Какова ионная природа пресинаптического торможения

1. . Первичное торможение, ионные механизмы пре- и постсинаптического торможения.

Первичное торможение осуществляется за счет выделения тормозного медиатора на окончаниях нервных клеток (ГАМК — гаммааминомаслянная кислота, глицин, таурин, серотонин и другие). Эти вещества вызывают гиперполяризацию постсинаптической мембраны и, как следствие, тормозной постсинаптический потенциал.

+Вспомним результат выделения медиатора пресинаптической мембраной: на постсинаптической мембране происходит деполяризация и возникает локальный ответ. Тормозные нейроны синтезируют другие медиаторы — тормозные. Эти медиаторы, взаимодействуя со своими рецепторами, открывают другие каналы, например калиевые или хлорные. Что же происходит в этом случае с постсинаптической мембраной?

Тормозной медиатор, как и возбуждающий, активирует рецептор управляемые каналы, однако не натриевые, а калиевые. Эта активация вызывает увеличение тока ионов калия. Если вспомнить о том, что ионы калия движутся по градиенту концентрации из клетки, то становится ясно, что при активации калиевых каналов происходит гиперполяризация мембраны и снижение возбудимости нейрона. Изменение потенциала мембраны при гиперполяризации называется тормозной постсинаптический потенциал (ТПСП). Во многих тормозных синапсах аналогичный эффект имеет активация каналов для хлора, увеличивающая его транспорт внутрь клетки. Результатом ТПСП является удаление МПП от критического уровня деполяризации возбуждение становится либо вовсе невозможным, либо для возбуждения требуется значительно большая сила раздражителя. Нервные импульсы, возникающие при возбуждении тормозных нейронов, вызывают гиперполяризацию постсинаптической мембраны и тормозной постсинаптический потенциал (ТПСП), это наиболее распространенный тип торможения в нервной системе, который называется ПОСТСИНАПТИЧЕСКИМ ТОРМОЖЕНИЕМ. Постсинаптическое торможение является первичным торможением – самостоятельный процесс, вызванный возбуждением тормозных нейронов.

Пресинаптическое торможение, как свидетельствует название, локализуется в пресинаптических элементах и связано с угнетением проведения нервных импульсов в аксональных (пресинаптических) окончаниях. Гистологическим субстратом такого торможения является аксональные синапсы. К возбуждающему аксону подходит вставной тормозной аксон, который выделяет тормозной медиатор ГАМК. Этот медиатор действует на постсинаптическую мембрану, которая является мембраной возбуждающего аксона, и вызывает в ней деполяризацию. Возникшая деполяризация тормозит вход Са2 + из синаптической щели в заключение возбуждающего аксона и таким образом приводит к снижению выброса возбуждающего медиатора в синаптическую щель, торможение реакции. Пресинаптическое торможение достигает максимума через 15-20 мс и длится около 150 мс, то есть гораздо дольше, чем постсинаптическое торможение. Пресинаптическое торможение блокируется судорожными ядами — бикулином и пикротоксин, которые являются конкурентными антагонистами ГАМК.

Постсинаптическое торможение (ГПСП) обусловлено выделением пресинаптическим окончанием аксона тормозного медиатора, который снижает или тормозит возбудимость мембран сомы и дендритов нервной клетки, с которой он контактирует. Оно связано с существованием тормозных нейронов, аксоны которых образуют на соме и дендритах клеток нервных окончаний, выделяя тормозные медиаторы — ГАМК и глицин. Под влиянием этих медиаторов возникает торможение возбуждающих нейронов. Примерами тормозных нейронов являются клетки Реншоу в спинном мозге, нейроны грушевидные (клетки Пуркинье мозжечка), звездчатые клетки коры большого, мозга и др..

Исследованием П. Г. Костюка (1977) доказано, что постсинаптического торможения связано с первичной гиперполяризацией мембраны сомы нейрона, в основе которой лежит повышение проницаемости постсинаптической мембраны для К +. Вследствие гиперполяризации уровень мембранного потенциала удаляется от критического (порогового) уровня. То есть происходит его увеличение — гиперполяризация. Это приводит к торможению нейрона. Такой вид торможения называется гиперполяризационным.

Амплитуда и полярность ГПСП зависят от исходного уровня мембранного потенциала самого нейрона. Механизм этого явления связан с Сl+. С началом развития ТПСП Сl- входит в клетку. Когда в клетке становится его больше, чем снаружи, глицин конформирует мембрану и через открытые ее отверстия Сl+ выходит из клетки. В ней уменьшается количество отрицательных зарядов, развивается деполяризация. Такой вид торможения называется деполяризационным.

Постсинаптическое торможение локальное. Развивается оно градуально, способное к суммации, не оставляет после себя рефрактерности. Является более оперативным, четко адресованным и универсальным тормозным механизмом. По своей сути это «центральное торможение», которое было описано в свое время Ch. S. Sherrington (1906).

В зависимости от структуры тормозного нейронного цепочки, различают следующие формы постсинаптического торможения: реципрокное, обратное и латеральное, которое является собственно разновидностью обратного.

Постсинаптическое торможения преимущественно легко снимается при введении стрихнина, который конкурирует с тормозным медиатором (глицином) на постсинаптической мембране. Столбнячный токсин также подавляет постсинаптическое торможение, нарушая высвобождение медиатора из тормозных пресинаптических окончаний. Поэтому введение стрихнина или столбнячного токсина сопровождается судорогами, которые возникают вследствии резкого усиления процесса возбуждения в ЦНС, в частности, мотонейронов.

В связи с раскрытием ионных механизмов постсинаптического торможения появилась возможность и для объяснения механизма действия Вr. Натриq бромид в оптимальных дозах широко применяется в клинической практике как седативное (успокоительное) средство. Доказано, что такой эффект натрия бромида связан с усилением постсинаптического торможения в ЦНС.

Источник

1.Опишите динамику процессов в центральных синапсах с химическим механизмом передачи возбуждения.

1)Клетка более высокого порядка посылает ПД к пресинапсу.

2)Под влиянием деполяризации открываются потенциал-управляемыеCа^(2+) каналы

3)Cа^(2+) поступает в зону пресинапса.

4)Cа^(2+) активирует ряд ферментов,синаптические пузырьки приближаются к пресинаптической мембране и вступают с ней в контакт,мембраны сливаются и ацетилхолин выводится в синаптическую щель.

5)Запускаетсяпроцесс нейросекреции. Чем больше Cа^(2+) ,тем больше синаптический выброс.

2.Охарактеризуйте принцип Дейла.

1)Один нейрон синтезирует и использует один и тот же медиатор во всех разветвлениях своего аксона(«один нейрон-один медиатор») .2)Но кроме основного медиатора,в окончаниях аксона могут выделяться и другие-сопутствующие медиаторы(комедиаторы),играют модулирующую роль В тормозных нейронах спинного мозга (в одном тормозном нейроне -2 быстродействующих типичных медиатора)-ГАМК и глицин.

3.Назовите основные медиаторы цнс. Какой медиатор является самым распространенным в цнс?

Медиатор-химическое вещество через которое передаётся сигнал от одной клетки к другой.

Основные медиаторы ЦНС:

1)Амины:(1)дофмамин,2)норадреналин(возбуждающий медиаторвгипоталамусе,тормозной в клетках Пуркинье),3)серотонин(возбуждающий и тормозящий в нейронах ствола мозга и тормозящий в коре большого мозга),4)гистамин(в гипофизе и в срединном возвышении гипотаамуса).)Содержатся в различных отделах ЦНC,В больших количествах в нейронах ствола мозга.

2)Ацетилхолин(в КБМ,в стволе мозга,в хвостатом ядре)

3)Аминокисоты(1)Глицин и гамма-аминомасляная кислота-тормозные медиаторы в синапсисах ЦНС,2)глицин-в спинном мозге.3)ГМАК-в коре боьшого мозга,мозжече,стволе,4)альфа-глутапам,5)аьфа-аспарат

4)Полипептиды(в синапсисах различных отделов ЦНС.)Энкефалины и эндорфины

5)Пурины(АТФ,аденозин,АДФ)модулирующая функция

6)Гипоталамические нейрогормоны( регулируют функции гипоталамуса и медиаторная роль)

Самый распространенный –глютаминовая кислота(глютамат)-75% возбуждающих синамсов мозга.

4.Почему первично потенциал действия в нейроне возникает в области аксонного холмика?

1) Из-за высокой возбудимости мембраны аксонного холмика

2)Из-за близости соматических синапсов к аксонномухолмику,что обеспечивает участие их ВПСП(возбуждающий постсинаптический потенциал)в механизмах генерации ПД

5.Нарисуйте электрограмму возникновения потенциала действия в нейроне при синаптическом возбуждении?

6. Дайте определение понятия торможения нейрона.

Торможение-активный нервный процесс,результатом которого является прекращение и ослабление возбуждения.

7.Нарисуйте схему постсинаптического торможения и пресинаптического торможения. Что является структурной основой пресинаптического торможения?

Структурной основой пресинаптического торможения является-аксональный синапс

8.Какова ионная природа постсинаптического и пресинаптического торможения?

9. Почему гиперполяризация мембраны при возникновении ТПСП приводит к возникновению тормозного состояния на нейроне?

На зоне гиперполяризации деполяризация ВПСП будет нейтрализована,т.к. МП удаляется от КУД, возбудимость падает

10.Что такое нервный центр? Назовите основные свойства нервных центров.

Нервный центр-объединение нейронов,координирующих и регулирующих в составе функциональной системы,активность различных физиологических эффекторов ,деятельность которых обеспечивает стабильность константа внутренней среды организма.

1)Нцпроводит возбуждение только в одну сторону(односторонняя проводимость )

2)Замедление распространение возбуждения

3)Возбуждение может иррадировать от одного НЦ к другому

4)Суммирование возбуждения

5)Св-во трансформировать входной сигнал

6)явление последействия

Источник