovom systéme a periférnych synapsiách tela. Acetylcholín môže napríklad v mozgovej kôre s mikroaplikáciami na rôzne neuróny spôsobiť excitáciu a inhibíciu, v synapsiách srdca - inhibíciu, v synapsiách hladkých svalov gastrointestinálneho traktu - excitáciu. Katecholamíny stimulujú srdcovú aktivitu, ale inhibujú kontrakcie žalúdka a čriev.

Mediátor – pozri Mediátor. * * * (lat. mediátor - mediátor) - biologicky aktívna látka podieľajúca sa na prenose vzruchu z jednej nervovej bunky do druhej cez synapsiu (pozri) alebo z neurónu na výkonný orgán (sval, žľaza atď.).

Mediátory - aktívne chemikálie, ktoré spôsobujú prenos vzruchu v synapsii (pozri). Na presynaptickej membráne sa hromadia mediátory vo forme malých vezikúl (vezikúl). Pod vplyvom nervového impulzu vezikuly prasknú a ich obsah sa vyleje do synaptickej štrbiny. Mediátory pôsobiace na postsynaptickú membránu spôsobujú jej depolarizáciu (pozri Excitácia). Mediátormi najviac študovanými a rozšírenými v organizme sú acetylcholín (pozri) a norepinefrín. V súlade s tým sa všetky nervové zakončenia, ktoré prenášajú vzruchy do rôznych orgánov, delia na cholinergné, kde je acetylcholín mediátorom synaptického prenosu, a adrenergné, kde ako mediátor slúži norepinefrín. Medzi cholinergné vlákna patria vlákna somatického nervového systému, ktoré prenášajú vzruch na kostrové svaly, pregangliové vlákna sympatického a parasympatického systému a postgangliové parasympatické vlákna. Postgangliové sympatické vlákna sú prevažne adrenergné. V centrálnom nervovom systéme sú synapsie, ktoré využívajú ako mediátor acetylcholín aj norepinefrín, ako aj serotonín, kyselinu gama-aminomaslovú, L-glutamát a niektoré ďalšie aminokyseliny.

Synapsia je miesto kontaktu dvoch bunkových membrán, ktoré zabezpečuje prenos vzruchu z nervových zakončení do dráždivých štruktúr (žľazy, svaly, neuróny). Podľa štruktúry sa synapsie delia na neurosekrečné, neuromuskulárne, interneuronálne. Synaptická membrána pozostáva z 2 membrán: presynaptická, ktorá je súčasťou nervového zakončenia, a postsynaptická, patriaca k excitabilnej štruktúre.

Prenos vzruchu v synapsii sa uskutočňuje pomocou špecifických chemikálií - mediátorov (pozri). Najbežnejšími mediátormi sú norepinefrín a acetylcholín. Štruktúra synapsie a mechanizmus prenosu vzruchu určujú jej fyziologické vlastnosti: 1) jednostranné vedenie vzruchu spojené s uvoľnením mediátora len na presynaptickú membránu; 2) synaptické oneskorenie prenosu vzruchu spojené s pomalým uvoľňovaním mediátora a jeho účinkom na postsynaptickú membránu, môže sa skrátiť opakovaným prechodom vzruchu (efekt sumácie a facilitácie); 3) synapsia má nízku labilitu a ľahkú únavnosť; 4) chemický mechanizmus prenosu vzruchu v synapsii určuje vysokú citlivosť synapsie na hormóny, lieky a jedy.

Otázka 26. Typy a úloha inhibície centrálneho nervového systému.

Inhibícia je lokálny nervový proces vedúci k inhibícii alebo prevencii excitácie. Inhibícia je aktívny nervový proces, ktorého výsledkom je obmedzenie alebo oneskorenie excitácie. Jednou z charakteristických čŕt inhibičného procesu je nedostatočná schopnosť aktívneho šírenia nervovými štruktúrami.

V súčasnosti sa v centrálnom nervovom systéme rozlišujú dva typy inhibície: centrálna (primárna) inhibícia, ktorá je výsledkom excitácie (aktivácie) špeciálnych inhibičných neurónov, a sekundárna inhibícia, ktorá sa vykonáva bez účasti špeciálnych inhibičných štruktúr. samotné neuróny, v ktorých dochádza k excitácii.

Centrálna inhibícia (primárna) je nervový proces, ktorý sa vyskytuje v centrálnom nervovom systéme a vedie k oslabeniu alebo prevencii excitácie. Centrálna inhibícia je podľa moderných koncepcií spojená s pôsobením inhibičných neurónov alebo synapsií, ktoré produkujú inhibičné mediátory (glycín, kyselina gama-aminomaslová), ktoré spôsobujú špeciálny typ elektrických zmien na postsynaptickej membráne nazývané inhibičné postsynaptické potenciály (IPSP) resp. depolarizácia presynaptického nervového zakončenia s ktorým ďalšie nervové zakončenie axónu. Preto sa rozlišuje centrálna (primárna) postsynaptická inhibícia a centrálna (primárna) presynaptická inhibícia.

Postsynaptická inhibícia (lat. post za, po niečom + grécky sinapsis kontakt, spojenie) je nervový proces spôsobený pôsobením na postsynaptickú membránu špecifických inhibičných mediátorov (glycín, kyselina gama-aminomaslová) vylučovaných špecializovanými presynaptickými nervovými zakončeniami. Nimi vylučovaný mediátor mení vlastnosti postsynaptickej membrány, čo spôsobuje potlačenie schopnosti bunky vytvárať excitáciu. V tomto prípade dochádza ku krátkodobému zvýšeniu permeability postsynaptickej membrány pre ióny K+ alebo CI-, čo spôsobuje zníženie jej vstupného elektrického odporu a tvorbu inhibičného postsynaptického potenciálu (IPSP). Výskyt IPSP v reakcii na aferentnú stimuláciu je nevyhnutne spojený so zahrnutím ďalšieho spojenia do inhibičného procesu - inhibičného interneurónu, ktorého axonálne zakončenia uvoľňujú inhibičný neurotransmiter. Špecifickosť inhibičných postsynaptických účinkov bola prvýkrát študovaná na motorických neurónoch cicavcov (D. Eccles, 1951). Následne boli primárne IPSP zaznamenané v interneurónoch miechy a predĺženej miechy, v neurónoch retikulárnej formácie, mozgovej kôre, mozočku a jadrách talamu teplokrvných živočíchov.

Je známe, že pri excitácii stredu flexorov jednej z končatín dochádza k inhibícii stredu jej extenzorov a naopak. D. Eccles zistil mechanizmus tohto javu v nasledujúcom experimente. Podráždil aferentný nerv, čo spôsobilo excitáciu motorického neurónu, ktorý inervuje extenzorový sval.

Nervové impulzy, ktoré dosiahli aferentný neurón v miechovom gangliu, sa posielajú pozdĺž jeho axónu v mieche dvoma spôsobmi: do motorického neurónu, ktorý inervuje extenzorový sval, ktorý ho vzruší, a pozdĺž kolaterov do intermediárneho inhibičného neurónu, tzv. ktorého axón sa dotýka motorického neurónu, ktorý inervuje flexorový sval, čo spôsobuje inhibíciu antagonistického svalu. Tento typ inhibície bol nájdený v intermediárnych neurónoch všetkých úrovní centrálneho nervového systému počas interakcie antagonistických centier. Nazýva sa to translačná postsynaptická inhibícia. Tento typ inhibície koordinuje a distribuuje procesy excitácie a inhibície medzi nervovými centrami.

Reverzná (antidromická) postsynaptická inhibícia (grécky antidromeo bežať v opačnom smere) je proces regulácie intenzity signálov, ktoré k nim prichádzajú, nervovými bunkami podľa princípu negatívnej spätnej väzby. Spočíva v tom, že kolaterály axónov nervovej bunky nadväzujú synaptické kontakty so špeciálnymi interkalárnymi neurónmi (Renshawovými bunkami), ktorých úlohou je ovplyvňovať neuróny, ktoré sa zbiehajú k bunke, ktorá tieto kolaterály axónov vysiela (obr. 87). Podľa tohto princípu sa uskutočňuje inhibícia motorických neurónov.

Výskyt impulzu v motorickom neuróne cicavca nielenže aktivuje svalové vlákna, ale tiež aktivuje inhibičné Renshawove bunky prostredníctvom kolaterál axónov. Tie vytvárajú synaptické spojenia s motorickými neurónmi. Zvýšenie spúšťania motorických neurónov preto vedie k väčšej aktivácii Renshawových buniek, čo spôsobuje zvýšenú inhibíciu motorických neurónov a zníženie frekvencie ich spúšťania. Termín "antidromický" sa používa, pretože inhibičný účinok je ľahko spôsobený antidromickými impulzmi, ktoré sa reflexne vyskytujú v motorických neurónoch.

Čím silnejšie je motorický neurón excitovaný, tým silnejšie impulzy idú do kostrového svalstva pozdĺž jeho axónu, tým intenzívnejšie je excitovaná Renshawova bunka, ktorá potláča aktivitu motorického neurónu. Preto v nervovom systéme existuje mechanizmus, ktorý chráni neuróny pred nadmernou excitáciou. Charakteristickým znakom postsynaptickej inhibície je jej potlačenie strychnínom a tetanovým toxínom (tieto farmakologické látky nepôsobia na excitačné procesy).

V dôsledku potlačenia postsynaptickej inhibície je narušená regulácia excitácie v centrálnom nervovom systéme, excitácia sa rozlieva („difunduje“) po celom centrálnom nervovom systéme, čo spôsobuje nadmernú excitáciu motorických neurónov a konvulzívne kontrakcie svalových skupín (kŕče). .

Retikulárna inhibícia (lat. reticularis - mesh) je nervový proces, ktorý sa vyvíja v miechových neurónoch pod vplyvom zostupných impulzov z retikulárnej formácie (obrovské retikulárne jadro medulla oblongata). Účinky vytvorené retikulárnymi vplyvmi sú funkčne podobné rekurentnej inhibícii, ktorá sa vyvíja na motorických neurónoch. Vplyv retikulárnej formácie je spôsobený pretrvávajúcim IPSP, pokrývajúcim všetky motorické neuróny bez ohľadu na ich funkčnú príslušnosť. V tomto prípade, ako v prípade rekurentnej inhibície motorických neurónov, je ich aktivita obmedzená. Existuje určitá interakcia medzi takouto zostupnou kontrolou z retikulárnej formácie a systémom rekurentnej inhibície prostredníctvom Renshawových buniek a Renshawove bunky sú pod stálou inhibičnou kontrolou z týchto dvoch štruktúr. Inhibičný vplyv retikulárnej formácie je ďalším faktorom v regulácii úrovne aktivity motorických neurónov.

Primárna inhibícia môže byť spôsobená mechanizmami inej povahy, ktoré nesúvisia so zmenami vlastností postsynaptickej membrány. Inhibícia sa v tomto prípade vyskytuje na presynaptickej membráne (synaptická a presynaptická inhibícia).

Synaptická inhibícia (grécky sunapsis, kontakt, spojenie) je nervový proces založený na interakcii mediátora vylučovaného a uvoľňovaného presynaptickými nervovými zakončeniami so špecifickými molekulami postsynaptickej membrány. Excitačná alebo inhibičná povaha pôsobenia mediátora závisí od povahy kanálov, ktoré sa otvárajú v postsynaptickej membráne. Priamy dôkaz prítomnosti špecifických inhibičných synapsií v CNS prvýkrát získal D. Lloyd (1941).

Údaje o elektrofyziologických prejavoch synaptickej inhibície: prítomnosť synaptického oneskorenia, neprítomnosť elektrického poľa v oblasti synaptických zakončení dáva dôvod považovať to za dôsledok chemického pôsobenia špeciálneho inhibičného mediátora uvoľneného synaptickými zakončeniami. D. Lloyd ukázal, že ak je bunka v stave depolarizácie, potom inhibičný mediátor spôsobuje hyperpolarizáciu, zatiaľ čo na pozadí hyperpolarizácie postsynaptickej membrány spôsobuje jej depolarizáciu.

Presynaptická inhibícia (lat. prae - pred niečím + gr. sunapsis kontakt, spojenie) je špeciálnym prípadom synaptických inhibičných procesov, ktoré sa prejavujú potlačením aktivity neurónov v dôsledku zníženia účinnosti excitačných synapsií aj na presynaptickej väzbe. inhibíciou procesu uvoľňovania mediátora excitačnými nervovými zakončeniami . V tomto prípade vlastnosti postsynaptickej membrány neprechádzajú žiadnymi zmenami. Presynaptická inhibícia sa uskutočňuje pomocou špeciálnych inhibičných interneurónov. Jeho štruktúrnym základom sú axo-axonálne synapsie tvorené axónovými zakončeniami inhibičných interneurónov a axonálnymi zakončeniami excitačných neurónov.

V tomto prípade je axónové zakončenie inhibičného neurónu presympatické vzhľadom na zakončenie excitačného neurónu, ktoré je postsynaptické vzhľadom na inhibičné zakončenie a presynaptické vzhľadom na ním aktivovanú nervovú bunku. V zakončeniach presynaptického inhibičného axónu sa uvoľňuje mediátor, ktorý spôsobí depolarizáciu excitačných zakončení zvýšením permeability ich membrány pre CI-. Depolarizácia spôsobuje zníženie amplitúdy akčného potenciálu prichádzajúceho na excitačné zakončenie axónu. V dôsledku toho je proces uvoľňovania mediátora inhibovaný excitačnými nervovými zakončeniami a amplitúda excitačného postsynaptického potenciálu klesá.

Charakteristickým znakom presynaptickej depolarizácie je pomalý vývoj a dlhé trvanie (niekoľko stoviek milisekúnd), a to aj po jedinom aferentnom impulze.

Presynaptická inhibícia sa významne líši od postsynaptickej inhibície aj z farmakologického hľadiska. Strychnín a tetanový toxín neovplyvňujú jej priebeh. Narkotické látky (chloralóza, nembutal) však výrazne zosilňujú a predlžujú presynaptickú inhibíciu. Tento typ inhibície sa nachádza v rôznych častiach centrálneho nervového systému. Najčastejšie sa zistí v štruktúrach mozgového kmeňa a miechy. V prvých štúdiách mechanizmov presynaptickej inhibície sa verilo, že inhibičný účinok sa uskutočňuje v bode vzdialenom od soma neurónu, preto sa nazýval „vzdialená“ inhibícia.

Funkčný význam presynaptickej inhibície pokrývajúcej presynaptické zakončenia, cez ktoré prichádzajú aferentné impulzy, je obmedziť tok aferentných impulzov do nervových centier. Presynaptická inhibícia primárne blokuje slabé asynchrónne aferentné signály a prenáša silnejšie, preto slúži ako mechanizmus na izoláciu, izoláciu intenzívnejších aferentných impulzov od celkového toku. To má pre organizmus veľký adaptačný význam, keďže zo všetkých aferentných signálov smerujúcich do nervových centier vyčnievajú tie najdôležitejšie, najpotrebnejšie pre tento konkrétny čas. Vďaka tomu sú nervové centrá, nervový systém ako celok, oslobodený od spracovania menej podstatných informácií.

Sekundárna inhibícia - inhibícia vykonávaná rovnakými nervovými štruktúrami, v ktorých dochádza k excitácii. Tento nervový proces je podrobne opísaný v prácach N.E. Vvedenskij (1886, 1901).

Recipročná inhibícia (lat. reciprocus - vzájomná) je nervový proces založený na skutočnosti, že rovnaké aferentné dráhy, ktorými sa uskutočňuje excitácia jednej skupiny nervových buniek, zabezpečujú inhibíciu iných skupín buniek prostredníctvom interkalárnych neurónov. Recipročné vzťahy excitácie a inhibície v centrálnom nervovom systéme objavili a demonštrovali N.E. Vvedensky: podráždenie kože na zadnej nohe u žaby spôsobuje jej ohyb a inhibíciu ohybu alebo predĺženia na opačnej strane. Interakcia excitácie a inhibície je spoločnou vlastnosťou celého nervového systému a nachádza sa v mozgu aj v mieche. Experimentálne bolo dokázané, že normálny výkon každého prirodzeného motorického aktu je založený na interakcii excitácie a inhibície na rovnakých neurónoch CNS.

Všeobecná centrálna inhibícia je nervový proces, ktorý sa vyvíja pri akejkoľvek reflexnej aktivite a zachytáva takmer celý centrálny nervový systém vrátane centier mozgu. Všeobecná centrálna inhibícia sa zvyčajne prejavuje pred výskytom akejkoľvek motorickej reakcie. Môže sa prejaviť takou malou silou podráždenia, pri ktorej nedochádza k motorickému účinku. Tento typ inhibície prvýkrát opísal I.S. Beritov (1937). Poskytuje koncentráciu excitácie iných reflexných alebo behaviorálnych aktov, ktoré by mohli vzniknúť pod vplyvom podnetov. Dôležitú úlohu pri vytváraní všeobecnej centrálnej inhibície má želatínová látka miechy.

Pri elektrickej stimulácii želatínovej substancie v miechovom preparáte mačky dochádza k celkovej inhibícii reflexných reakcií spôsobených podráždením senzorických nervov. Všeobecná inhibícia je dôležitým faktorom pri vytváraní integrálnej behaviorálnej aktivity zvierat, ako aj pri zabezpečovaní selektívnej excitácie určitých pracovných orgánov.

Parabiotická inhibícia vzniká pri patologických stavoch, keď sa znižuje labilita štruktúr centrálneho nervového systému alebo dochádza k veľmi masívnej simultánnej excitácii veľkého počtu aferentných dráh, ako napríklad pri traumatickom šoku.

Niektorí vedci rozlišujú iný typ inhibície - inhibíciu po excitácii. Vyvíja sa v neurónoch po ukončení excitácie v dôsledku silnej stopovej hyperpolarizácie membrány (postsynaptická).

Inhibícia je zvláštny nervový proces, ktorý je spôsobený excitáciou a navonok sa prejavuje inhibíciou iného vzruchu. Je schopný aktívne sa šíriť nervovou bunkou a jej procesmi. Teóriu centrálnej inhibície založil IM Sechenov (1863), ktorý si všimol, že ohýbací reflex žaby je inhibovaný chemickou stimuláciou stredného mozgu. Inhibícia hrá dôležitú úlohu v činnosti centrálneho nervového systému, a to: v koordinácii reflexov; v správaní ľudí a zvierat; pri regulácii činnosti vnútorných orgánov a systémov; pri realizácii ochrannej funkcie nervových buniek.

Typy inhibície v CNS

Centrálna inhibícia je rozdelená podľa lokalizácie na pre- a postsynaptické;

podľa povahy polarizácie (membránový náboj) - na hyper- a depolarizáciu;

podľa štruktúry inhibičných nervových okruhov - na recipročné, alebo spojené, reverzné a laterálne.

Presynaptická inhibícia, ako už názov napovedá, je lokalizovaná v presynaptických elementoch a je spojená s inhibíciou vedenia nervových impulzov v axonálnych (presynaptických) zakončeniach. Histologickým substrátom takejto inhibície sú axonálne synapsie. Inzerčný inhibičný axón sa približuje k excitačnému axónu a uvoľňuje inhibičný neurotransmiter GABA. Tento mediátor pôsobí na postsynaptickú membránu, ktorá je membránou excitačného axónu, a spôsobuje v nej depolarizáciu. Výsledná depolarizácia inhibuje vstup Ca2 + zo synaptickej štrbiny do záveru excitačného axónu a tým vedie k zníženiu uvoľňovania excitačného mediátora do synaptickej štrbiny, inhibícii reakcie. Presynaptická inhibícia dosahuje maximum po 15-20 ms a trvá asi 150 ms, teda oveľa dlhšie ako postsynaptická inhibícia. Presynaptická inhibícia je blokovaná kŕčovými jedmi – bikulínom a pikrotoxínom, ktoré sú kompetitívnymi antagonistami GABA.

Postsynaptická inhibícia (GPSP) je spôsobená uvoľnením inhibičného mediátora presynaptickým zakončením axónu, čo znižuje alebo inhibuje excitabilitu membrán soma a dendritov nervovej bunky, s ktorou je v kontakte. Je spojená s existenciou inhibičných neurónov, ktorých axóny sa tvoria na soma a dendritoch buniek nervových zakončení, pričom uvoľňujú inhibičné mediátory - GABA a glycín. Pod vplyvom týchto mediátorov dochádza k inhibícii excitačných neurónov. Príkladmi inhibičných neurónov sú Renshawove bunky v mieche, neuróny hruškovitého tvaru (Purkyňove bunky mozočka), hviezdicovité bunky mozgovej kôry, mozgu atď.

Štúdia P. G. Kostyuka (1977) dokázala, že postsynaptická inhibícia je spojená s primárnou hyperpolarizáciou membrány soma neurónu, ktorá je založená na zvýšení permeability postsynaptickej membrány pre K +. V dôsledku hyperpolarizácie sa úroveň membránového potenciálu vzďaľuje od kritickej (prahovej) úrovne. To znamená, že dochádza k jeho zvýšeniu - hyperpolarizácii. To vedie k inhibícii neurónu. Tento typ inhibície sa nazýva hyperpolarizácia.

Amplitúda a polarita HPSP závisí od počiatočnej úrovne membránového potenciálu samotného neurónu. Mechanizmus tohto javu je spojený s Cl+. S nástupom vývoja IPSP vstupuje Cl- do bunky. Keď je ho vo vnútri bunky viac ako vonku, glycín sa prispôsobí membráne a Cl+ vystupuje z bunky cez jej otvorené otvory. Znižuje počet negatívnych nábojov, rozvíja sa depolarizácia. Tento typ inhibície sa nazýva depolarizácia.

Postsynaptická inhibícia je lokálna. Vyvíja sa postupne, je schopný zhrnutia, pričom nezanecháva žiadnu žiaruvzdornosť. Je to citlivejší, dobre cielený a všestranný brzdový mechanizmus. Vo svojej podstate ide o „centrálnu inhibíciu“, ktorú v tom čase opísal Ch. S. Sherrington (1906).

V závislosti od štruktúry inhibičného neurónového reťazca sa rozlišujú tieto formy postsynaptickej inhibície: recipročná, reverzná a laterálna, čo je vlastne druh reverznej.

Recipročná (kombinovaná) inhibícia je charakteristická tým, že keď sú napríklad pri aktivácii aferentácie excitované motorické neuróny flexorových svalov, sú súčasne (na tejto strane) inhibované motorické neuróny extenzorových svalov pôsobiace na ten istý kĺb. Stáva sa to preto, že aferenty zo svalových vretien tvoria excitačné synapsie na motorických neurónoch agonistických svalov a prostredníctvom intervenujúceho inhibičného neurónu inhibičné synapsie na motorických neurónoch svalov antagonistu. Z fyziologického hľadiska je takáto inhibícia veľmi výhodná, pretože uľahčuje pohyb kĺbu „automaticky“, bez ďalšej dobrovoľnej alebo nedobrovoľnej kontroly.

Spätné brzdenie. V tomto prípade jedna alebo viac kolaterál odchádzajú z axónov motorického neurónu, ktoré sú nasmerované na interkalované inhibičné neuróny, napríklad Renshawove bunky. Renshawove bunky zase tvoria inhibičné synapsie na motorických neurónoch. V prípade excitácie motorického neurónu sa aktivujú aj Renshawove bunky, v dôsledku čoho dochádza k hyperpolarizácii membrány motorického neurónu a k inhibícii jej aktivity. Čím viac je motorický neurón excitovaný, tým väčšie sú hmatateľné inhibičné účinky prostredníctvom Renshawových buniek. Reverzná postsynaptická inhibícia teda funguje na princípe negatívnej spätnej väzby. Existuje predpoklad, že tento typ inhibície je potrebný na samoreguláciu excitácie neurónov, ako aj na zabránenie ich nadmernej excitácii a konvulzívnym reakciám.

Bočná inhibícia. Inhibičný reťazec neurónov je charakterizovaný skutočnosťou, že inhibičné neuróny ovplyvňujú nielen zapálenú bunku, ale aj susedné neuróny, v ktorých je excitácia slabá alebo úplne chýba. Takáto inhibícia sa nazýva laterálna, pretože vytvorené miesto inhibície je obsiahnuté laterálne (laterálne) od excitovaného neurónu. Hrá obzvlášť dôležitú úlohu v zmyslových systémoch, pričom vytvára fenomén kontrastu.

Postsynaptická inhibícia sa dá prevažne ľahko odstrániť zavedením strychnínu, ktorý konkuruje inhibičnému mediátoru (glycínu) na postsynaptickej membráne. Tetanový toxín tiež inhibuje postsynaptickú inhibíciu tým, že interferuje s uvoľňovaním neurotransmiterov z inhibičných presynaptických zakončení. Preto je zavedenie strychnínu alebo tetanového toxínu sprevádzané kŕčmi, ktoré sa vyskytujú v dôsledku prudkého nárastu excitačného procesu v centrálnom nervovom systéme, najmä v motorických neurónoch.

V súvislosti s objavom iónových mechanizmov postsynaptickej inhibície sa podarilo vysvetliť mechanizmus účinku Br. Bromid sodný v optimálnych dávkach je široko používaný v klinickej praxi ako sedatívum (sedatívum). Bolo dokázané, že tento účinok bromidu sodného je spojený so zvýšenou postsynaptickou inhibíciou v CNS. -

Úloha rôznych typov centrálnej inhibície

Hlavnou úlohou centrálnej inhibície je poskytnúť v interakcii s centrálnou excitáciou možnosť analýzy a syntézy nervových signálov v centrálnom nervovom systéme a následne možnosť koordinácie všetkých funkcií tela navzájom a s okolím. Táto úloha centrálnej inhibície sa nazýva koordinácia. Niektoré typy centrálnej inhibície plnia nielen koordinačnú, ale aj ochrannú (strážnu) úlohu. Predpokladá sa, že hlavnou koordinačnou úlohou presynaptickej inhibície je supresia v CNS nevýznamnými aferentnými signálmi. Vďaka priamej postsynaptickej inhibícii je činnosť antagonistických centier koordinovaná. Reverzná inhibícia, obmedzujúca maximálnu možnú frekvenciu výbojov motoneurónov miechy, plní úlohu koordinačnú (koordinuje maximálnu frekvenciu výbojov motoneurónov s rýchlosťou kontrakcie svalových vlákien, ktoré inervujú), ako aj ochrannú (bráni excitácii motoneuróny). U cicavcov je tento typ inhibície distribuovaný hlavne v spinálnych aferentných systémoch. Vo vyšších častiach mozgu, konkrétne v mozgovej kôre, dominuje postsynaptická inhibícia.

Aký je funkčný význam presynaptickej inhibície? Vďaka tomu sa vplyv uskutočňuje nielen na vlastný reflexný aparát miechy, ale aj na synaptické prepínanie množstva dráh stúpajúcich cez mozog. Je tiež známa zostupná presynaptická inhibícia primárnych aferentných vlákien skupiny Aa a kožných aferentov. V tomto prípade je presynaptická inhibícia zjavne prvou „vrstvou“ aktívneho obmedzenia informácií prichádzajúcich zvonku. V CNS, najmä v mieche, presynaptická inhibícia často pôsobí ako druh negatívnej spätnej väzby, ktorá obmedzuje aferentné impulzy pri silných (napríklad patologických) podnetoch a plní tak čiastočne ochrannú funkciu vo vzťahu k mieche a vyššie umiestneným centrám. .

Funkčné vlastnosti synapsií nie sú konštantné. Za určitých podmienok sa môže efektivita ich činnosti zvýšiť alebo znížiť. Zvyčajne pri vysokých frekvenciách stimulácie (niekoľko stoviek za 1 s) je synaptický prenos uľahčený v priebehu niekoľkých sekúnd alebo dokonca minút. Tento jav sa nazýva synaptická potenciácia. Takúto synaptickú potenciáciu možno pozorovať aj po skončení tetanickej stimulácie. Potom sa to bude nazývať posttetanická potenciácia (PTP). V srdci PTP (dlhodobé zvýšenie efektivity komunikácie medzi neurónmi) je pravdepodobné, že dochádza k zmenám vo funkčnosti presynaptického vlákna, konkrétne k jeho hyperpolarizácii. Na druhej strane je to sprevádzané zvýšeným uvoľňovaním neurotransmiteru do synaptickej štrbiny a objavením sa zvýšeného EPSP v postsynaptickej štruktúre. Existujú aj údaje o štrukturálnych zmenách v PTP (opuch a rast presynaptických zakončení, zúženie synaptickej medzery atď.).

PTP je oveľa lepšie exprimovaný vo vyšších častiach CNS (napríklad v hipokampe, pyramidálnych neurónoch mozgovej kôry) v porovnaní s neurónmi miechy. Spolu s PTP sa v synaptickom aparáte môže vyskytnúť postaktivačná depresia, ktorá sa prejavuje znížením amplitúdy EPSP. Túto depresiu mnohí bádatelia spájajú s oslabením citlivosti na pôsobenie mediátora (desenzibilizácia) postsynaptickej membrány alebo odlišným pomerom nákladov a mobilizácie mediátora.

Plasticita synaptických procesov, najmä PTP, môže súvisieť s tvorbou nových interneuronálnych spojení v CNS a ich fixáciou, t.j. mechanizmy učenia a pamäte. Zároveň treba uznať, že plastické vlastnosti centrálnych synapsií ešte nie sú dostatočne preštudované.