Potenţial postsinaptic inhibitor

Un potențial postsinaptic inhibitor  este un tip de potențial postsinaptic care determină scăderea activității unui neuron postsinaptic , făcând un potențial de acțiune mai puțin probabil să apară [1] .

Opusul unui potenţial postsinaptic inhibitor este un potenţial postsinaptic excitator , care face ca activitatea neuronului postsinaptic să crească şi un potenţial de acţiune devine mai probabil să apară .

Apariția diferitelor tipuri de potențiale postsinaptice este posibilă în diferite tipuri de sinapse chimice , care utilizează secreția anumitor neurotransmițători pentru a asigura neurotransmisia (transmiterea semnalului intercelular).

Neuronii presinaptici inhibitori (inhibitori) eliberează neurotransmițători inhibitori în sinapsă (de exemplu, cum ar fi GABA , glicina , serotonina , în funcție de tipul de neuron). Acești neurotransmițători inhibitori se leagă apoi de receptorii lor postsinaptici „inhibitori” specifici. Ca urmare a activării acestor receptori inhibitori, apar modificări ale activității neuronului postsinaptic, în special canalele ionice se deschid sau se închid (de exemplu, canalele ionice de clorură în cazul receptorului GABA-A sau canalele ionice de potasiu în cazul receptorului 5-HT1A ) . Acest lucru duce la o modificare a conductivității electrice a membranei neuronului postsinaptic. Se generează un curent electric care modifică potențialul postsinaptic  - membrana postsinaptică devine mai electronegativă (încărcată mai negativ). Dacă potențialul inițial de membrană este între pragul de repaus și pragul pentru apariția unui potențial de acțiune, atunci ca urmare a expunerii la acest potențial inhibitor, poate apărea depolarizarea celulei. Potențialele postsinaptice inhibitoare duc și la o modificare a permeabilității membranei pentru ionii de clorură, deoarece ca urmare a modificării potențialului de membrană, forța electrostatică care acționează asupra canalelor de clorură se modifică [2] . Microelectrozii pot fi utilizați pentru a măsura potențialele postsinaptice la sinapsele excitatorii și inhibitorii.

În general, potențialul postsinaptic rezultat al celulei depinde de o combinație de factori: tipurile și combinațiile de receptori și canale ionice ale celulei expuse simultan, natura efectelor ( agoniste sau antagoniste ), potențialul postsinaptic inițial al celulei. , potențialul invers, pragul pentru apariția unui potențial de acțiune, permeabilitatea canalelor ionice ale celulei pentru anumiți ioni, precum și gradientul de concentrație al ionilor în interiorul și în exteriorul celulei. Toată această combinație de factori determină în cele din urmă dacă celula va fi într-o stare de excitație sau într-o stare de repaus sau chiar de oprimare. Potențialele postsinaptice inhibitorii urmăresc întotdeauna scăderea (facerea mai electronegativă) potențialului de membrană al celulei și menținerea acestuia sub pragul pentru apariția unui potențial de acțiune. Astfel, potențialul postsinaptic inhibitor poate fi considerat ca un fel de „hiperpolarizare temporară” a celulei. [3] Potențialele postsinaptice inhibitorii și excitatorii concurează între ele pe multiplele terminale sinaptice ale unui neuron. Însumarea lor determină dacă potențialul de acțiune generat de celula presinaptică într-o anumită sinapsă va fi sau nu repetat (regenerat) de un potențial de acțiune similar pe membrana postsinaptică. Aceeași însumare a tuturor potențialelor disponibile predetermina, de asemenea, reacția celulei postsinaptice la următorul, „altul”, semnal inhibitor sau excitator care nu atinge valoarea potențialului de acțiune de la sine. Unii neurotransmițători tipici implicați în generarea potențialelor postsinaptice inhibitoare sunt GABA și glicina și în multe, dar nu toate cazurile (în funcție de tipul de receptor) serotonina.

Componente

Tipuri

Acest sistem funcționează în așa fel încât [1] potențialele postsinaptice inhibitorii sunt adăugate în timp la potențialele excitatorii subprag sau supraprag, rezultând o scădere a potențialului postsinaptic rezultat. Potențialele postsinaptice excitatorii (pozitive) și inhibitorii (negative) echivalente în modul dau o stare neutră în total, anulând reciproc efectul celuilalt asupra celulei. Echilibrul dintre potențialele postsinaptice excitatorii și inhibitorii este foarte important pentru integrarea celulară a tuturor informațiilor electrice și chimice care provin din diverse sinapse excitatorii și inhibitorii.

Factori suplimentari

Mărimea unui neuron poate influența, de asemenea, efectul pe care potențialul postsinaptic inhibitor îl are asupra celulei. O însumare temporală simplă și instantanee a potențialelor postsinaptice are loc în neuronii de dimensiuni relativ mici, în timp ce în neuronii mari un număr mai mare de sinapse, receptori metabotropi și ionotropi, precum și prezența axonilor lungi și o distanță mai mare de la sinapse la organismului unui neuron, permite neuronilor să continue activitatea electrică pentru o anumită perioadă de timp și comunicarea chimică cu alți neuroni (adică fiind într-o stare de excitație), în ciuda prezenței potențialelor inhibitoare la sinapsele îndepărtate de organism, în timp ce semnalul inhibitor „călătorește” către corpul celular.

Molecule inhibitoare

GABA este un neurotransmitator inhibitor foarte comun (un neurotransmitator a carui actiune duce la generarea unui potential inhibitor postsinaptic) in sistemul nervos si retina mamiferelor. [1] [4] Receptorii GABA sunt pentameri, constând cel mai adesea din trei subunități diferite (α, β, γ), deși există câteva alte subunități (δ, ε, θ, π, ρ) și configurații posibile ale receptorului GABA . Canalele deschise sunt selectiv permeabile la ionii de clorură sau potasiu (în funcție de tipul de receptor) și permit acestor ioni să treacă prin membrană. Dacă potențialul electrochimic al curentului ionic rezultat este mai negativ decât pragul pentru apariția unui potențial de acțiune, atunci modificarea sarcinii electrice (potențialului) a membranei și a conductivității acesteia care are loc ca urmare a acestui curent ionic (care în sine este o consecință a activării receptorului GABA) iar conductivitatea acestuia duce la faptul că potențialul postsinaptic rezultat devine mai mic (mai electronegativ) decât pragul potențialului de acțiune, iar acest lucru reduce probabilitatea ca neuronul postsinaptic să genereze o acțiune. potenţial. Moleculele și receptorii de glicină acționează aproape în același mod atât în ​​sistemul nervos, cât și în retină.

Receptori inhibitori

Există două tipuri de receptori inhibitori:

Receptori ionotropi

Receptorii ionotropi (cunoscuți și ca canale ionice deschise de ligand) joacă un rol important în generarea rapidă a potențialelor postsinaptice inhibitorii. [1] Neurotransmițătorul se leagă de un domeniu specific al receptorului, așa-numitul site de legare a ligandului sau domeniul receptorului, situat pe partea exterioară a membranei de suprafață a celulei (cu fața la despicatură sinaptică). Acest lucru duce la o modificare a configurației spațiale a receptorului și la deschiderea unui canal ionic în acesta, care se formează în interiorul domeniului endomembranei (care trece prin membrană) al receptorului. Ca rezultat, există un curent rapid de intrare sau de ieșire de ioni - în sau în afara celulei. Receptorii ionotropi sunt capabili să producă modificări foarte rapide ale potențialului postsinaptic - în câteva milisecunde după ce potențialul este generat de celula presinaptică. Canalele ionice sunt capabile să influențeze amplitudinea și caracteristicile temporale ale potențialului de acțiune al celulei în ansamblu. Receptorii ionotropi GABA cuplati la canalele ionice de clor sunt ținta multor medicamente, în special barbituricele, benzodiazepinele, analogii și agoniştii GABA, antagoniştii GABA cum ar fi picrotoxina. Alcoolul modulează, de asemenea, receptorii ionotropi GABA.

Receptori metabotropi

Receptorii metabotropi, dintre care majoritatea aparțin familiei de receptori cuplați cu proteina G , nu conțin canale ionice încorporate în structura lor. În schimb, ele conțin un domeniu de legare a ligandului extracelular și un domeniu de legare intracelular la o proteină efectoră primară, cel mai frecvent proteina G. [1] Legarea unui agonist la un receptor metabotrop are ca rezultat o modificare a configurației receptorului care activează proteina efectoră primară. De exemplu, în cazul unei proteine ​​G, activarea receptorului asociat cu aceasta duce la disocierea subunităților β și γ ale proteinei G sub forma unui dimer βγ și activarea lor a unui număr. a căilor de semnalizare intracelulare „suplimentare” (în special, en:GIRK ), în timp ce subunitatea α activată a proteinei G modifică activitatea căii clasice a adenilat-ciclazei (crește în cazul unei proteine ​​G s stimulatoare și inhibă în cazul unui G i inhibitor ). Aceasta, la rândul său, duce la o modificare a concentrației intracelulare a celui de-al doilea mesager  - AMP ciclic  - o creștere, în cazul creșterii activității adenilat-ciclazei, sau o scădere, în cazul unei scăderi. Și o modificare a concentrației de AMP ciclic afectează activitatea protein kinazei A dependentă de cAMP  , un efector secundar. O creștere sau scădere a activității proteinei kinazei A declanșează o cascadă de efectori descendenți până la efectori de ordinul N. În special, canalele ionice se deschid sau se închid.

Receptorii metabotropi inhibitori sunt întotdeauna asociați cu subtipul inhibitor al proteinei G, adică cu Gi . Astfel, ele inhibă activitatea adenilat-ciclazei și reduc concentrația de AMP ciclic, inhibând astfel eficient activitatea proteinei kinazei A. În plus, ele activează afluxul de ioni de potasiu prin GIRK activat de βγ-dimerul proteinei G și inhibă. activitatea canalelor de calciu, care provoacă hiperpolarizare.celule. Așa sunt aranjați receptorii GABA metabotropi (heterodimeri ai subunităților R1 și R2). Receptorul 5-HT1A este structurat similar .

Receptorii inhibitori metabotropi generează potențiale postsinaptice inhibitorii lente (care durează de la milisecunde la minute). Ele pot fi activate simultan cu cele ionotropice (cu unele tipuri de receptori ionotropi, pot forma un „dublet receptor” - un heterodimer) în aceeași sinapsă, ceea ce permite aceleiași sinapse să genereze atât potențiale inhibitoare rapide, cât și lente.

Înțeles

Cercetare

Vezi și

Note

  1. ↑ 1 2 3 4 5 Purves et al. neurostiinta. a 4-a ed. Sunderland (MA): Sinauer Associates, Incorporated; 2008.
  2. ↑ Thompson SM, Gahwiler BH. DEZINHIBIREA DEPENDENȚĂ DE ACTIVITATE .1. STIMULAREA REPETIVĂ REDUCE FORȚA MOTORĂ ȘI CONDUCȚIA IPSP ÎN HIPPOCAMPUS INVITRO  //  Journal of Neurophysiology : jurnal. - 1989. - Vol. 61 . - P. 501-511 .
  3. ↑ Levy și colab. Principii de fiziologie. a 4-a ed. (PA): Elsevier; 2005.
  4. ↑ Chavas J., Marty A. Coexistența sinapselor GABA excitatorii și inhibitorii în rețeaua interneuronă cerebeloasă  //  Journal of Neuroscience : jurnal. - 2003. - Vol. 23 . - P. 2019-2031 .
  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii