sinaps

Uyarılma bir nörondan diğerine veya bir nörondan örneğin bir kas lifine nasıl iletilir? Bu problem sadece profesyonel nörobiyologları değil, aynı zamanda doktorları, özellikle farmakologları da ilgilendirmektedir. Biyolojik mekanizmalar bilgisi, bazı hastalıkların tedavisi için olduğu kadar yeni ilaç ve ilaçların yaratılması için de gereklidir. Gerçek şu ki, bu maddelerin insan vücudunu etkilediği ana yerlerden biri, uyarımın bir nörondan diğerine (veya başka bir hücreye, örneğin kalp kası hücresi, damar duvarları vb.) . Bir nöron aksonunun süreci başka bir nörona gider ve üzerinde bir temas oluşturur. sinaps(Yunancadan çevrilmiştir - temas; bkz. Şekil 2.3). Beynin birçok sırrını tutan sinapstır. Bu temasın, örneğin çalışmasını engelleyen maddeler tarafından ihlali, bir kişi için ciddi sonuçlara yol açar. Burası uyuşturucu eyleminin yeri. Aşağıda örnekler verilecek ama şimdi sinapsın nasıl düzenlendiğine ve nasıl çalıştığına bakalım.

Bu çalışmanın zorlukları, sinapsın kendisinin çok küçük olması (çapının 1 mikrondan fazla olmaması) ile belirlenir. Bir nöron, kural olarak, birkaç bin (3-10 bin) diğer nörondan bu tür temasları alır. Her sinaps, özel glia hücreleri tarafından güvenli bir şekilde kapatılır, bu nedenle onu incelemek çok zordur. Şek. 2.12, hayal edildiği gibi bir sinaps diyagramını gösterir modern bilim. Küçültülmüş olmasına rağmen, çok karmaşıktır. Ana bileşenlerinden biri, kabarcıklar, sinapsın içinde olanlar. Bu veziküller, biyolojik olarak çok aktif bir madde içerir. sinir iletici veya arabulucu(verici).

Bir sinir impulsunun (uyarma) lif boyunca büyük bir hızla hareket ettiğini ve sinapsa yaklaştığını hatırlayın. Bu aksiyon potansiyeli, sinaps zarının depolarizasyonuna neden olur (Şekil 2.13), ancak bu, yeni bir uyarım (aksiyon potansiyeli) oluşumuna yol açmaz, ancak henüz aşina olmadığımız özel iyon kanallarının açılmasına neden olur. Bu kanallar kalsiyum iyonlarının sinapsa girmesine izin verir. Kalsiyum iyonları vücudun aktivitesinde çok önemli bir rol oynar. Özel bir iç salgı bezi - paratiroid (tiroid bezinin üstünde bulunur) vücuttaki kalsiyum içeriğini düzenler. Birçok hastalık vücutta bozulmuş kalsiyum metabolizması ile ilişkilidir. Örneğin, eksikliği küçük çocuklarda raşitizme yol açar.

Kalsiyum sinaps işlevine nasıl dahil olur? Sinaptik sonun sitoplazmasına girdikten sonra, kalsiyum, aracının depolandığı veziküllerin kabuğunu oluşturan proteinlerle temasa girer. Sonunda, sinaptik keseciklerin zarları büzülür ve içeriklerini sinaptik yarığa doğru iter. Bu süreç, bir kastaki bir kas lifinin kasılmasına çok benzer, her durumda, bu iki süreç moleküler düzeyde aynı mekanizmaya sahiptir. Böylece, vezikül zarf proteinleri tarafından kalsiyum bağlanması, büzülmesine yol açar ve vezikül içeriği, bir nöronun zarını diğerinin zarından ayıran boşluğa enjekte edilir (ekzositoz). Bu boşluk denir sinoptik boşluk. Açıklamadan açıkça anlaşılmalıdır ki bir nöronun sinapsta uyarılması (elektriksel aksiyon potansiyeli), elektriksel bir darbeden kimyasal bir darbeye dönüştürülür. Başka bir deyişle, bir nöronun her uyarılmasına, aksonunun sonunda bir aracı olan biyolojik olarak aktif bir maddenin bir kısmının salınması eşlik eder. Ayrıca, aracı moleküller, başka bir nöronun zarında bulunan özel protein moleküllerine bağlanır. Bu moleküller denir reseptörler. Reseptörler benzersizdir ve yalnızca bir tür molekülü bağlar. Bazı açıklamalar, bunların bir "kilit anahtarı" gibi uyduklarını belirtir (bir anahtar yalnızca kendi kilidine uyar).

Reseptör iki kısımdan oluşur. Biri "tanıma merkezi", diğeri "iyon kanalı" olarak adlandırılabilir. Aracı moleküller reseptör molekülü üzerinde belirli yerleri (tanıma merkezi) almışsa, iyon kanalı açılır ve iyonlar hücreye girmeye (sodyum iyonları) veya hücreyi terk etmeye (potasyum iyonları) başlar. Başka bir deyişle, zardan bir iyon akımı akar ve bu da zar boyunca potansiyelde bir değişikliğe neden olur. Bu potansiyele denir postsinaptik potansiyel(Şekil 2.13). Tarif edilen iyon kanallarının çok önemli bir özelliği, açık kanalların sayısının, elektriksel olarak uyarılabilir sinir lifi zarında olduğu gibi, zar potansiyeli tarafından değil, bağlı aracı moleküllerin sayısı tarafından belirlenmesidir. Böylece, postsinaptik potansiyeller derecelenme özelliğine sahiptir: potansiyelin genliği, reseptörler tarafından bağlanan aracı moleküllerinin sayısı ile belirlenir. Bu bağımlılık nedeniyle, nöron zarı üzerindeki potansiyelin genliği, açık kanalların sayısı ile orantılı olarak gelişir.

Bir nöronun zarında aynı anda iki tip sinaps yer alabilir: fren ve uyarıcı. Her şey zarın iyon kanalının düzenlenmesi ile belirlenir. Uyarıcı sinapsların zarı, hem sodyum hem de potasyum iyonlarının geçmesine izin verir. Bu durumda, nöron zarı depolarize olur. Engelleyici sinapsların zarı, yalnızca klorür iyonlarının geçmesine izin verir ve hiperpolarize olur. Açıkçası, nöron inhibe edilirse, zar potansiyeli artar (hiperpolarizasyon). Böylece, karşılık gelen sinapslar yoluyla hareket nedeniyle, nöron uyarılabilir veya uyarmayı durdurabilir, yavaşlayabilir. Tüm bu olaylar, nöronun dendritinin soma ve sayısız süreçlerinde gerçekleşir; ikincisinde, birkaç bin kadar engelleyici ve uyarıcı sinaps vardır.

Örnek olarak, arabulucu olarak adlandırılan arabulucunun nasıl olduğunu analiz edelim. asetilkolin. Bu aracı, beyinde ve sinir liflerinin periferik uçlarında yaygın olarak dağılmıştır. Örneğin, karşılık gelen sinirler boyunca vücudumuzun kaslarının kasılmasına yol açan motor impulslar asetilkolin ile çalışır. Asetilkolin 30'lu yıllarda Avusturyalı bilim adamı O. Levy tarafından keşfedildi. Deney çok basitti: Vagus siniri gelen bir kurbağanın kalbini izole ettiler. Vagus sinirinin elektrikle uyarılmasının kalp kasılmalarının tamamen durana kadar yavaşlamasına neden olduğu biliniyordu. O. Levy vagus sinirini uyardı, kalp durması etkisi yarattı ve kalpten biraz kan aldı. Bu kan, çalışan bir kalbin karıncığına eklenirse, kasılmalarını yavaşlattığı ortaya çıktı. Vagus siniri uyarıldığında kalbi durduran bir maddenin salındığı sonucuna varıldı. Asetilkolindi. Daha sonra, asetilkolini kolin (yağ) ve asetik aside bölen bir enzim keşfedildi, bunun sonucunda aracının etkisi sona erdi. Bu çalışma, kesinliği belirleyen ilk çalışmadır. kimyasal formül tipik bir kimyasal sinapsta arabulucu ve olaylar dizisi. Bu olaylar dizisi aşağıdaki gibidir.

Presinaptik lif boyunca sinapsa gelen aksiyon potansiyeli, kalsiyum pompasını çalıştıran depolarizasyona neden olur ve kalsiyum iyonları sinapsa girer; Kalsiyum iyonları, veziküllerin sinaptik yarığa aktif olarak boşalmasına (ekzositoz) yol açan sinaptik veziküllerin zarının proteinleri tarafından bağlanır. Aracı moleküller, postsinaptik zarın karşılık gelen reseptörlerine (tanıma merkezi) bağlanır ve iyon kanalı açılır. Bir iyon akımı zardan akmaya başlar, bu da üzerinde sinaptik bir potansiyelin ortaya çıkmasına neden olur. Açık iyon kanallarının doğasına bağlı olarak, uyarıcı (sodyum ve potasyum iyonları için kanallar açılır) veya engelleyici (klorür iyonları için kanallar açılır) postsinaptik potansiyel ortaya çıkar.

Asetilkolin, vahşi yaşamda çok yaygın olarak bulunur. Örneğin, ısırgan otunun batan kapsüllerinde, bağırsak hayvanlarının (örneğin tatlı su hidrası, denizanası) batan hücrelerinde vb. bulunur. Vücudumuzda, kasları kontrol eden motor sinirlerin uçlarında asetilkolin salınır, kalbin ve diğer iç organların aktivitesini kontrol eden vagus sinirinin uçlarından. Bir kişi uzun zamandır asetilkolin antagonistine aşinadır - bu zehirdir kürare, Hintliler tarafından kullanılan Güney Amerika hayvanları avlarken. Kan dolaşımına giren kürarın hayvanın hareketsiz kalmasına neden olduğu ve aslında boğulma nedeniyle öldüğü ortaya çıktı, ancak kürar kalbi durdurmaz. Çalışmalar, vücutta iki tip asetilkolin reseptörü olduğunu göstermiştir: biri nikotinik asidi başarıyla bağlar ve diğeri muskarindir (Muscaris cinsinin bir mantarından izole edilen bir madde). Vücudumuzun kaslarında asetilkolin için nikotinik tip reseptörler bulunurken, kalp kası ve beyin nöronları muskarinik tip asetilkolin reseptörlerine sahiptir.

Şu anda, sentetik kürar analogları, tıpta, iç organlardaki karmaşık operasyonlar sırasında hastaları hareketsiz hale getirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu ilaçların kullanımı, motor kasların (nikotinik tip reseptörlere bağlanma) tamamen felç olmasına yol açar, ancak kalp (muskarinik tip reseptörler) dahil olmak üzere iç organların işleyişini etkilemez. Muskarinik asetilkolin reseptörleri aracılığıyla uyarılan beyin nöronları, belirli zihinsel işlevlerin tezahüründe önemli bir rol oynar. Artık bu tür nöronların ölümünün senil bunamaya (Alzheimer hastalığı) yol açtığı bilinmektedir. Asetilkolin için kas üzerindeki nikotinik tip reseptörlerin önemini göstermesi gereken bir başka örnek de miastenia grevis (kas zayıflığı) adı verilen bir hastalıktır. Bu genetik olarak kalıtsal bir hastalıktır, yani. kökeni, kalıtsal olan genetik aparatın "bozulmaları" ile ilişkilidir. Hastalık, ergenliğe daha yakın yaşlarda kendini gösterir ve giderek daha fazla kas gruplarını yoğunlaştıran ve yakalayan kas zayıflığı ile başlar. Bu hastalığın nedeninin, hastanın vücudunun, nikotinik tip asetilkolin reseptörleri tarafından mükemmel şekilde bağlanan protein molekülleri üretmesi olduğu ortaya çıktı. Bu reseptörleri işgal ederek motor sinirlerin sinaptik uçlarından atılan asetilkolin moleküllerinin kendilerine bağlanmasını engellerler. Bu, kaslara sinaptik iletimin bloke edilmesine ve sonuç olarak felçlerine yol açar.

Asetilkolin örneğinde açıklanan sinaptik iletim tipi, CNS'deki tek iletim türü değildir. İkinci tip sinaptik aktarım, örneğin biyojenik aminlerin (dopamin, serotonin, adrenalin, vb.) aracı olduğu sinapslarda da yaygındır. Bu tür sinapslarda aşağıdaki olaylar dizisi gerçekleşir. Kompleks "aracı molekül - reseptör proteini" oluştuktan sonra özel bir zar proteini (G-proteini) aktive olur. Aracının bir molekülü, reseptöre bağlandığında, birçok G-protein molekülünü aktive edebilir ve bu, aracının etkisini arttırır. Bazı nöronlarda aktive olan her G-protein molekülü, bir iyon kanalı açabilirken, bazılarında ise hücre içindeki özel moleküllerin sentezini aktive edebilir. ikincil aracılar.İkincil haberciler, örneğin bir proteinin sentezi ile ilişkili hücrede birçok biyokimyasal reaksiyonu tetikleyebilir, bu durumda elektrik potansiyeli nöron zarında oluşmaz.

Başka aracılar da var. Beyinde, adı altında birleştirilen tüm bir madde grubu aracı olarak “çalışır”. Biyojenik aminler. Geçen yüzyılın ortalarında İngiliz doktor Parkinson, kendini titreyen felç olarak gösteren bir hastalığı tanımladı. Bu şiddetli acı, hastanın beynindeki sinapslarında (uçlarında) salgılanan nöronların yıkımından kaynaklanır. dopamin - biyojenik aminler grubundan madde. Bu nöronların gövdeleri orta beyinde bulunur ve orada bir küme oluşturur. siyah madde. Araştırma son yıllar memeli beynindeki dopaminin de birkaç tip reseptöre sahip olduğunu gösterdi (şu anda altı tip bilinmektedir). Biyojenik aminler grubundan başka bir madde - serotonin (5-hidroksitriptamin için başka bir isim) - ilk önce kan basıncında (vazokonstriktör) bir artışa yol açmanın bir yolu olarak biliniyordu. Lütfen bunun adına yansıdığını unutmayın. Ancak beyindeki serotonin tükenmesinin kronik uykusuzluğa yol açtığı ortaya çıktı. Hayvanlar üzerinde yapılan deneylerde, anatomide beyin sapı olarak bilinen özel çekirdeklerin beyin sapında (beynin arka kısımlarında) yıkıma uğradığı bulunmuştur. dikiş çekirdeği, kronik uykusuzluğa ve bu hayvanların daha fazla ölümüne yol açar. biyokimyasal araştırma rafe çekirdeklerinin nöronlarının serotonin içerdiğini buldu. Kronik uykusuzluk çeken hastalarda, beyindeki serotonin konsantrasyonunda da bir azalma bulundu.

Biyojenik aminler, otonom sinir sisteminin nöronlarının sinapslarında bulunan epinefrin ve noradrenalini de içerir. Stres sırasında, özel bir hormonun etkisi altında - adrenokortikotropik (daha fazla ayrıntı için aşağıya bakın), adrenalin ve noradrenalin de adrenal korteks hücrelerinden kana salınır.

Yukarıdan, fonksiyonlarda hangi değerin olduğu açıktır. gergin sistem aracılar oynuyor. Sinapsa bir sinir impulsunun gelmesine yanıt olarak, bir nörotransmitter salınır; aracı moleküller, iyon kanalının açılmasına veya hücre içi reaksiyonların aktivasyonuna yol açan postsinaptik zarın reseptörleri ile (tamamlayıcı - “kilidin anahtarı” gibi) bağlanır. Yukarıda tartışılan sinaptik iletim örnekleri bu şema ile tamamen uyumludur. Bununla birlikte, son yıllarda yapılan araştırmalar sayesinde, bu oldukça basit kimyasal sinaptik iletim şeması çok daha karmaşık hale geldi. İmmünokimyasal yöntemlerin ortaya çıkışı, daha önce varsayıldığı gibi, birkaç aracı grubunun tek bir sinapsta değil, bir arada var olabileceğini göstermeyi mümkün kıldı. Örneğin, asetilkolin ve norepinefrin içeren sinaptik veziküller aynı anda elektronik fotoğraflarda kolayca tanımlanabilen bir sinaptik uçta olabilir (asetilkolin yaklaşık 50 nm çapında şeffaf veziküllerde bulunur ve norepinefrin elektron yoğun veziküllerde bulunur) 200 nm çapa kadar). Klasik aracılara ek olarak, sinaptik sonlanmada bir veya daha fazla nöropeptit mevcut olabilir. Sinapsta bulunan maddelerin sayısı 5-6'ya kadar çıkabilir (bir çeşit kokteyl). Ayrıca, bir sinapsın aracı özgüllüğü, ontojeni sırasında değişebilir. Örneğin, memelilerde ter bezlerini innerve eden sempatik gangliyonlardaki nöronlar başlangıçta noradrenerjiktir, ancak yetişkin hayvanlarda kolinerjik hale gelir.

Şu anda, aracı maddeleri sınıflandırırken, şunları ayırt etmek gelenekseldir: birincil aracılar, eşlik eden aracılar, aracı-modülatörler ve allosterik aracılar. Birincil aracılar, postsinaptik zarın reseptörleri üzerinde doğrudan etki yapanlar olarak kabul edilir. İlişkili aracılar ve aracı modülatörler, örneğin birincil aracı için reseptörü fosforile eden bir dizi enzimatik reaksiyonu tetikleyebilir. Allosterik aracılar, birincil aracının reseptörleri ile işbirliğine dayalı etkileşim süreçlerine katılabilir.

Uzun bir süre, anatomik bir adrese sinaptik bir aktarım örnek olarak alındı ​​(“noktadan noktaya” ilkesi). Son yıllardaki keşifler, özellikle nöropeptitlerin aracı işlevi, kimyasal bir adrese iletim ilkesinin sinir sisteminde de mümkün olduğunu göstermiştir. Başka bir deyişle, belirli bir sondan salınan bir aracı, yalnızca "kendi" postsinaptik zarı üzerinde değil, aynı zamanda bu sinapsın dışında - ilgili reseptörlere sahip diğer nöronların zarları üzerinde de hareket edebilir. Böylece fizyolojik tepki, tam anatomik temas ile değil, hedef hücre üzerinde karşılık gelen reseptörün varlığı ile sağlanır. Aslında, bu ilke endokrinolojide uzun zamandır bilinmektedir ve son araştırmalar daha yaygın olarak kullanıldığını bulmuştur.

Postsinaptik zardaki bilinen tüm kemoreseptör tipleri iki gruba ayrılır. Bir grup, aracı moleküller "tanıyan" merkeze bağlandığında açılan bir iyon kanalı içeren alıcıları içerir. İkinci grubun reseptörleri (metabotropik reseptörler), iyon kanalını dolaylı olarak (bir biyokimyasal reaksiyon zinciri yoluyla), özellikle özel hücre içi proteinlerin aktivasyonu yoluyla açar.

En yaygın olanlardan biri, biyojenik aminler grubuna ait aracılardır. Bu arabulucu grubu, mikrohistolojik yöntemlerle oldukça güvenilir bir şekilde tanımlanır. İki grup biyojenik amin bilinmektedir: katekolaminler (dopamin, norepinefrin ve adrenalin) ve indolamin (serotonin). Biyojenik aminlerin vücuttaki işlevleri çok çeşitlidir: aracı, hormonal, embriyogenezin düzenlenmesi.

Noradrenerjik aksonların ana kaynağı, locus coeruleus'un nöronları ve orta beynin bitişik bölgeleridir (Şekil 2.14). Bu nöronların aksonları beyin sapı, beyincik ve serebral hemisferlerde yaygın olarak dağılmıştır. Medulla oblongata'da, retiküler oluşumun ventrolateral çekirdeğinde büyük bir noradrenerjik nöron kümesi bulunur. Diensefalonda (hipotalamus), noradrenerjik nöronlar, dopaminerjik nöronlarla birlikte hipotalamik-hipofiz sisteminin bir parçasıdır. Noradrenerjik nöronlar sinir periferik sisteminde çok sayıda bulunur. Vücutları sempatik zincirde ve bazı intramural ganglionlarda bulunur.

Memelilerde dopaminerjik nöronlar esas olarak orta beyinde (nigro-neostriatal sistem olarak adlandırılır) ve ayrıca hipotalamik bölgede bulunur. Memeli beyninin dopamin devreleri iyi çalışılmıştır. Üç ana devre bilinmektedir, hepsi tek nöronlu bir devreden oluşmaktadır. Nöronların gövdeleri beyin sapındadır ve aksonları beynin diğer bölgelerine gönderir (Şekil 2.15).

Bir devre çok basittir. Nöronun gövdesi hipotalamusta bulunur ve hipofiz bezine kısa bir akson gönderir. Bu yol hipotalamik-hipofiz sisteminin bir parçasıdır ve endokrin bez sistemini kontrol eder.

İkinci dopamin sistemi de iyi çalışılmıştır. Bu, birçok hücresi dopamin içeren siyah bir maddedir. Bu nöronların aksonları, striatum. Bu sistem beyindeki dopaminin yaklaşık 3/4'ünü içerir. Tonik hareketlerin düzenlenmesinde çok önemlidir. Bu sistemdeki dopamin eksikliği Parkinson hastalığına yol açar. Bu hastalıkta, önemli nigra nöronlarının ölümünün meydana geldiği bilinmektedir. L-DOPA'nın (bir dopamin öncüsü) kullanıma girmesi, hastalarda hastalığın bazı semptomlarını hafifletir.

Üçüncü dopaminerjik sistem, şizofreni ve diğer bazı akıl hastalıklarının ortaya çıkmasında rol oynar. Yolların kendileri iyi bilinmesine rağmen, bu sistemin işlevleri henüz yeterince çalışılmamıştır. Nöronların gövdeleri, orta beyinde, substantia nigra'nın yanında bulunur. Aksonları beynin, serebral korteksin ve limbik sistemin üzerindeki yapılara, özellikle frontal kortekse, septal bölgeye ve entorinal kortekse yansıtırlar. Entorinal korteks ise hipokampusa yapılan projeksiyonların ana kaynağıdır.

Şizofreninin dopamin hipotezine göre bu hastalıkta üçüncü dopaminerjik sistem aşırı aktiftir. Bu fikirler, hastalığın bazı semptomlarını hafifleten maddelerin keşfinden sonra ortaya çıktı. Örneğin, klorpromazin ve haloperidol farklı kimyasal yapıya sahiptir, ancak beynin dopaminerjik sisteminin aktivitesini ve bazı şizofreni semptomlarının tezahürünü eşit olarak bastırırlar. Bir yıl boyunca bu ilaçlarla tedavi gören şizofreni hastalarında tardif diskinezi adı verilen hareket bozuklukları gelişir (ağız kasları dahil olmak üzere yüz kaslarının hastanın kontrol edemediği tekrarlayan tuhaf hareketleri).

Serotonin, bir serum vazokonstriktör faktörü (1948) ve bağırsak mukozasının enterokromafin hücreleri tarafından salgılanan enteramin olarak neredeyse aynı anda keşfedildi. 1951'de serotoninin kimyasal yapısı deşifre edildi ve yeni bir isim aldı - 5-hidroksitriptamin. Memelilerde, amino asit triptofanın hidroksilasyonu ve ardından dekarboksilasyon ile oluşturulur. Serotoninin %90'ı vücutta tüm sindirim sisteminin mukoza zarındaki enterokromaffin hücreleri tarafından oluşturulur. Hücre içi serotonin, mitokondride bulunan monoamin oksidaz tarafından inaktive edilir. Hücre dışı boşluktaki serotonin, peruloplazmin tarafından oksitlenir. Üretilen serotoninin çoğu trombositlere bağlanır ve kan dolaşımı yoluyla vücutta taşınır. Diğer kısım, bağırsak motilitesinin otoregülasyonuna katkıda bulunan ve ayrıca bağırsak yolunda epitel salgısını ve emilimini modüle eden yerel bir hormon görevi görür.

Serotonerjik nöronlar, merkezi sinir sisteminde yaygın olarak dağılmıştır (Şekil 2.16). Medulla oblongata sütürünün dorsal ve medial çekirdeklerinde, ayrıca orta beyin ve ponsta bulunurlar. Serotonerjik nöronlar, serebral korteks, hipokampus, globus pallidus, amigdala ve hipotalamus dahil olmak üzere beynin geniş alanlarını innerve eder. Uyku sorunuyla bağlantılı olarak serotonine ilgi çekildi. Sütürün çekirdekleri yok edildiğinde hayvanlar uykusuzluk çekiyordu. Beyindeki serotonin deposunu tüketen maddeler de benzer bir etkiye sahipti.

En yüksek serotonin konsantrasyonu epifiz bezinde bulunur. Epifiz bezindeki serotonin, cilt pigmentasyonunda yer alan ve aynı zamanda birçok hayvanda dişi gonadların aktivitesini etkileyen melatonine dönüştürülür. Epifiz bezindeki hem serotonin hem de melatonin içeriği, sempatik sinir sistemi boyunca aydınlık-karanlık döngüsü tarafından kontrol edilir.

Diğer bir CNS aracı grubu amino asitlerdir. Sinir dokusunun uzun zamandır bilinmektedir. yüksek seviye metabolizma, bir dizi amino asidin (azalan sırayla listelenmiştir) önemli konsantrasyonlarını içerir: glutamik asit, glutamin, aspartik asit, gama-aminobütirik asit (GABA).

Sinir dokusundaki glutamat esas olarak glikozdan oluşur. Memelilerde glutamat, konsantrasyonunun beyin sapı ve omurilikten yaklaşık 2 kat daha yüksek olduğu telensefalon ve beyincikte en yüksektir. Omurilikte glutamat eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır: arka boynuzlarda ön olanlardan daha fazla konsantrasyondadır. Glutamat, CNS'de en bol bulunan nörotransmitterlerden biridir.

Postsinaptik glutamat reseptörleri, üç ekzojen agonist için afiniteye (afinite) göre sınıflandırılır - quisgulate, kainate ve N-metil-D-aspartat (NMDA). Quisgulate ve kainate tarafından aktive edilen iyon kanalları, nikotinik reseptörler tarafından kontrol edilen kanallara benzer - bir katyon karışımının geçmesine izin verirler. (Na + ve. K+). NMDA reseptörlerinin uyarılması karmaşık bir aktivasyon modeline sahiptir: reseptör iyon kanalı açıldığında sadece Na + ve K + tarafından değil aynı zamanda Ca ++ tarafından da taşınan iyon akımı membran potansiyeline bağlıdır. Bu kanalın voltaja bağlı doğası, membran potansiyelinin seviyesi dikkate alınarak Mg++ iyonları tarafından farklı derecelerde bloke edilmesiyle belirlenir. - 75 mV mertebesinde bir dinlenme potansiyelinde, ağırlıklı olarak hücreler arası ortamda bulunan Mg ++ iyonları, karşılık gelen membran kanalları için Ca ++ ve Na + iyonları ile rekabet eder (Şekil 2.17). Mg++ iyonunun gözenekten geçemeyeceği gerçeğinden dolayı, kanala her Mg++ iyonu girdiğinde kanal bloke olur. Bu, açık kanal süresinde ve membran iletkenliğinde bir azalmaya yol açar. Nöron zarı depolarize olursa iyon kanalını kapatan Mg++ iyonlarının sayısı azalır ve Ca++ , Na+ ve iyonları kanaldan serbestçe geçebilir. K + . Nadir uyarılarla (dinlenme potansiyeli çok az değişir), glutamaterjik reseptör EPSP, esas olarak quisgulate ve kainate reseptörlerinin aktivasyonu nedeniyle oluşur; NMDA reseptörlerinin katkısı önemsizdir. Uzamış membran depolarizasyonu (ritmik stimülasyon) ile magnezyum bloğu çıkarılır ve NMDA kanalları Ca ++, Na + ve iyonları iletmeye başlar. K + . Ca++ iyonları minPSP'yi ikinci haberciler aracılığıyla güçlendirebilir (geliştirebilir), bu da örneğin sinaptik iletkenlikte saatler ve hatta günler süren uzun vadeli bir artışa yol açabilir.

İnhibitör nörotransmitterlerden GABA, CNS'de en bol bulunanıdır. Varlığı bu aracının sınırlayıcı faktörü olan dekarboksilaz enzimi tarafından tek adımda L-glutamik asitten sentezlenir. Postsinaptik zarda iki tip GABA reseptörü vardır: GABA (klorür iyonları için kanallar açar) ve GABA (hücre tipine bağlı olarak K+ veya Ca++ için kanallar açar). Şek. 2.18, bir GABA reseptörünün bir diyagramını göstermektedir. Varlığı küçük (gündüz) sakinleştiricilerin (seduxen, tazepam, vb.) Etkisini açıklayan bir benzodiazepin reseptörü içermesi ilginçtir. Aracının GABA sinapslarındaki etkisinin sona ermesi, yeniden emilim ilkesine göre gerçekleşir (arabulucu moleküller, sinaptik yarıktan nöronun sitoplazmasına özel bir mekanizma tarafından emilir). GABA antagonistlerinden bicuculin iyi bilinmektedir. Kan-beyin bariyerini iyi geçer, küçük dozlarda bile vücut üzerinde güçlü bir etkiye sahiptir, kasılmalara ve ölüme neden olur. GABA, beyincikte (Purkinje hücreleri, Golgi hücreleri, sepet hücreleri), hipokampusta (sepet hücreleri), koku soğancığı ve önemli nigradaki bir dizi nöronda bulunur.

GABA, birçok vücut dokusunda metabolizmanın ortak bir katılımcısı olduğundan, beyin GABA devrelerinin tanımlanması zordur. Metabolik GABA, molekülleri kimyasal olarak aynı olmasına rağmen aracı olarak kullanılmaz. GABA, dekarboksilaz enzimi tarafından belirlenir. Yöntem, hayvanlarda dekarboksilaz antikorlarının elde edilmesine dayanır (antikorlar çıkarılır, etiketlenir ve dekarboksilaz'a bağlandıkları beyne enjekte edilir).

Bilinen bir başka inhibitör aracı madde glisindir. Glisinerjik nöronlar esas olarak omurilik ve medulla oblongata'da bulunur. Bu hücrelerin inhibitör internöronlar olarak hareket ettiğine inanılmaktadır.

Asetilkolin, incelenen ilk aracılardan biridir. Sinir periferik sisteminde son derece yaygındır. Bir örnek, omuriliğin motor nöronları ve kraniyal sinirlerin çekirdeklerinin nöronlarıdır. Tipik olarak, beyindeki kolinerjik devreler, kolinesteraz enziminin varlığı ile belirlenir. Beyinde, kolinerjik nöronların gövdeleri, septumun çekirdeğinde, diyagonal demetin çekirdeğinde (Broca) ve bazal çekirdeklerde bulunur. Nöroanatomistler, bu nöron gruplarının aslında bir kolinerjik nöron popülasyonu oluşturduğuna inanırlar: pedik beynin çekirdeği, çekirdek bazalis (ön beynin bazal kısmında bulunur) (Şekil 2.19). Karşılık gelen nöronların aksonları, özellikle ön beyin yapılarına yansıtılır. yeni ağaç kabuğu ve hipokampus. Her iki tip asetilkolin reseptörü (muskarinik ve nikotinik) burada meydana gelir, ancak muskarinik reseptörlerin daha rostral yerleşimli beyin yapılarında baskın olduğu düşünülür. Son verilere göre, asetilkolin sisteminin, belleğin katılımını gerektiren daha yüksek bütünleştirici işlevlerle ilişkili süreçlerde önemli bir rol oynadığı görülüyor. Örneğin, Alzheimer hastalığından ölen hastaların beyinlerinde, bazal nükleusta büyük miktarda kolinerjik nöron kaybı olduğu gösterilmiştir.

Aracılar (lat. aracı - aracı) - uyarmanın sinirden organlara ve bir nörondan diğerine aktarılmasının gerçekleştirildiği maddeler.

Sinir etkisinin (sinir uyarılarının) kimyasal aracılarının sistematik çalışmaları, Levi'nin (O. Loewi) klasik deneyleriyle başladı.

Daha sonraki çalışmalar, Levy'nin kalp üzerindeki deneylerinin sonuçlarını doğruladı ve sadece kalpte değil, diğer organlarda da parasempatik sinirlerin etkilerini aracı asetilkolin (bkz.) ve sempatik sinirler - arabulucu norepinefrin aracılığıyla uyguladıklarını gösterdi. Ayrıca somatik sinir sisteminin impulslarını asetilkolin aracısının katılımıyla iskelet kaslarına ilettiği tespit edilmiştir.

Aracılar aracılığıyla, sinir uyarıları ayrıca periferik ganglionlarda ve merkezi sinir sisteminde bir nörondan diğerine iletilir.
Dale (N. Dale), arabulucunun kimyasal doğasına dayanarak, sinir sistemini kolinerjik (aracı asetilkolin ile) ve adrenerjik (aracı norepinefrin ile) olarak ayırır. Kolinerjik, postganglionik parasempatik sinirleri, preganglionik parasempatik ve sempatik sinirleri ve iskelet kaslarının motor sinirlerini içerir; adrenerjik - postganglionik sempatik sinirlerin çoğu. Sempatik vazodilatör ve ter bezi sinirleri kolinerjik görünmektedir. CNS'de hem kolinerjik hem de adrenerjik nöronlar bulundu.

Sorular yoğun bir şekilde incelenmeye devam ediyor: sinir sistemi aktivitesinde sadece iki kimyasal aracıyla sınırlı mı - asetilkolin ve norepinefrin; hangi arabulucular inhibisyon sürecinin gelişimini belirler. Sempatik sinir sisteminin periferik kısmı ile ilgili olarak, organların aktivitesi üzerindeki engelleyici etkinin adrenalin yoluyla gerçekleştirildiğine (bkz.) ve uyarıcı etkinin norepinefrin olduğuna dair kanıtlar vardır. Flory (E. Florey), memelilerin CNS'sinden, muhtemelen bir inhibitör aracı içeren faktör J olarak adlandırdığı inhibitör bir madde çıkardı. Faktör J, beynin gri maddesinde, motor fonksiyonların korelasyonu ve entegrasyonu ile ilişkili merkezlerde bulunur. Aminohidroksibütirik asit ile aynıdır. Omuriliğe faktör J uygulandığında refleks reaksiyonların inhibisyonu gelişir, özellikle tendon refleksleri bloke olur.

Omurgasızlardaki bazı sinapslarda, gama-aminobütirik asit inhibitör aracı rolü oynar.

Bazı yazarlar, arabulucu işlevini serotonine atfetmeye çalışırlar. Serotonin konsantrasyonu hipotalamusta, orta beyinde ve omuriliğin gri maddesinde yüksek, serebral hemisferlerde, beyincikte, dorsal ve ventral köklerde daha düşüktür. Serotoninin sinir sistemindeki dağılımı, norepinefrin ve adrenalin dağılımı ile örtüşür.

Bununla birlikte, sinir sisteminin sinir hücrelerinden yoksun bölümlerinde serotonin varlığı, bu maddenin aracı işleviyle ilgili olmadığını düşündürür.

Aracılar esas olarak nöron gövdesinde sentezlenir, ancak birçok yazar aksonal sonlarda aracıların ek sentezi olasılığını kabul eder. Sinir hücresinin gövdesinde sentezlenen arabulucu, akson boyunca uçlarına taşınır, burada arabulucu, uyarıcı organa uyarma iletme ana işlevini gerçekleştirir. Aracı ile birlikte, sentezini sağlayan enzimler de akson boyunca taşınır (örneğin, asetilkolini sentezleyen kolin asetilaz). Presinaptik sinir uçlarında salınan arabulucu, sinaptik boşluktan postsinaptik zara yayılır ve yüzeyinde, hücre zarı üzerinde uyarıcı (depolarizan) veya engelleyici (hiperpolarize edici) etkiye sahip olan spesifik bir kemoreseptör maddeye bağlanır. postsinaptik hücre (bkz. Sinaps). Burada aracı, ilgili enzimlerin etkisi altında yok edilir. Asetilkolin, kolinesteraz, norepinefrin ve adrenalin tarafından - esas olarak monoamin oksidaz tarafından - parçalanır.

Böylece bu enzimler, aracının etki süresini ve komşu yapılara yayılma derecesini düzenler.

Ayrıca bkz. Uyarma, Nörohumoral düzenleme.

Yukarıdakilerden, aracıların sinir sisteminin işlevlerinde hangi rolü oynadığı açıktır. Sinapsa bir sinir impulsunun gelmesine yanıt olarak, bir nörotransmitter salınır; aracı moleküller, iyon kanalının açılmasına veya hücre içi reaksiyonların aktivasyonuna yol açan postsinaptik zarın reseptörleri ile (tamamlayıcı - “kilidin anahtarı” gibi) bağlanır. Yukarıda tartışılan sinaptik iletim örnekleri bu şema ile tamamen uyumludur. Bununla birlikte, son yıllarda yapılan araştırmalar sayesinde, bu oldukça basit kimyasal sinaptik iletim şeması çok daha karmaşık hale geldi. İmmünokimyasal yöntemlerin ortaya çıkışı, daha önce varsayıldığı gibi, birkaç aracı grubunun tek bir sinapsta değil, bir arada var olabileceğini göstermeyi mümkün kıldı. Örneğin, asetilkolin ve norepinefrin içeren sinaptik veziküller aynı anda elektronik fotoğraflarda kolayca tanımlanabilen bir sinaptik uçta olabilir (asetilkolin yaklaşık 50 nm çapında şeffaf veziküllerde bulunur ve norepinefrin elektron yoğun veziküllerde bulunur) 200 nm çapa kadar). Klasik aracılara ek olarak, sinaptik sonlanmada bir veya daha fazla nöropeptit mevcut olabilir. Sinapsta bulunan maddelerin sayısı 5-6'ya kadar çıkabilir (bir çeşit kokteyl). Ayrıca, bir sinapsın aracı özgüllüğü, ontojeni sırasında değişebilir. Örneğin, memelilerde ter bezlerini innerve eden sempatik gangliyonlardaki nöronlar başlangıçta noradrenerjiktir, ancak yetişkin hayvanlarda kolinerjik hale gelir.

Şu anda, aracı maddeleri sınıflandırırken, şunları ayırt etmek gelenekseldir: birincil aracılar, eşlik eden aracılar, aracı-modülatörler ve allosterik aracılar. Birincil aracılar, postsinaptik zarın reseptörleri üzerinde doğrudan etki yapanlar olarak kabul edilir. İlişkili aracılar ve aracı modülatörler, örneğin birincil aracı için reseptörü fosforile eden bir dizi enzimatik reaksiyonu tetikleyebilir. Allosterik aracılar, birincil aracının reseptörleri ile işbirliğine dayalı etkileşim süreçlerine katılabilir.

Uzun bir süre, anatomik bir adrese sinaptik bir aktarım örnek olarak alındı ​​(“noktadan noktaya” ilkesi). Son yıllardaki keşifler, özellikle nöropeptitlerin aracı işlevi, kimyasal bir adrese iletim ilkesinin sinir sisteminde de mümkün olduğunu göstermiştir. Başka bir deyişle, belirli bir sondan salınan bir aracı, yalnızca "kendi" postsinaptik zarı üzerinde değil, aynı zamanda bu sinapsın dışında - ilgili reseptörlere sahip diğer nöronların zarları üzerinde de hareket edebilir. Böylece fizyolojik tepki, tam anatomik temas ile değil, hedef hücre üzerinde karşılık gelen reseptörün varlığı ile sağlanır. Aslında, bu ilke endokrinolojide uzun zamandır bilinmektedir ve son araştırmalar daha yaygın olarak kullanıldığını bulmuştur.

Postsinaptik zardaki bilinen tüm kemoreseptör tipleri iki gruba ayrılır. Bir grup, aracı moleküller "tanıyan" merkeze bağlandığında açılan bir iyon kanalı içeren alıcıları içerir. İkinci grubun reseptörleri (metabotropik reseptörler), iyon kanalını dolaylı olarak (bir biyokimyasal reaksiyon zinciri yoluyla), özellikle özel hücre içi proteinlerin aktivasyonu yoluyla açar.

En yaygın olanlardan biri, biyojenik aminler grubuna ait aracılardır. Bu arabulucu grubu, mikrohistolojik yöntemlerle oldukça güvenilir bir şekilde tanımlanır. İki grup biyojenik amin bilinmektedir: katekolaminler (dopamin, norepinefrin ve adrenalin) ve indolamin (serotonin). Biyojenik aminlerin vücuttaki işlevleri çok çeşitlidir: aracı, hormonal, embriyogenezin düzenlenmesi.

Noradrenerjik aksonların ana kaynağı, locus coeruleus'un nöronları ve orta beynin bitişik bölgeleridir (Şekil 2.14). Bu nöronların aksonları beyin sapı, beyincik ve serebral hemisferlerde yaygın olarak dağılmıştır. Medulla oblongata'da, retiküler oluşumun ventrolateral çekirdeğinde büyük bir noradrenerjik nöron kümesi bulunur. Diensefalonda (hipotalamus), noradrenerjik nöronlar, dopaminerjik nöronlarla birlikte hipotalamik-hipofiz sisteminin bir parçasıdır. Noradrenerjik nöronlar sinir periferik sisteminde çok sayıda bulunur. Vücutları sempatik zincirde ve bazı intramural ganglionlarda bulunur.

Memelilerde dopaminerjik nöronlar esas olarak orta beyinde (nigro-neostriatal sistem olarak adlandırılır) ve ayrıca hipotalamik bölgede bulunur. Memeli beyninin dopamin devreleri iyi çalışılmıştır. Üç ana devre bilinmektedir, hepsi tek nöronlu bir devreden oluşmaktadır. Nöronların gövdeleri beyin sapındadır ve aksonları beynin diğer bölgelerine gönderir (Şekil 2.15).

Bir devre çok basittir. Nöronun gövdesi hipotalamusta bulunur ve hipofiz bezine kısa bir akson gönderir. Bu yol hipotalamik-hipofiz sisteminin bir parçasıdır ve endokrin bez sistemini kontrol eder.

İkinci dopamin sistemi de iyi çalışılmıştır. Bu, birçok hücresi dopamin içeren siyah bir maddedir. Bu nöronların aksonları striatuma projekte olur. Bu sistem beyindeki dopaminin yaklaşık 3/4'ünü içerir. Tonik hareketlerin düzenlenmesinde çok önemlidir. Bu sistemdeki dopamin eksikliği Parkinson hastalığına yol açar. Bu hastalıkta, önemli nigra nöronlarının ölümünün meydana geldiği bilinmektedir. L-DOPA'nın (bir dopamin öncüsü) kullanıma girmesi, hastalarda hastalığın bazı semptomlarını hafifletir.

Üçüncü dopaminerjik sistem, şizofreni ve diğer bazı akıl hastalıklarının ortaya çıkmasında rol oynar. Yolların kendileri iyi bilinmesine rağmen, bu sistemin işlevleri henüz yeterince çalışılmamıştır. Nöronların gövdeleri, orta beyinde, substantia nigra'nın yanında bulunur. Aksonları beynin, serebral korteksin ve limbik sistemin üzerindeki yapılara, özellikle frontal kortekse, septal bölgeye ve entorinal kortekse yansıtırlar. Entorinal korteks ise hipokampusa yapılan projeksiyonların ana kaynağıdır.

Şizofreninin dopamin hipotezine göre bu hastalıkta üçüncü dopaminerjik sistem aşırı aktiftir. Bu fikirler, hastalığın bazı semptomlarını hafifleten maddelerin keşfinden sonra ortaya çıktı. Örneğin, klorpromazin ve haloperidol farklı kimyasal yapıya sahiptir, ancak beynin dopaminerjik sisteminin aktivitesini ve bazı şizofreni semptomlarının tezahürünü eşit olarak bastırırlar. Bir yıl boyunca bu ilaçlarla tedavi gören şizofreni hastalarında tardif diskinezi adı verilen hareket bozuklukları gelişir (ağız kasları dahil olmak üzere yüz kaslarının hastanın kontrol edemediği tekrarlayan tuhaf hareketleri).

Serotonin, bir serum vazokonstriktör faktörü (1948) ve bağırsak mukozasının enterokromafin hücreleri tarafından salgılanan enteramin olarak neredeyse aynı anda keşfedildi. 1951'de serotoninin kimyasal yapısı deşifre edildi ve yeni bir isim aldı - 5-hidroksitriptamin. Memelilerde, amino asit triptofanın hidroksilasyonu ve ardından dekarboksilasyon ile oluşturulur. Serotoninin %90'ı vücutta tüm sindirim sisteminin mukoza zarındaki enterokromaffin hücreleri tarafından oluşturulur. Hücre içi serotonin, mitokondride bulunan monoamin oksidaz tarafından inaktive edilir. Hücre dışı boşluktaki serotonin, peruloplazmin tarafından oksitlenir. Üretilen serotoninin çoğu trombositlere bağlanır ve kan dolaşımı yoluyla vücutta taşınır. Diğer kısım, bağırsak motilitesinin otoregülasyonuna katkıda bulunan ve ayrıca bağırsak yolunda epitel salgısını ve emilimini modüle eden yerel bir hormon görevi görür.

Serotonerjik nöronlar, merkezi sinir sisteminde yaygın olarak dağılmıştır (Şekil 2.16). Medulla oblongata sütürünün dorsal ve medial çekirdeklerinde, ayrıca orta beyin ve ponsta bulunurlar. Serotonerjik nöronlar, serebral korteks, hipokampus, globus pallidus, amigdala ve hipotalamus dahil olmak üzere beynin geniş alanlarını innerve eder. Uyku sorunuyla bağlantılı olarak serotonine ilgi çekildi. Sütürün çekirdekleri yok edildiğinde hayvanlar uykusuzluk çekiyordu. Beyindeki serotonin deposunu tüketen maddeler de benzer bir etkiye sahipti.

En yüksek serotonin konsantrasyonu epifiz bezinde bulunur. Epifiz bezindeki serotonin, cilt pigmentasyonunda yer alan ve aynı zamanda birçok hayvanda dişi gonadların aktivitesini etkileyen melatonine dönüştürülür. Epifiz bezindeki hem serotonin hem de melatonin içeriği, sempatik sinir sistemi boyunca aydınlık-karanlık döngüsü tarafından kontrol edilir.

Diğer bir CNS aracı grubu amino asitlerdir. Yüksek metabolik hızı ile sinir dokusunun önemli konsantrasyonlarda bir dizi amino asit (azalan sırada listelenmiştir) içerdiği uzun zamandır bilinmektedir: glutamik asit, glutamin, aspartik asit, gama-aminobütirik asit (GABA).

Sinir dokusundaki glutamat esas olarak glikozdan oluşur. Memelilerde glutamat, konsantrasyonunun beyin sapı ve omurilikten yaklaşık 2 kat daha yüksek olduğu telensefalon ve beyincikte en yüksektir. Omurilikte glutamat eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır: arka boynuzlarda ön olanlardan daha fazla konsantrasyondadır. Glutamat, CNS'de en bol bulunan nörotransmitterlerden biridir.

Postsinaptik glutamat reseptörleri, üç ekzojen agonist için afiniteye (afinite) göre sınıflandırılır - quisgulate, kainate ve N-metil-D-aspartat (NMDA). Quisgulate ve kainate tarafından aktive edilen iyon kanalları, nikotinik reseptörler tarafından kontrol edilen kanallara benzer - bir katyon karışımının geçmesine izin verirler. (Na + ve. K+). NMDA reseptörlerinin uyarılması karmaşık bir aktivasyon modeline sahiptir: reseptör iyon kanalı açıldığında sadece Na + ve K + tarafından değil aynı zamanda Ca ++ tarafından da taşınan iyon akımı membran potansiyeline bağlıdır. Bu kanalın voltaja bağlı doğası, membran potansiyelinin seviyesi dikkate alınarak Mg++ iyonları tarafından farklı derecelerde bloke edilmesiyle belirlenir. - 75 mV mertebesinde bir dinlenme potansiyelinde, ağırlıklı olarak hücreler arası ortamda bulunan Mg ++ iyonları, karşılık gelen membran kanalları için Ca ++ ve Na + iyonları ile rekabet eder (Şekil 2.17). Mg++ iyonunun gözenekten geçemeyeceği gerçeğinden dolayı, kanala her Mg++ iyonu girdiğinde kanal bloke olur. Bu, açık kanal süresinde ve membran iletkenliğinde bir azalmaya yol açar. Nöron zarı depolarize olursa iyon kanalını kapatan Mg++ iyonlarının sayısı azalır ve Ca++ , Na+ ve iyonları kanaldan serbestçe geçebilir. K + . Nadir uyarılarla (dinlenme potansiyeli çok az değişir), glutamaterjik reseptör EPSP, esas olarak quisgulate ve kainate reseptörlerinin aktivasyonu nedeniyle oluşur; NMDA reseptörlerinin katkısı önemsizdir. Uzamış membran depolarizasyonu (ritmik stimülasyon) ile magnezyum bloğu çıkarılır ve NMDA kanalları Ca ++, Na + ve iyonları iletmeye başlar. K + . Ca++ iyonları minPSP'yi ikinci haberciler aracılığıyla güçlendirebilir (geliştirebilir), bu da örneğin sinaptik iletkenlikte saatler ve hatta günler süren uzun vadeli bir artışa yol açabilir.

İnhibitör nörotransmitterlerden GABA, CNS'de en bol bulunanıdır. Varlığı bu aracının sınırlayıcı faktörü olan dekarboksilaz enzimi tarafından tek adımda L-glutamik asitten sentezlenir. Postsinaptik zarda iki tip GABA reseptörü vardır: GABA (klorür iyonları için kanallar açar) ve GABA (hücre tipine bağlı olarak K+ veya Ca++ için kanallar açar). Şek. 2.18, bir GABA reseptörünün bir diyagramını göstermektedir. Varlığı küçük (gündüz) sakinleştiricilerin (seduxen, tazepam, vb.) Etkisini açıklayan bir benzodiazepin reseptörü içermesi ilginçtir. Aracının GABA sinapslarındaki etkisinin sona ermesi, yeniden emilim ilkesine göre gerçekleşir (arabulucu moleküller, sinaptik yarıktan nöronun sitoplazmasına özel bir mekanizma tarafından emilir). GABA antagonistlerinden bicuculin iyi bilinmektedir. Kan-beyin bariyerini iyi geçer, küçük dozlarda bile vücut üzerinde güçlü bir etkiye sahiptir, kasılmalara ve ölüme neden olur. GABA, beyincikte (Purkinje hücreleri, Golgi hücreleri, sepet hücreleri), hipokampusta (sepet hücreleri), koku soğancığı ve önemli nigradaki bir dizi nöronda bulunur.

GABA, birçok vücut dokusunda metabolizmanın ortak bir katılımcısı olduğundan, beyin GABA devrelerinin tanımlanması zordur. Metabolik GABA, molekülleri kimyasal olarak aynı olmasına rağmen aracı olarak kullanılmaz. GABA, dekarboksilaz enzimi tarafından belirlenir. Yöntem, hayvanlarda dekarboksilaz antikorlarının elde edilmesine dayanır (antikorlar çıkarılır, etiketlenir ve dekarboksilaz'a bağlandıkları beyne enjekte edilir).

Bilinen bir başka inhibitör aracı madde glisindir. Glisinerjik nöronlar esas olarak omurilik ve medulla oblongata'da bulunur. Bu hücrelerin inhibitör internöronlar olarak hareket ettiğine inanılmaktadır.

Asetilkolin, incelenen ilk aracılardan biridir. Sinir periferik sisteminde son derece yaygındır. Bir örnek, omuriliğin motor nöronları ve kraniyal sinirlerin çekirdeklerinin nöronlarıdır. Tipik olarak, beyindeki kolinerjik devreler, kolinesteraz enziminin varlığı ile belirlenir. Beyinde, kolinerjik nöronların gövdeleri, septumun çekirdeğinde, diyagonal demetin çekirdeğinde (Broca) ve bazal çekirdeklerde bulunur. Nöroanatomistler, bu nöron gruplarının aslında bir kolinerjik nöron popülasyonu oluşturduğuna inanırlar: pedik beynin çekirdeği, çekirdek bazalis (ön beynin bazal kısmında bulunur) (Şekil 2.19). Karşılık gelen nöronların aksonları, ön beyin yapılarına, özellikle neokorteks ve hipokampusa yansır. Her iki tip asetilkolin reseptörü (muskarinik ve nikotinik) burada meydana gelir, ancak muskarinik reseptörlerin daha rostral yerleşimli beyin yapılarında baskın olduğu düşünülür. Son verilere göre, asetilkolin sisteminin, belleğin katılımını gerektiren daha yüksek bütünleştirici işlevlerle ilişkili süreçlerde önemli bir rol oynadığı görülüyor. Örneğin, Alzheimer hastalığından ölen hastaların beyinlerinde, bazal nükleusta büyük miktarda kolinerjik nöron kaybı olduğu gösterilmiştir.

Arabulucu - Arabulucuya bakın. * * * (lat. aracı - aracı) - uyarmanın bir sinir hücresinden diğerine bir sinaps (bkz.) veya bir nörondan bir yürütme organına (kas, bez, vb.) aktarılmasında rol oynayan biyolojik olarak aktif bir madde.

Aracılar - sinapsta uyarmanın iletilmesine neden olan aktif kimyasallar (bkz.). Küçük veziküller (veziküller) şeklindeki aracılar presinaptik zar üzerinde birikir. Bir sinir impulsunun etkisi altında veziküller patlar ve içerikleri sinaptik yarığa dökülür. Postsinaptik zar üzerinde hareket eden aracılar, depolarizasyonuna neden olur (bkz. Bir organizmada en çok çalışılan ve yaygın olan aracılar asetilkolin (bkz.) ve norepinefrindir. Buna göre, uyarıları çeşitli organlara ileten tüm sinir uçları, asetilkolinin sinaptik iletimin aracısı olduğu kolinerjik ve norepinefrinin bir aracı olarak görev yaptığı adrenerjik olarak ayrılır. Kolinerjik lifler, uyarımı iskelet kaslarına ileten somatik sinir sistemi liflerini, sempatik ve parasempatik sistemlerin preganglionik liflerini ve postganglionik parasempatik lifleri içerir. Postganglionik sempatik lifler ağırlıklı olarak adrenerjiktir. Merkezi sinir sisteminde aracı olarak hem asetilkolin hem de norepinefrin, ayrıca serotonin, gama-aminobütirik asit, L-glutamat ve diğer bazı amino asitleri kullanan sinapslar vardır.

Bir sinaps, iki hücre zarı arasındaki, uyarımın sinir uçlarından uyarılabilir yapılara (bezler, kaslar, nöronlar) transferini sağlayan bir temas yeridir. Yapıya bağlı olarak, sinapslar nörosekretuar, nöromüsküler, internöronal olarak ayrılır. Sinaps 2 zardan oluşur: sinir ucunun bir parçası olan presinaptik ve uyarılabilir yapıya ait olan postsinaptik.

Bir sinapsta heyecan aktarımı, belirli kimyasallar - aracılar (bkz.) aracılığıyla gerçekleştirilir. En yaygın aracılar norepinefrin ve asetilkolindir. Sinapsın yapısı ve uyarımın iletim mekanizması fizyolojik özelliklerini belirler: 1) aracının yalnızca presinaptik zar üzerinde salınmasıyla ilişkili tek taraflı uyarım iletimi; 2) aracının yavaş salınımı ve bunun postsinaptik zar üzerindeki etkisi ile ilişkili uyarı iletiminde sinaptik gecikme, tekrarlanan uyarı geçişi ile kısaltılabilir (toplama ve kolaylaştırmanın etkisi); 3) sinaps düşük kararsızlığa ve kolay yorulma özelliğine sahiptir; 4) sinapstaki uyarma iletiminin kimyasal mekanizması, sinapsın hormonlara, ilaçlara ve zehirlere karşı yüksek hassasiyetini belirler.

26. soru Merkezi sinir inhibisyonunun türleri ve rolü.

İnhibisyon, uyarmanın inhibisyonuna veya önlenmesine yol açan lokal bir sinir sürecidir. İnhibisyon, sonucu uyarmanın sınırlandırılması veya gecikmesi olan aktif bir sinir sürecidir. Engelleyici sürecin karakteristik özelliklerinden biri, sinir yapıları boyunca aktif olarak yayılma yeteneğinin olmamasıdır.

Şu anda, merkezi sinir sisteminde iki tip inhibisyon ayırt edilir: özel inhibitör nöronların uyarılmasının (aktivasyonunun) sonucu olan merkezi (birincil) inhibisyon ve özel inhibitör yapıların katılımı olmadan gerçekleştirilen ikincil inhibisyon. uyarımın gerçekleştiği nöronlar.

Merkezi inhibisyon (birincil), merkezi sinir sisteminde meydana gelen ve eksitasyonun zayıflamasına veya önlenmesine yol açan bir sinir sürecidir. Modern kavramlara göre, merkezi inhibisyon, postsinaptik zar üzerinde inhibitör postsinaptik potansiyeller (IPSP) olarak adlandırılan özel bir elektriksel değişikliklere neden olan inhibitör aracılar (glisin, gama-aminobütirik asit) üreten inhibitör nöronların veya sinapsların etkisi ile ilişkilidir. aksonun başka bir sinir ucuyla biten presinaptik sinirin depolarizasyonu. Bu nedenle, merkezi (birincil) postsinaptik inhibisyon ve merkezi (birincil) presinaptik inhibisyon ayırt edilir.

Post-sinaptik inhibisyon (Latince post arkasında, bir şeyden sonra + Yunan sinapsis teması, bağlantı), özel presinaptik sinir uçları tarafından salgılanan spesifik inhibitör aracıların (glisin, gama-aminobütirik asit) postsinaptik membran üzerindeki etkisinin neden olduğu sinirsel bir süreçtir. Onlar tarafından salgılanan arabulucu, postsinaptik zarın özelliklerini değiştirerek, hücrenin uyarı üretme yeteneğinin baskılanmasına neden olur. Bu durumda, postsinaptik zarın K+ veya CI- iyonlarına geçirgenliğinde kısa süreli bir artış meydana gelir, bu da giriş elektrik direncinde bir azalmaya ve bir inhibitör postsinaptik potansiyelin (IPSP) oluşmasına neden olur. Afferent stimülasyona yanıt olarak IPSP'nin ortaya çıkması, zorunlu olarak, inhibe edici sürece ek bir bağlantının dahil edilmesiyle ilişkilidir - aksonal uçları bir inhibitör nörotransmitter salan bir inhibitör internöron. Engelleyici postsinaptik etkilerin özgüllüğü ilk olarak memeli motor nöronlarında incelenmiştir (D. Eccles, 1951). Daha sonra, birincil IPSP'ler, sıcak kanlı hayvanların retiküler formasyon nöronlarında, serebral kortekste, serebellumda ve talamik çekirdeklerde, spinal ve medulla oblongata'nın internöronlarında kaydedildi.

Uzuvlardan birinin fleksörlerinin merkezi uyarıldığında, ekstansörlerinin merkezinin engellendiği ve bunun tersi olduğu bilinmektedir. D. Eccles, aşağıdaki deneyde bu fenomenin mekanizmasını buldu. Afferent siniri tahriş ederek ekstansör kasını innerve eden motor nöronun uyarılmasına neden oldu.

Spinal gangliondaki afferent nörona ulaşan sinir uyarıları, omurilikteki aksonu boyunca iki şekilde gönderilir: ekstansör kası innerve eden, onu uyaran motor nörona ve kollarlar boyunca ara inhibitör nörona, Akson, fleksör kasını innerve eden motor nöronla temas ederek antagonistik kasın inhibisyonuna neden olur. Bu tip inhibisyon, antagonistik merkezlerin etkileşimi sırasında merkezi sinir sisteminin tüm seviyelerinin ara nöronlarında bulundu. Translasyonel postsinaptik inhibisyon olarak adlandırılmıştır. Bu tip inhibisyon, sinir merkezleri arasında uyarma ve inhibisyon süreçlerini koordine eder ve dağıtır.

Ters (antidromik) postsinaptik inhibisyon (Yunanca: antidromeo'nun ters yönde çalışması), kendilerine gelen sinyallerin yoğunluğunun sinir hücreleri tarafından negatif geri besleme ilkesine göre düzenlenmesi sürecidir. Sinir hücresinin akson kollaterallerinin, rolü bu akson kollaterallerini gönderen hücrede birleşen nöronları etkilemek olan özel interkalar nöronlarla (Renshaw hücreleri) sinaptik temaslar kurması gerçeğinde yatmaktadır (Şekil 87). Bu prensibe göre motor nöronların inhibisyonu gerçekleştirilir.

Bir memeli motor nöronunda bir dürtünün ortaya çıkması sadece kas liflerini aktive etmekle kalmaz, aynı zamanda akson teminatları yoluyla inhibitör Renshaw hücrelerini de aktive eder. İkincisi, motor nöronlarla sinaptik bağlantılar kurar. Bu nedenle, motor nöron ateşlemesindeki bir artış, Renshaw hücrelerinin daha fazla aktivasyonuna yol açar, bu da motor nöronların inhibisyonunun artmasına ve ateşleme sıklığının azalmasına neden olur. "Antidromik" terimi, inhibitör etkinin motor nöronlarda refleks olarak meydana gelen antidromik impulslardan kolayca kaynaklanması nedeniyle kullanılır.

Motor nöron ne kadar güçlü uyarılırsa, aksonu boyunca iskelet kaslarına o kadar güçlü impulslar gider, Renshaw hücresi o kadar yoğun bir şekilde uyarılır ve bu da motor nöronun aktivitesini baskılar. Dolayısıyla sinir sisteminde nöronları aşırı uyarılmadan koruyan bir mekanizma vardır. Postsinaptik inhibisyonun karakteristik bir özelliği, striknin ve tetanoz toksini tarafından baskılanmasıdır (bu farmakolojik maddeler uyarma süreçlerine etki etmez).

Postsinaptik inhibisyonun baskılanmasının bir sonucu olarak, merkezi sinir sisteminde uyarılmanın düzenlenmesi bozulur, uyarma merkezi sinir sistemi boyunca yayılır ("yayılır"), motor nöronların aşırı uyarılmasına ve kas gruplarının konvülsif kasılmalarına (konvülsiyonlar) neden olur. .

Retiküler inhibisyon (lat. reticularis - mesh), retiküler oluşumdan (medulla oblongata'nın dev retiküler çekirdeği) azalan impulsların etkisi altında spinal nöronlarda gelişen sinirsel bir süreçtir. Retiküler etkilerin yarattığı etkiler, motor nöronlar üzerinde gelişen tekrarlayan inhibisyona işlevsel olarak benzer. Retiküler oluşumun etkisi, fonksiyonel bağlantılarından bağımsız olarak tüm motor nöronları kapsayan kalıcı IPSP'den kaynaklanır. Bu durumda, motor nöronların tekrarlayan inhibisyonu durumunda olduğu gibi, aktiviteleri sınırlıdır. Retiküler formasyondan gelen bu aşağı doğru kontrol ile Renshaw hücreleri aracılığıyla tekrarlayan inhibisyon sistemi arasında belirli bir etkileşim vardır ve Renshaw hücreleri iki yapının sürekli inhibitör kontrolü altındadır. Retiküler oluşumun engelleyici etkisi, motor nöron aktivitesinin seviyesinin düzenlenmesinde ek bir faktördür.

Birincil inhibisyon, postsinaptik zarın özelliklerindeki değişikliklerle ilişkili olmayan, farklı nitelikteki mekanizmalardan kaynaklanabilir. Bu durumda inhibisyon presinaptik zarda meydana gelir (sinaptik ve presinaptik inhibisyon).

Sinaptik inhibisyon (Yunan sunapsis teması, bağlantı), presinaptik sinir uçları tarafından salgılanan ve salınan bir aracının postsinaptik zarın spesifik molekülleri ile etkileşimine dayanan sinirsel bir süreçtir. Aracının etkisinin uyarıcı veya engelleyici doğası, postsinaptik zarda açılan kanalların doğasına bağlıdır. CNS'de spesifik inhibitör sinapsların varlığının doğrudan kanıtı ilk olarak D. Lloyd (1941) tarafından elde edildi.

Sinaptik inhibisyonun elektrofizyolojik belirtilerine ilişkin veriler: sinaptik gecikmenin varlığı, yokluğu Elektrik alanı sinaptik sonlar alanında, sinaptik sonlanmalar tarafından salgılanan özel bir inhibitör aracının kimyasal etkisinin bir sonucu olarak düşünmek için sebep verdiler. D. Lloyd, hücre depolarizasyon durumundaysa, inhibitör aracının hiperpolarizasyona neden olduğunu, postsinaptik zarın hiperpolarizasyonunun arka planına karşı depolarizasyonuna neden olduğunu gösterdi.

Presinaptik inhibisyon (Latin prae - bir şeyin önünde + Yunan sunapsis teması, bağlantı) - özel durum sinaptik inhibitör süreçler, uyarıcı sinir uçları tarafından aracının salınmasını engelleyerek presinaptik bağlantıda bile uyarıcı sinapsların etkinliğindeki bir azalmanın bir sonucu olarak nöron aktivitesinin baskılanmasında kendini gösterir. Bu durumda, postsinaptik zarın özellikleri herhangi bir değişikliğe uğramaz. Presinaptik inhibisyon, özel inhibitör internöronlar vasıtasıyla gerçekleştirilir. Yapısal temeli, inhibitör internöronların akson terminalleri ve uyarıcı nöronların aksonal uçları tarafından oluşturulan akso-aksonal sinapslardır.

Bu durumda, inhibitör nöronun akson sonu, uyarıcı nöronun terminaline göre presimpatiktir; bu, inhibitör sonlanmaya göre postsinaptik ve onun tarafından aktive edilen sinir hücresine göre presinaptiktir. Presinaptik inhibitör aksonun uçlarında, zarlarının CI- için geçirgenliğini artırarak uyarıcı uçların depolarizasyonuna neden olan bir aracı salınır. Depolarizasyon, aksonun uyarıcı ucuna ulaşan aksiyon potansiyelinin genliğinde bir azalmaya neden olur. Sonuç olarak, aracı salınım süreci uyarıcı sinir uçları tarafından engellenir ve uyarıcı postsinaptik potansiyelin genliği azalır.

Presinaptik depolarizasyonun karakteristik bir özelliği, tek bir afferent uyarıdan sonra bile yavaş gelişme ve uzun süre (birkaç yüz milisaniye) olmasıdır.

Presinaptik inhibisyon, postsinaptik inhibisyondan farmakolojik açıdan da önemli ölçüde farklıdır. Striknin ve tetanoz toksini seyrini etkilemez. Bununla birlikte, narkotik maddeler (kloraloz, nembutal) presinaptik inhibisyonu önemli ölçüde arttırır ve uzatır. Bu tip inhibisyon, merkezi sinir sisteminin çeşitli bölümlerinde bulunur. Çoğu zaman beyin sapı ve omuriliğin yapılarında tespit edilir. Presinaptik inhibisyon mekanizmalarının ilk çalışmalarında, inhibitör etkinin nöronun somadan uzak bir noktasında gerçekleştirildiğine inanılıyordu, bu nedenle buna "uzaktan" inhibisyon deniyordu.

Afferent impulsların geldiği presinaptik terminalleri kapsayan presinaptik inhibisyonun fonksiyonel önemi, afferent impulsların sinir merkezlerine akışını sınırlamaktır. Presinaptik inhibisyon öncelikle zayıf asenkron afferent sinyalleri bloke eder ve daha güçlü olanları geçer, bu nedenle genel akıştan daha yoğun afferent impulsları yalıtmak için bir mekanizma olarak hizmet eder. Sinir merkezlerine giden tüm afferent sinyaller arasında, bu özel zaman için en önemli, en gerekli olanı öne çıktığı için, bu organizma için büyük bir adaptif öneme sahiptir. Bu sayede sinir merkezleri, bir bütün olarak sinir sistemi, daha az temel bilgilerin işlenmesinden kurtulur.

İkincil inhibisyon - uyarmanın meydana geldiği aynı sinir yapıları tarafından gerçekleştirilen inhibisyon. Bu sinir süreci, N.E.'nin eserlerinde ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. Vvedensky (1886, 1901).

Karşılıklı inhibisyon (Latin karşılıklı - karşılıklı), bir sinir hücresi grubunun uyarılmasının gerçekleştirildiği aynı afferent yolların, diğer hücre gruplarının interkalar nöronlar yoluyla inhibisyonunu sağlaması gerçeğine dayanan bir sinir sürecidir. Merkezi sinir sistemindeki karşılıklı uyarma ve inhibisyon ilişkileri, N.E. Vvedensky: Bir kurbağanın arka bacağındaki cildin tahrişi, esnemesine ve karşı tarafta esneme veya uzama inhibisyonuna neden olur. Uyarma ve inhibisyon etkileşimi, tüm sinir sisteminin ortak bir özelliğidir ve hem beyinde hem de omurilikte bulunur. Her bir doğal motor hareketin normal performansının, aynı CNS nöronları üzerindeki uyarma ve inhibisyon etkileşimine dayandığı deneysel olarak kanıtlanmıştır.

Genel merkezi inhibisyon, herhangi bir refleks aktivitesi ile gelişen ve beynin merkezleri de dahil olmak üzere neredeyse tüm merkezi sinir sistemini yakalayan bir sinir sürecidir. Genel merkezi inhibisyon, genellikle herhangi bir motor reaksiyonun ortaya çıkmasından önce kendini gösterir. Motor etkisinin olmadığı kadar küçük bir tahriş gücü ile kendini gösterebilir. Bu tip inhibisyon ilk olarak I.S. Beritov (1937). Uyaranların etkisi altında ortaya çıkabilecek diğer refleks veya davranışsal eylemlerin uyarılma konsantrasyonunu sağlar. Genel merkezi inhibisyonun yaratılmasında önemli bir rol, omuriliğin jelatinli maddesine aittir.

Bir kedinin spinal preparasyonunda jelatinimsi maddenin elektrikle uyarılmasıyla, duyu sinirlerinin tahrişinden kaynaklanan refleks reaksiyonlarının genel bir inhibisyonu meydana gelir. Genel inhibisyon, hayvanların bütünsel bir davranışsal aktivitesinin yaratılmasında ve ayrıca belirli çalışma organlarının seçici olarak uyarılmasının sağlanmasında önemli bir faktördür.

Parabiyotik inhibisyon, merkezi sinir sistemi yapılarının kararsızlığı azaldığında veya örneğin travmatik şokta olduğu gibi çok sayıda afferent yolun çok büyük bir eşzamanlı uyarılması olduğunda patolojik koşullarda gelişir.

Bazı araştırmacılar, başka bir inhibisyon tipini ayırt eder - uyarmayı takiben inhibisyon. Membranın güçlü iz hiperpolarizasyonunun (postsinaptik) bir sonucu olarak uyarım sona erdikten sonra nöronlarda gelişir.

İnhibisyon, uyarmanın neden olduğu ve başka bir uyarmanın inhibisyonu ile dışa doğru tezahür eden özel bir sinir sürecidir. Sinir hücresi ve süreçleri tarafından aktif olarak yayılabilir. Merkezi engelleme teorisi, kurbağanın bükülme refleksinin orta beynin kimyasal uyarımı tarafından engellendiğini fark eden IM Sechenov (1863) tarafından kuruldu. İnhibisyon, merkezi sinir sisteminin aktivitesinde önemli bir rol oynar, yani: reflekslerin koordinasyonunda; insan ve hayvan davranışlarında; iç organ ve sistemlerin faaliyetlerinin düzenlenmesinde; sinir hücrelerinin koruyucu fonksiyonunun uygulanmasında.

CNS'deki inhibisyon türleri

Merkezi inhibisyon, lokalizasyona göre pre- ve postsinaptik olarak dağıtılır;

polarizasyonun doğası gereği (membran yükü) - hiper ve depolarizasyonda;

engelleyici sinir devrelerinin yapısına göre - karşılıklı veya bağlantılı, ters ve yanal.

Presinaptik inhibisyon, adından da anlaşılacağı gibi, presinaptik elementlerde lokalizedir ve aksonal (presinaptik) uçlarda sinir impulsu iletiminin inhibisyonu ile ilişkilidir. Bu tür bir inhibisyonun histolojik substratı aksonal sinapslardır. Bir yerleştirme inhibitör akson, uyarıcı aksona yaklaşır ve inhibitör nörotransmiter GABA'yı serbest bırakır. Bu aracı, uyarıcı aksonun zarı olan postsinaptik zar üzerinde etki eder ve içinde depolarizasyona neden olur. Ortaya çıkan depolarizasyon, Ca2 + 'nın sinaptik yarıktan uyarıcı aksonun sonucuna girişini engeller ve böylece uyarıcı aracının sinaptik yarığa salınımında bir azalmaya, reaksiyonun inhibisyonuna yol açar. Presinaptik inhibisyon 15-20 ms sonra maksimuma ulaşır ve yaklaşık 150 ms sürer, yani postsinaptik inhibisyondan çok daha uzun sürer. Presinaptik inhibisyon, rekabetçi GABA antagonistleri olan konvülsif zehirler - biculin ve picrotoxin tarafından bloke edilir.

Postsinaptik inhibisyon (GPSP), aksonun presinaptik sonu tarafından bir inhibitör aracının salınmasından kaynaklanır; bu, temas ettiği sinir hücresinin soma ve dendritlerinin zarlarının uyarılabilirliğini azaltır veya engeller. Aksonları sinir uç hücrelerinin soma ve dendritlerinde oluşan, inhibitör aracıları serbest bırakan inhibitör nöronların varlığı ile ilişkilidir - GABA ve glisin. Bu aracıların etkisi altında, uyarıcı nöronların inhibisyonu meydana gelir. Engelleyici nöronların örnekleri, omurilikteki Renshaw hücreleri, armut biçimli nöronlar (beyincik Purkinje hücreleri), serebral korteksin yıldız hücreleri, beyin vb.

P. G. Kostyuk (1977) tarafından yapılan bir araştırma, postsinaptik inhibisyonun, K + için postsinaptik zarın geçirgenliğinde bir artışa dayanan, nöronun soma zarının birincil hiperpolarizasyonu ile ilişkili olduğunu kanıtladı. Hiperpolarizasyon sonucunda membran potansiyelinin seviyesi kritik (eşik) seviyeden uzaklaşır. Yani, artışı meydana gelir - hiperpolarizasyon. Bu nöronun inhibisyonuna yol açar. Bu tip inhibisyona hiperpolarizasyon denir.

HPSP'nin genliği ve polaritesi, nöronun kendisinin zar potansiyelinin başlangıç ​​seviyesine bağlıdır. Bu fenomenin mekanizması Cl+ ile ilişkilidir. IPSP gelişiminin başlamasıyla birlikte Cl- hücreye girer. Hücrenin içinde dışarıdan daha fazla olduğunda, glisin zara uyum sağlar ve Cl+ açık deliklerinden hücreden çıkar. Negatif yüklerin sayısını azaltır, depolarizasyon gelişir. Bu tip inhibisyona depolarizasyon denir.

Postsinaptik inhibisyon yereldir. Yavaş yavaş gelişir, toplama yeteneğine sahiptir, gerisinde refrakterlik bırakmaz. Daha duyarlı, iyi hedeflenmiş ve çok yönlü bir fren mekanizmasıdır. Özünde, bu, o sırada Ch tarafından açıklanan "merkezi engelleme" dir. S. Sherrington (1906).

İnhibitör nöronal zincirin yapısına bağlı olarak, aşağıdaki postsinaptik inhibisyon biçimleri ayırt edilir: aslında bir tür ters olan karşılıklı, ters ve yanal.

Karşılıklı (kombine) inhibisyon, örneğin, afferentlerin aktivasyonu sırasında fleksör kasların motor nöronları uyarıldığında, aynı anda (bu tarafta) aynı eklem üzerinde hareket eden ekstansör kasların motor nöronlarının inhibe edilmesi ile karakterize edilir. Bunun nedeni, kas iğciklerinden gelen afferentlerin, agonist kasların motor nöronları üzerinde uyarıcı sinapslar oluşturması ve araya giren inhibitör nöron aracılığıyla, antagonist kasların motor nöronları üzerinde inhibitör sinapslar oluşturmasıdır. Fizyolojik bir bakış açısından, bu tür bir inhibisyon çok faydalıdır çünkü eklemin hareketini ek istemli veya istemsiz kontrol olmaksızın “otomatik olarak” kolaylaştırır.

Ters frenleme. Bu durumda, bir veya daha fazla teminat, motor nöronun interkalasyonlu inhibitör nöronlarına, örneğin Renshaw hücrelerine yönlendirilen aksonlarından ayrılır. Buna karşılık, Renshaw hücreleri motor nöronlar üzerinde engelleyici sinapslar oluşturur. Motor nöronun uyarılması durumunda, Renshaw hücreleri de aktive olur, bunun sonucunda motor nöron zarının hiperpolarizasyonu meydana gelir ve aktivitesi inhibe edilir. Motor nöron ne kadar çok uyarılırsa, Renshaw hücreleri aracılığıyla somut engelleyici etkiler o kadar büyük olur. Böylece, ters postsinaptik engelleme, negatif geri besleme ilkesine göre çalışır. Bu tür bir inhibisyonun, nöronların uyarılmasının kendi kendini düzenlemesinin yanı sıra aşırı uyarılmalarını ve konvülsif reaksiyonlarını önlemek için gerekli olduğu varsayımı vardır.

Yanal inhibisyon. İnhibitör nöron zinciri, inhibitör nöronların sadece iltihaplı hücreyi değil, aynı zamanda uyarımın zayıf olduğu veya tamamen olmadığı komşu nöronları da etkilemesi ile karakterize edilir. Bu tür bir engellemeye yanal denir, çünkü oluşan engelleme bölgesi uyarılmış nörondan yanal (yanal olarak) bulunur. Kontrast olgusunu yaratarak duyu sistemlerinde özellikle önemli bir rol oynar.

Postsinaptik inhibisyon, postsinaptik membran üzerindeki inhibitör aracı (glisin) ile rekabet eden strikninin eklenmesiyle ağırlıklı olarak kolayca ortadan kaldırılır. Tetanoz toksini ayrıca inhibitör presinaptik sonlardan nörotransmitter salınımına müdahale ederek postsinaptik inhibisyonu da inhibe eder. Bu nedenle, striknin veya tetanoz toksininin girişine, merkezi sinir sistemindeki, özellikle motor nöronlardaki uyarma sürecindeki keskin bir artışın bir sonucu olarak ortaya çıkan konvülsiyonlar eşlik eder.

Postsinaptik inhibisyonun iyonik mekanizmalarının keşfi ile bağlantılı olarak, Br'nin etki mekanizmasını açıklamak mümkün oldu. Optimal dozlarda sodyum bromür, klinik uygulamada yatıştırıcı (sakinleştirici) bir ajan olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Sodyum bromürün bu etkisinin CNS'de artan postsinaptik inhibisyonla ilişkili olduğu kanıtlanmıştır. -

Çeşitli merkezi inhibisyon türlerinin rolü

Merkezi inhibisyonun ana rolü, merkezi uyarma ile etkileşim halinde, merkezi sinir sistemindeki sinir sinyallerini analiz etme ve sentezleme olasılığını ve sonuç olarak tüm vücut fonksiyonlarını birbirleriyle ve çevre ile koordine etme olasılığını sağlamaktır. Merkezi engellemenin bu rolüne koordinasyon denir. Bazı merkezi inhibisyon türleri, yalnızca koordine edici değil, aynı zamanda koruyucu (koruyucu) bir rol de üstlenir. Presinaptik inhibisyonun ana koordinasyon rolünün, CNS'de önemsiz afferent sinyaller tarafından baskılanması olduğu varsayılmaktadır. Doğrudan postsinaptik inhibisyon nedeniyle, antagonistik merkezlerin aktivitesi koordine edilir. Omuriliğin motonöronlarının olası maksimum deşarj sıklığını sınırlayan ters inhibisyon, hem koordinasyon rolünü (maksimum motonöron deşarj sıklığını, innerve ettikleri kas liflerinin kasılma hızıyla koordine eder) hem de koruyucu (uyarılmasını önler) gerçekleştirir. motor nöronlar). Memelilerde bu tip inhibisyon esas olarak spinal afferent sistemlerde dağılır. Beynin üst kısımlarında, yani kortekste büyük beyin Postsinaptik inhibisyon hakimdir.

Presinaptik inhibisyonun fonksiyonel önemi nedir? Bu nedenle, etki sadece omuriliğin kendi refleks aparatı üzerinde değil, aynı zamanda beyinden yükselen bir dizi yolun sinaptik geçişi üzerinde de gerçekleştirilir. Aa grubunun birincil afferent liflerinin ve deri afferentlerinin azalan presinaptik inhibisyonu hakkında da bilinmektedir. Bu durumda, presinaptik inhibisyon, açıkça, dışarıdan gelen bilgilerin aktif olarak kısıtlanmasının ilk "katmanı"dır. CNS'de, özellikle omurilikte, presinaptik inhibisyon sıklıkla, güçlü (örneğin patolojik) uyaranlar sırasında afferent uyarıları sınırlayan bir tür negatif geri besleme görevi görür ve böylece omurilik ve daha yüksek yerleşimli merkezlerle ilgili olarak kısmen koruyucu bir işlev görür. .

Sinapsların fonksiyonel özellikleri sabit değildir. Belirli koşullar altında, faaliyetlerinin etkinliği artabilir veya azalabilir. Genellikle, yüksek stimülasyon frekanslarında (1 s'de birkaç yüz), sinaptik iletim birkaç saniye hatta dakikalar içinde kolaylaştırılır. Bu fenomene sinaptik güçlenme denir. Bu tür sinaptik güçlenme, tetanik stimülasyonun sona ermesinden sonra da gözlemlenebilir. Daha sonra tetanik sonrası güçlenme (PTP) olarak adlandırılacaktır. PTP'nin kalbinde (nöronlar arasındaki iletişimin verimliliğinde uzun vadeli artış), presinaptik lifin işlevselliğinde, yani hiperpolarizasyonunda değişiklikler olması muhtemeldir. Buna karşılık, nörotransmitterin sinaptik yarık içine salınımında bir artış ve postsinaptik yapıda artmış bir EPSP'nin ortaya çıkması eşlik eder. PTP'deki yapısal değişiklikler hakkında da veriler vardır (sinaptik sonlanmaların şişmesi ve büyümesi, sinaptik boşluğun daralması vb.).

PTP, spinal nöronlara kıyasla CNS'nin daha yüksek kısımlarında (örneğin hipokampusta, serebral korteksin piramidal nöronlarında) çok daha iyi ifade edilir. PTP ile birlikte, EPSP genliğinde bir azalma ile ifade edilen sinaptik aparatta aktivasyon sonrası depresyon meydana gelebilir. Bu depresyon, birçok araştırmacı tarafından, sinaptik sonrası zarın arabulucusunun (duyarsızlaştırılması) etkisine duyarlılığın zayıflaması veya arabulucunun farklı bir maliyet ve mobilizasyon oranı ile ilişkilidir.

Sinaptik süreçlerin, özellikle de PTP'nin plastisitesi, CNS'de yeni internöronal bağlantıların oluşumu ve bunların sabitlenmesi, yani. öğrenme ve hafıza mekanizmaları. Aynı zamanda, merkezi sinapsların plastik özelliklerinin henüz yeterince araştırılmadığı da kabul edilmelidir.

Kimyasal yapıya göre aracılar heterojen bir gruptur. Kolin ester (asetilkolin) içerir; katekolaminler (dopamin, norepinefrin ve epinefrin) dahil bir grup monoamin; indoller (serotonin) ve imidazoller (histamin); asidik (glutamat ve aspartat) ve bazik (GABA ve glisin) amino asitler; pürinler (adenosin, ATP) ve peptitler (enkefalinler, endorfinler, P maddesi). Bu grup aynı zamanda gerçek nörotransmiterler olarak sınıflandırılamayan maddeleri de içerir - steroidler, eikosanoidler ve başta NO olmak üzere bir dizi ROS.

Bir bileşiğin nörotransmitter doğasına karar vermek için bir dizi kriter kullanılır. Başlıcaları aşağıda listelenmiştir.

1. Madde presinaptik uçlarda birikmeli ve gelen bir dürtüye yanıt olarak salınmalıdır. Presinaptik bölge, bu maddenin sentezi için sistemi içermelidir ve postsinaptik bölge, bu bileşik için spesifik bir reseptör tespit etmelidir.
2. Presinaptik bölge uyarıldığında, bu bileşiğin sinaptik aralığa Ca2 bağımlı salınımı (ekzositoz yoluyla), uyaranın gücüyle orantılı olarak gerçekleşmelidir.
3. Hedef hücreye uygulandığında endojen nörotransmitter ve varsayılan aracının etkilerinin zorunlu kimliği ve varsayılan aracının etkilerinin farmakolojik olarak bloke edilmesi olasılığı.
4. Presinaptik terminallere ve/veya komşu astroglial hücrelere varsayılan aracının bir geri alım sisteminin varlığı. Aracının kendisinin olmadığı, ancak bölünmesinin ürününün geri alıma maruz kaldığı durumlar olabilir (örneğin, asetilkolinin asetilkolinesteraz enzimi tarafından bölünmesinden sonra kolin).

İlaçların sinaptik iletimde aracı işlevinin çeşitli aşamaları üzerindeki etkisi

En modernleri (immünohistokimyasal, rekombinant DNA, vb.) dahil olmak üzere aracı işlevini test etmek için çeşitli yöntemlerin kullanımı, çoğu bireysel sinapsın sınırlı mevcudiyetinin yanı sıra sınırlı sayıda hedeflenen farmakolojik ajan nedeniyle zordur. .

"Aracılar" kavramını tanımlama girişimi, son yıllarda sinir sisteminde klasik aracılarla aynı sinyal işlevini yerine getiren, ancak kimyasal yapı, sentez yolları, reseptörlerden farklı olan maddelerin listesi bir takım zorluklarla karşılaşmaktadır. , önemli ölçüde genişledi. Her şeyden önce, yukarıdakiler büyük bir nöropeptit grubuna ve ayrıca ROS'a ve öncelikle aracı özelliklerinin iyi tanımlandığı nitrik oksite (nitroksit, NO) uygulanır. "Klasik" aracıların aksine, nöropeptitler genellikle daha büyüktür, düşük oranda sentezlenir, düşük konsantrasyonlarda birikir ve düşük spesifik afinite ile reseptörlere bağlanır; ayrıca, presinaptik terminal geri alım mekanizmalarına sahip değildirler. Nöropeptitlerin ve aracıların etkisinin süresi de önemli ölçüde değişir. Nitroksite gelince, hücreler arası etkileşime katılmasına rağmen, bir takım kriterlere göre, aracılara değil, ikincil habercilere atfedilebilir.

Başlangıçta, bir sinir ucunun yalnızca bir nörotransmitter içerebileceği düşünülüyordu. Bugüne kadar, bir impulsa yanıt olarak ortaklaşa salınan ve bir hedef hücre üzerinde hareket eden birkaç aracının terminalinde bulunma olasılığı - eşlik eden (birlikte var olan) aracılar (komediatörler, ortak ileticiler) gösterilmiştir. Bu durumda, aynı presinaptik bölgede, ancak farklı veziküllerde farklı aracıların birikimi meydana gelir. Aracıların örnekleri, sentez yerinde farklılık gösteren ve kural olarak bir uçta lokalize olan klasik nörotransmiterler ve nöropeptidlerdir. Kotransmitterlerin salınımı, belirli bir frekanstaki bir dizi uyarıcı potansiyele yanıt olarak meydana gelir.

Modern nörokimyada, nörotransmitterlere ek olarak, etkilerini modüle eden maddeler - nöromodülatörler - izole edilir. Eylemleri, doğası gereği toniktir ve arabulucuların eylemlerinden daha uzundur. Bu maddeler sadece nöronal (sinaptik) değil, aynı zamanda glial kökenli olabilir ve sinir uyarılarının aracılık etmesi gerekmez. Bir nörotransmitterden farklı olarak, bir modülatör sadece postsinaptik zar üzerinde değil, aynı zamanda hücre içi dahil olmak üzere nöronun diğer kısımlarında da etki eder.

Pre- ve postsinaptik modülasyon vardır. "Nöromodülatör" kavramı, "nörotransmitter" kavramından daha geniştir. Bazı durumlarda, arabulucu aynı zamanda bir modülatör de olabilir. Örneğin, sempatik sinir ucundan salınan norepinefrin, a1 reseptörleri üzerinde bir nörotransmiter olarak, ancak a2 adrenerjik reseptörler üzerinde bir nöromodülatör olarak hareket eder; ikinci durumda, sonraki norepinefrin salgılanmasının inhibisyonuna aracılık eder.

Aracı işlevleri yerine getiren maddeler sadece kimyasal yapılarında değil, aynı zamanda sinir hücresinin hangi bölümlerinde sentezlendiklerinde de farklılık gösterir. Klasik küçük moleküler ağırlıklı medyatörler, akson terminalinde sentezlenir ve saklama ve salma için küçük sinaptik veziküllere (50 nm çapında) dahil edilir. NO da terminalde sentezlenir ancak veziküllerde paketlenemediği için sinir ucundan hemen difüze olur ve hedefi etkiler. Peptid nörotransmitterleri, nöronun (perikaryon) orta kısmında sentezlenir, yoğun bir merkeze (100-200 nm çapında) sahip büyük veziküllere paketlenir ve aksonal akımla sinir uçlarına taşınır.

Asetilkolin ve katekolaminler, dolaşımdaki öncülerden sentezlenirken, amino asit aracıları ve peptitler nihayetinde glikozdan oluşturulur. Bilindiği gibi nöronlar (diğer yüksek hayvan ve insan hücreleri gibi) triptofan sentezleyemezler. Bu nedenle serotonin sentezinin başlamasına yol açan ilk adım, triptofanın kandan beyne kolay taşınmasıdır. Bu amino asit, diğer nötr amino asitler (fenilalanin, lösin ve metionin) gibi, kandan beyne monokarboksilik asit taşıyıcıları ailesine ait özel taşıyıcılarla taşınır. Böylece, biri önemli faktörler Serotonerjik nöronlardaki serotonin seviyesini belirleyen, diğer nötr amino asitlere kıyasla gıdadaki nispi triptofan miktarıdır. Örneğin, bir gün boyunca düşük proteinli bir diyetle beslenen ve ardından triptofan içermeyen bir amino asit karışımı verilen gönüllüler, agresif davranış ve beyindeki serotonin seviyelerinde bir azalma ile ilişkili uyku-uyanıklık döngüsünde bir değişiklik gösterdi. .