Preszinaptikus gátlás - Presynaptic inhibition
A preszinaptikus gátlás olyan jelenség, amelynek során egy gátló neuron rendelkezik szinaptikus bemenetet axon másik neuron ( axo-axonális szinapszis ), hogy kevésbé valószínű, hogy a tűz egy akciós potenciál . A preszinaptikus gátlás akkor következik be, amikor egy gátló neurotranszmitter, például a GABA , az axonterminális GABA -receptorokra hat . A preszinaptikus gátlás mindenütt jelen van az érző idegsejtek között.
A preszinaptikus gátlás funkciója
A szomatoszenzoros neuronok a szervezet aktuális állapotára vonatkozó információkat kódolják (pl. Hőmérséklet, fájdalom, nyomás, pozíció stb.); ez az állandó információáramlás modulációnak van kitéve, hogy fokozza vagy csökkentse az ingereket (lásd még: kapukontroll-elmélet és ellenőrzés- biológiai ). Mivel lényegében korlátlan ingerek léteznek, elengedhetetlen, hogy ezeket a jeleket megfelelően szűrjék. Bizonyos ingerek csökkentése érdekében az elsődleges afferensek gátló bemenetet kapnak (valószínűleg a GABA -tól, de lehet glicin is), ami csökkenti a szinaptikus kimenet valószínűségét. Bizonyítékok támasztják alá azt a hipotézist, hogy a preszinaptikus gátlás fájdalomcsillapítóként működik a fájdalom enyhítésére. Ha a nociceptív (fájdalomérzékelő) neuronok tüzelése csökken, ez csökkenti a fájdalomérzetet is. Egy tanulmány kimutatta, hogy azok az állatok, amelyeknek nem volt specifikus típusú GABA -receptoruk a nociceptorokon, túlérzékenyek voltak a fájdalomra, ezáltal támogatva a fájdalomcsillapító funkciót. A fájdalom csillapítása mellett a károsodott preszinaptikus gátlás számos neurológiai rendellenességben, például epilepsziában , autizmusban és a törékeny X szindrómában is szerepet játszik .
A preszinaptikus gátlás és az elsődleges afferens depolarizáció (PAD) mechanizmusai
Az elsődleges érzékszervi afferensek GABA receptorokat tartalmaznak a termináljaik mentén (áttekintve:, 1. táblázat). A GABA receptorok ligandum-kapu klorid csatornák , amelyek öt GABA receptor alegység összeállításával jönnek létre . Amellett, hogy a GABA receptorok jelen vannak az érzékszervi afferens axonok mentén, a preszinaptikus terminálnak van egy különálló, magas kloridkoncentrációjú ionos összetétele is. Ennek oka a kation-klorid kotranszporterek (például NKCC1 ), amelyek magas szinten tartják az intracelluláris kloridot.
Általában a GABA receptorok aktiválódásakor klorid -beáramlást okoz, ami hiperpolarizálja a sejtet. Mindazonáltal az elsődleges afferens rostokban a preszinaptikus terminális klorid magas koncentrációja és ezáltal megváltozott reverzálódási potenciálja miatt a GABA -receptor aktiválása valójában kloridkiáramlást és ezáltal depolarizációt eredményez. Ezt a jelenséget elsődleges afferens depolarizációnak (PAD) nevezik. A GABA által kiváltott depolarizált potenciál az afferens axonoknál sok állatnál bizonyított, a macskáktól a rovarokig. Érdekes, hogy a depolarizált potenciál ellenére a GABA receptor aktiválása az axon mentén még mindig csökkenti a neurotranszmitter felszabadulását, és így továbbra is gátló.
Ennek a paradoxonnak a hátterében négy hipotézis áll:
- A depolarizált membrán feszültségfüggő nátriumcsatornák inaktiválását okozza a terminálokon, és ezáltal megakadályozza az akciós potenciál terjedését.
- Nyitott GABA-receptor-csatornák úgy viselkednek, mint egy sönt , amelynek aktuális disszipálódik a ahelyett, hogy szaporították a terminálok.
- A depolarizált membrán a feszültségfüggő kalciumcsatornák inaktiválását okozza , megakadályozva a kalcium beáramlását a szinapszisban (ami elengedhetetlen a neurotranszmisszióhoz).
- A terminálokon lévő depolarizáció antidromikus tüskét generál (azaz akciópotenciál, amely az axonban keletkezik, és a soma felé halad), ami megakadályozza az ortodromikus tüskék (azaz a sejt szomójából az axonterminálok felé terjedő akciós potenciál) terjedését.
A preszinaptikus gátlás felfedezésének története
1933: Grasser & Graham észlelt depolarizációt, amely az érzékszervi axon terminálokból ered
1938: Baron & Matthews észlelt depolarizációt, amely az érzékszervi axonvégződésekből és a hasi gyökérből ered
1957: Frank & Fuortes megalkotta a "preszinaptikus gátlás" kifejezést
1961: Eccles, Eccles és Magni megállapították, hogy a háti gyökérpotenciál (DRP) a szenzoros axonterminálok depolarizációjából származik