Mediatoren des Nervensystems und ihre funktionelle Bedeutung. ZNS-hemmende Neurotransmitter. Erregung durch Synapsen leiten

Vermittler(lat. Vermittler- Mediator) - eine chemische Substanz, durch die ein Signal von einer Zelle zur anderen übertragen wird. Bis heute wurden etwa 30 biologisch aktive Substanzen im Gehirn gefunden (Tabelle 5).

Tabelle 5. Hauptmediatoren und Neuropeptide des Zentralnervensystems: Ort der Synthese und physiologische Wirkungen

Substanz	Synthese und Transport	Physiologische Wirkung
Noradrenalin (erregender Neurotransmitter)	Hirnstamm, Hypothalamus, Formatio reticularis, limbisches System, sympathisches ANS	Stimmungsregulation, emotionale Reaktionen, wach bleiben, Schlaf gestalten, Träume
Dopamin (Dopamin) (erregend, kann hemmen)	Mittelhirn, Substantia nigra, limbisches System	Bildung von Lustgefühlen, Regulierung emotionaler Reaktionen, Aufrechterhaltung der Wachheit
Wirkung auf das Striatum (Pallidum, Schale) der Basalganglien	Teilnahme an der Regulation komplexer Bewegungen
Serotonin (erregender und hemmender Neurotransmitter)	Rückenmark, Hirnstamm (Nahtkern), Gehirn, Hypothalamus, Thalamus	Thermoregulation, Schmerzbildung, Sinneswahrnehmung, Einschlafen
Acetylcholin (erregender Neurotransmitter)	Rücken- und Hirnmark, ANS	Spannende Wirkung auf Effektoren
GABA (Gamma-Aminobuttersäure) hemmender Mediator	Rückenmark und Gehirn	Schlaf, Hemmung im Zentralnervensystem
Glycin (hemmender Mediator)	Rückenmark und Gehirn	Hemmung im Zentralnervensystem
Angiotensin II	Hirnstamm, Hypothalamus	Erhöhter Druck, Hemmung der Katecholaminsynthese, Stimulation der Hormonsynthese, informiert das zentrale Nervensystem über den osmotischen Druck des Blutes
Oligopeptide:	Limbisches System, Hypophyse, Hypothalamus	Emotionale Reaktionen, Stimmung, Sexualverhalten
1. Stoffe P		Übertragung der Schmerzerregung von der Peripherie auf das Zentralnervensystem, Bildung von Schmerzempfindungen
2.Enkephaline, Edorphine		Anti-Schmerz (schmerzlindernde) Gehirnreaktionen
3 Delta-Schlaf-induzierendes Peptid		Erhöhte Stresstoleranz, Schlaf
4. Gastrin		Informiert das Gehirn über den Nährstoffbedarf
Prostaglandine	Die Großhirnrinde, Kleinhirn	Schmerzbildung, erhöhte Blutgerinnung; Regulierung des Tonus der glatten Muskulatur; Verstärkung der physiologischen Wirkung von Mediatoren und Hormonen
Monospezifische Proteine	Verschiedene Teile des Gehirns	Einfluss auf Lernprozesse, Gedächtnis, bioelektrische Aktivität und chemische Empfindlichkeit von Nervenzellen

Die Substanz, aus der der Mediator gebildet wird (die Vorstufe des Mediators), gelangt aus dem Blut und der Liquor in das Soma oder Axon, wird durch biochemische Reaktionen unter Einwirkung von Enzymen in den entsprechenden Mediator umgewandelt und dann transportiert synaptische Vesikel. Der Mediator kann im Körper des Neurons oder seinem Ende synthetisiert werden. Wenn ein Signal von einer Nervenendigung zu einer anderen Zelle übertragen wird, wird der Mediator in den synaptischen Spalt freigesetzt und wirkt auf den Rezeptor der postsynaptischen Membran. Wie oben erwähnt, werden gemäß dem Reaktionsmechanismus auf einen Mediator alle Effektorrezeptoren in ionotrope und metabotrope unterteilt. Die meisten ionotropen und metabotropen Rezeptoren sind mit G-Proteinen (GTP-bindenden Proteinen) assoziiert.

Unter der Wirkung eines Mediators auf ionotrope Rezeptoren Mit Hilfe des G-Proteins werden direkt Ionenkanäle geöffnet und durch die Bewegung von Ionen in oder aus der Zelle EPSP oder TPSP gebildet. Ionotrope Rezeptoren werden auch als Rapid-Response-Rezeptoren bezeichnet (zB N-cholinerger Rezeptor, GABA 1 -, Glycin, 5-HT 3 (S 3) - Serotonin-Rezeptoren).

Unter der Wirkung eines Mediators auf metabotrope Rezeptoren Ionenkanäle werden aktiviert durch G-Protein mit der Hilfe zweite Vermittler... Weiterhin werden EPSP, PD, TPSP (elektrophysiologische Phänomene) gebildet, mit deren Hilfe biochemische (metabolische) Prozesse ausgelöst werden; gleichzeitig können die Erregbarkeit des Neurons und die Amplitude von EPSP innerhalb von Sekunden, Minuten, Stunden und sogar Tagen erhöht werden. Sekundäre Botenstoffe können auch die Aktivität von Ionenkanälen verändern.

Amine ( Dopamin, Noradrenalin, Serotonin, Histamin) kommen in verschiedenen Teilen des Zentralnervensystems in signifikanten Mengen in den Neuronen des Hirnstamms vor. Amine sorgen für das Auftreten von Erregungs- und Hemmprozessen, beispielsweise im Zwischenhirn, in der Substantia nigra, im limbischen System, im Striatum.

Serotonin ist ein erregender und hemmender Mediator in den Neuronen des Hirnstamms, hemmend - in der Großhirnrinde. Es gibt sieben Arten von Serotoninrezeptoren (5-HT, B-Rezeptoren), die meisten von ihnen sind metabotrop (die zweiten Mediatoren sind cAM F und IF 3 / DAG). Ionotrop ist der S 3 -Rezeptor (verfügbar insbesondere in den Ganglien des ANS). Serotonin kommt hauptsächlich in Strukturen vor, die mit der Regulation autonomer Funktionen zusammenhängen. Es ist besonders reichlich in den Kernen der Naht (SN), dem limbischen System, vorhanden. Die Axone dieser Neuronen passieren in den bulbospinalen Bahnen und enden auf Neuronen in verschiedenen Segmenten des Rückenmarks. Hier kommen sie in Kontakt mit den Zellen der präganglionären sympathischen Neuronen und mit den interkalären Neuronen der gallertartigen Substanz. Es wird angenommen, dass einige dieser sympathischen Neuronen (und vielleicht alle) serotonerge Neuronen des ANS sind. Ihre Axone gehen nach neuesten Erkenntnissen in den Verdauungstrakt und wirken stark stimulierend auf seine Motorik. Typisch für manische Zustände ist eine Erhöhung des Serotonin- und Noradrenalinspiegels in den Neuronen des Zentralnervensystems, eine Abnahme für depressive.

Noradrenalin ist ein erregender Mediator im Hypothalamus, in den Kernen des Epithalamus, hemmend - in den Purkinje-Zellen des Kleinhirns. In der Formatio reticularis (RF) des Hirnstamms und Hypothalamus wurden α- und β-adrenerge Rezeptoren gefunden. Noradrenerge Neuronen konzentrieren sich im Bereich des blauen Flecks (Mittelhirn), wo es nur wenige Hundert gibt, aber Äste ihrer Axone sind im gesamten zentralen Nervensystem zu finden.

Dopamin ist ein Mediator von Neuronen im Mittelhirn, dem Hypothalamus. Dopamin-Rezeptoren unterteilt in D 1 - und D 2 -Subtypen. D 1 -Rezeptoren sind auf den Zellen des Striatum lokalisiert und wirken wie D 2 -Rezeptoren über die Dopamin-sensitive Adenylatcyclase. Letztere befinden sich in der Hypophyse.

Wenn Dopamin auf sie einwirkt, werden die Synthese und Sekretion von Prolaktin, Oxytocin, Melanozyten-stimulierendem Hormon und Endorphin gehemmt. D 2 -Rezeptoren finden sich auf Neuronen des Striatums, deren Funktion noch nicht ganz geklärt ist. Der Dopamingehalt in Neuronen des Zentralnervensystems ist bei Schizophrenie erhöht und bei Parkinsonismus erniedrigt.

Histamin realisiert seinen Einfluss mit Hilfe von zweiten Intermediären (cAMP und IF 3 / DAG). Es findet sich in signifikanter Konzentration in der Hypophyse und der medianen Eminenz des Hypothalamus - auch die Hauptzahl der histaminergen Neuronen ist hier lokalisiert. In anderen Teilen des Zentralnervensystems ist der Histaminspiegel sehr niedrig. Die Rolle des Histamins als Mediator ist kaum bekannt. Weisen Sie H 1 -, H 2 - und H 3 -Histaminorezeptoren zu. H 1 -Rezeptoren sind im Hypothalamus vorhanden und an der Regulation der Nahrungsaufnahme, Thermoregulation, Sekretion von Prolaktin und antidiuretischem Hormon (ADH) beteiligt. H 2 -Rezeptoren werden auf Gliazellen gefunden.

Acetylcholin in der Großhirnrinde, im Rückenmark gefunden. In erster Linie als aphrodisierender Sender bekannt; insbesondere ist es ein Mediator der α-Motorneuronen des Rückenmarks, die die Skelettmuskulatur innervieren. Mit Hilfe von Acetylcholin übertragen α-Motoneurone durch die Kollateralen ihrer Axone eine aufregende Wirkung auf die hemmenden Zellen von Renshaw; Acetylcholin wird im RF-Hirnstamm im Hypothalamus gefunden. Gefunden M- und N-cholinerge Rezeptoren. Sieben Typen von M-cholinergen Rezeptoren wurden etabliert; die wichtigsten sind sowohl M 1 - als auch M 2 -Rezeptoren. M 1 -Cholinorezeptoren lokalisiert auf den Neuronen des Hippocampus, des Striatums, der Großhirnrinde, M2-cholinerge Rezeptoren- auf den Zellen des Kleinhirns, des Hirnstamms. n-cholinerge Rezeptoren eher dicht im Bereich des Hypothalamus und des Tegmentums gelegen. Diese Rezeptoren wurden recht gut untersucht, sie werden mit α-Bungarotoxin (dem Hauptbestandteil des Tape-Krait-Gifts) und α-Neurotoxin, das im Kobragift enthalten ist, isoliert. Wenn Acetylcholin mit dem N-cholinergen Protein interagiert, ändert dieses seine Konformation, wodurch sich der Ionenkanal öffnet. Wenn Acetylcholin mit dem M-cholinergen Rezeptor interagiert, erfolgt die Aktivierung von Ionenkanälen (K +, Ca 2+) über die zweiten intrazellulären Mediatoren (cAMP - cyclisches Adenosinmonophosphat - für den M 2-Rezeptor; IF 3 / DAG - for der M 1 -Rezeptor).

Acetylcholin aktiviert auch hemmende Neuronen mit Hilfe von M-cholinergen Rezeptoren in den tiefen Schichten der Großhirnrinde, im Hirnstamm, Nucleus caudatus.

Aminosäuren. Glycin und γ-Aminobuttersäure(GABA) sind hemmende Mediatoren in den Synapsen des Zentralnervensystems und wirken auf die entsprechenden Rezeptoren, Glycin – hauptsächlich im Rückenmark, GABA – in der Großhirnrinde, Kleinhirn, Hirnstamm, Rückenmark. Sie übertragen erregende Einflüsse und wirken auf die entsprechenden erregenden Rezeptoren α-Glutamat und α-Aspartat. Rezeptoren für Glutamin- und Asparaginsäuren finden sich auf den Zellen des Rückenmarks, des Kleinhirns, des Thalamus, des Hippocampus und der Großhirnrinde. Glutamat ist der wichtigste erregende Neurotransmitter (75% der erregenden Synapsen im Gehirn). Glutamat entfaltet seinen Einfluss metabotrop (verbunden mit der Aktivierung von cAMP und IF3/DAG) und ionotrop (verbunden mit K + -, Ca 2+ -, Na + -Ionen- und Rezeptorkanälen).

Polypeptide finden sich in den Synapsen verschiedener Teile des Zentralnervensystems.

Enkephaline und Endorphine- Opioid-Neurotransmitter von Neuronen, die beispielsweise Schmerzimpulse blockieren. Sie realisieren ihren Einfluss durch die entsprechenden Opiatrezeptoren, die sich besonders dicht auf den Zellen des limbischen Systems befinden; viele von ihnen finden sich auch auf den Zellen der Substantia nigra, den Kernen des Zwischenhirns und des Trakts solitär, auch auf den Zellen des blauen Flecks, des Rückenmarks. Ihre Liganden sind (β-Endorphin, Dynorphin, Leu- und Methenkephaline. Verschiedene Opiatrezeptoren werden mit den Buchstaben des griechischen Alphabets bezeichnet: α, ε, κ, μ, χ.

Stoff P ist ein Vermittler von Neuronen, die Schmerzsignale übertragen. Besonders viel von diesem Polypeptid findet sich in den Rückenwurzeln des Rückenmarks. Dies deutete darauf hin, dass Substanz P ein Mediator sensibler Nervenzellen im Bereich ihrer Umstellung auf Interneuronen sein könnte. Im Hypothalamus ist eine große Menge an Substanz P enthalten. Es gibt zwei Arten von Rezeptoren für Substanz P: Rezeptoren des Typs SP-E (P 1, auf den Neuronen der Großhirnrinde) und Rezeptoren des Typs SP-P (P 2), die sich auf den Neuronen der Großhirnrinde befinden Septum.

Vasointestinales Peptid (VIP), Somatostatin, Cholecystokinin (CCK) auch eine Mittlerfunktion. VIP-Rezeptoren und Somatostatin-Rezeptoren auf den Neuronen des Gehirns identifiziert. CCK-Rezeptoren finden sich auf den Zellen der Großhirnrinde, des Nucleus caudatus und des Bulbus olfactorius. Die Wirkung von CCK auf Rezeptoren erhöht die Membranpermeabilität für Ca 2+ durch Aktivierung des Adenylatcyclase-Systems.

Angiotensin beteiligt sich an der Übermittlung von Informationen über den Wasserbedarf des Körpers. Angiotensin-Rezeptoren finden sich auf Neuronen in der Großhirnrinde, im Mittelhirn und im Zwischenhirn. Die Bindung von Angiotensin an Rezeptoren bewirkt eine Erhöhung der Permeabilität von Zellmembranen für Ca 2+. Diese Reaktion ist auf die Prozesse der Phosphorylierung von Membranproteinen aufgrund der Aktivierung des Adenylatcyclase-Systems und Veränderungen in der Synthese von Prostaglandinen zurückzuführen.

Luliberin beteiligt sich an der Bildung des sexuellen Bedürfnisses.

Purine(ATP, Adenosin, ADP) haben hauptsächlich eine Modellierungsfunktion. Insbesondere wird ATP zusammen mit GABA im Rückenmark sezerniert. Rezeptoren für ATP sind sehr vielfältig: Einige von ihnen sind ionotrop, andere sind metabotrop. ATP und Adenosin begrenzen die Übererregung des Zentralnervensystems und sind an der Schmerzbildung beteiligt.

Hypothalamische Neurohormone, die die Funktion der Hypophyse regulieren, leisten auch Vermittlerrolle.

Physiologische Wirkungen einiger Mediatoren Gehirn. Dopamin beteiligt sich an der Bildung eines Lustgefühls, an der Regulierung emotionaler Reaktionen und der Aufrechterhaltung der Wachheit. Dopamin im Striatum reguliert komplexe Muskelbewegungen. Noradrenalin reguliert die Stimmung, emotionale Reaktionen, erhält die Wachheit, beteiligt sich an den Mechanismen der Bildung bestimmter Schlaf- und Traumphasen. Serotonin beschleunigt Lernprozesse, Schmerzbildung, Sinneswahrnehmung, Einschlafen. Endorphine, Enkephaline, Peptide, wirken schmerzlindernd, erhöhen die Stressresistenz, fördern den Schlaf. Prostaglandine bewirken eine Erhöhung der Blutgerinnung, eine Veränderung des Tonus der glatten Muskulatur und verstärken die physiologische Wirkung von Mediatoren und Hormonen. Oligopeptide sind Mediatoren der Stimmung, des Sexualverhaltens, der Übertragung nozizeptiver Erregung von der Peripherie auf das Zentralnervensystem und der Schmerzbildung.

In den letzten Jahren wurden Fakten gewonnen, die eine Änderung des bekannten Dale-Prinzips erforderlich machten. Nach dem Prinzip von Dale synthetisiert ein Neuron und verwendet denselben Sender in allen Zweigen seines Axons ("ein Neuron - ein Sender"). Es stellte sich jedoch heraus, dass neben dem Hauptmediator auch andere Begleitmediatoren (Comedians), die eine modulierende Rolle spielen oder langsamer wirken, in den Endungen des Axons freigesetzt werden können. Darüber hinaus befinden sich in inhibitorischen Neuronen im Rückenmark in den meisten Fällen zwei schnell wirkende typische Neurotransmitter in einem inhibitorischen Neuron - GABA und Glycin.

So werden Neuronen des Zentralnervensystems hauptsächlich unter dem Einfluss spezifischer Mediatoren angeregt oder gehemmt.

Die Wirkung des Mediators hängt hauptsächlich von den Eigenschaften von Ionenkanälen der postsynaptischen Membran und von sekundären Botenstoffen ab. Dieses Phänomen wird besonders deutlich, wenn man die Wirkung einzelner Mediatoren im Zentralnervensystem und in den peripheren Synapsen des Körpers vergleicht. Acetylcholin zum Beispiel kann in der Großhirnrinde mit Mikroapplikationen an verschiedenen Neuronen Erregung und Hemmung bewirken, in den Synapsen des Herzens - nur Hemmung, in den Synapsen der glatten Muskulatur des Magen-Darm-Traktes - nur Erregung. Katecholamine hemmen die Kontraktionen von Magen und Darm, stimulieren aber das Herz. Glutamat ist nur ein erregender Neurotransmitter des zentralen Nervensystems.

Mediatoren sind von ihrer chemischen Struktur her eine heterogene Gruppe. Es umfasst Cholinester (Acetylcholin); eine Gruppe von Monoaminen, einschließlich Katecholaminen (Dopamin, Noradrenalin und Adrenalin); Indole (Serotonin) und Imidazole (Histamin); saure (Glutamat und Aspartat) und basische (GABA und Glycin) Aminosäuren; Purine (Adenosin, ATP) und Peptide (Enkephaline, Endorphine, Substanz P). Zu dieser Gruppe gehören auch Substanzen, die nicht als echte Neurotransmitter klassifiziert werden können – Steroide, Eicosanoide und eine Reihe von ROS, vor allem NO.

Eine Reihe von Kriterien wird verwendet, um die Frage nach der Neurotransmitter-Natur einer beliebigen Verbindung zu lösen. Die wichtigsten sind unten aufgeführt.

Die Substanz muss sich in den präsynaptischen Endigungen ansammeln und als Reaktion auf einen eingehenden Impuls freigesetzt werden. Die präsynaptische Region muss ein System zur Synthese dieser Substanz enthalten und die postsynaptische Zone muss einen spezifischen Rezeptor für diese Verbindung nachweisen.
Bei Stimulierung der präsynaptischen Region sollte eine Ca-abhängige Freisetzung (durch Exozytose) dieser Verbindung in den intersynaptischen Spalt proportional zur Stärke des Reizes erfolgen.
Obligatorische Identität der Wirkungen des endogenen Neurotransmitters und des mutmaßlichen Mediators bei Anwendung auf die Zielzelle und die Möglichkeit der pharmakologischen Blockierung der Wirkungen des mutmaßlichen Mediators.
Das Vorhandensein eines Wiederaufnahmesystems des mutmaßlichen Neurotransmitters in präsynaptischen Terminals und / oder in benachbarten Astrogliazellen. Es gibt Fälle, in denen nicht der Mediator selbst wieder aufgenommen wird, sondern das Produkt seiner Spaltung (z. B. Cholin nach der Spaltung von Acetylcholin durch das Enzym Acetylcholinesterase).

Der Einfluss von Medikamenten auf verschiedene Stadien der Mediatorfunktion bei der synaptischen Übertragung

	Modifizierender Einfluss	Ergebnis Einschlag
Synthese Vermittler	Vorläuferadditiv Blockade zurückerobern Blockade der Enzymsynthese	↓ ↓
Akkumulation	Hemmung der Aufnahme in Vesikel Hemmung der Bindung in Vesikel
Hervorhebung (Exozytose)	Stimulation hemmender Autorezeptoren Autorezeptorblockade Verletzung der Mechanismen der Exozytose	↓ ↓
Handlung	Wirkungen von Agonisten auf Rezeptoren
auf Rezeptoren	Postsynaptische Rezeptorblockade
Zerstörung Vermittler	Neuronen- und/oder Glia-Wiederaufnahmeblockade Hemmung der Zerstörung in Neuronen
Zerstörung Vermittler	Hemmung der Zerstörung im synaptischen Spalt

Die Verwendung verschiedener Methoden zum Testen der Mediatorfunktion, einschließlich der modernsten (immunhistochemische, rekombinante DNA usw.), ist aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit der meisten einzelnen Synapsen sowie aufgrund der begrenzten Anzahl gezielter pharmakologischer Wirkungen schwierig.

Der Versuch, den Begriff "Mediatoren" zu definieren, stößt auf eine Reihe von Schwierigkeiten, da in den letzten Jahrzehnten die Liste der Substanzen, die im Nervensystem die gleiche Signalfunktion wie klassische Mediatoren ausüben, sich jedoch in chemischer Natur, Synthesewegen und Rezeptoren, hat sich deutlich ausgeweitet. Das Gesagte gilt zunächst für eine breite Gruppe von Neuropeptiden sowie für ROS und vor allem für Stickoxid (Nitroxid, NO), für das die Mediatoreigenschaften recht gut beschrieben sind. Neuropeptide sind im Gegensatz zu "klassischen" Mediatoren in der Regel größer, werden mit geringer Geschwindigkeit synthetisiert, akkumulieren in geringen Konzentrationen und binden an Rezeptoren mit geringer spezifischer Affinität; außerdem besitzen sie keine Mechanismen der Wiederaufnahme durch das präsynaptische Terminal . Auch die Wirkungsdauer von Neuropeptiden und Neuropeptiden variiert erheblich. Das Nitroxid kann trotz seiner Beteiligung an interzellulären Interaktionen nach einer Reihe von Kriterien nicht Mediatoren, sondern sekundären Mediatoren zugeschrieben werden.

Ursprünglich wurde angenommen, dass eine Nervenendigung nur einen Neurotransmitter enthalten kann. Bisher konnte gezeigt werden, dass es im Terminal mehrere Mediatoren gibt, die auf einen Impuls hin gemeinsam freigesetzt werden und auf eine Zielzelle wirken – begleitende (koexistierende) Mediatoren (Comedians, Cotransmitter). In diesem Fall kommt es zu einer Akkumulation verschiedener Mediatoren in derselben präsynaptischen Region, jedoch in verschiedenen Vesikeln. Ein Beispiel für Komiker können klassische Mediatoren und Neuropeptide sein, die sich im Syntheseort unterscheiden und in der Regel in einem Terminal lokalisiert sind. Die Freilassung von Komikern erfolgt als Reaktion auf eine Reihe von stimulierenden Potenzialen einer bestimmten Frequenz.

In der modernen Neurochemie werden neben Neurotransmittern Substanzen freigesetzt, die ihre Wirkung modulieren - Neuromodulatoren. Ihre Wirkung ist tonisch und zeitlich länger als die Wirkung von Mediatoren. Diese Stoffe können nicht nur neuronalen (synaptischen), sondern auch glialen Ursprungs sein und werden nicht unbedingt durch Nervenimpulse vermittelt. Im Gegensatz zum Neurotransmitter wirkt der Modulator nicht nur auf die postsynaptische Membran, sondern auch auf andere Teile des Neurons, auch intrazellulär.

Unterscheiden Sie zwischen prä- und postsynaptischer Modulation. Das Konzept des "Neuromodulators" ist breiter als das Konzept des "Neurotransmitters". In manchen Fällen kann ein Mediator auch ein Modulator sein. Zum Beispiel wirkt Noradrenalin, das von den sympathischen Nervenendigungen freigesetzt wird, als Neurotransmitter auf a1-Rezeptoren, aber als Neuromodulator auf a2-adrenergen Rezeptoren; im letzteren Fall vermittelt es die Hemmung der nachfolgenden Sekretion von Noradrenalin.

Substanzen, die Mediatorfunktionen ausüben, unterscheiden sich nicht nur in ihrer chemischen Struktur, sondern auch in welchen Kompartimenten der Nervenzelle sie synthetisiert werden. Klassische Mediatoren mit niedrigem Molekulargewicht werden am axonalen Ende synthetisiert und zur Speicherung und Freisetzung in kleine synaptische Vesikel (50 nm Durchmesser) eingebaut. NO wird auch im Terminal synthetisiert, aber da es nicht in Blasen verpackt werden kann, diffundiert es sofort aus der Nervenendigung und wirkt auf das Ziel. Peptid-Neurotransmitter werden im zentralen Teil des Neurons (Perikarion) synthetisiert, in große Vesikel mit dichtem Zentrum (100-200 nm Durchmesser) verpackt und über axonalen Strom zu den Nervenenden transportiert.

Acetylcholin und Katecholamine werden aus im Blut zirkulierenden Vorläufern synthetisiert, während Aminosäuremediatoren und Peptide letztendlich aus Glukose gebildet werden. Wie Sie wissen, können Neuronen (wie andere Körperzellen von höheren Tieren und Menschen) kein Tryptophan synthetisieren. Daher ist der erste Schritt, der zur Initiierung der Serotoninsynthese führt, der erleichterte Transport von Tryptophan aus dem Blut zum Gehirn. Diese Aminosäure wird wie andere neutrale Aminosäuren (Phenylalanin, Leucin und Methionin) durch spezielle Transporter aus der Familie der Monocarbonsäuretransporter aus dem Blut ins Gehirn transportiert. Daher ist einer der wichtigen Faktoren, die den Serotoninspiegel in serotonergen Neuronen bestimmen, die relative Menge an Tryptophan in der Nahrung im Vergleich zu anderen neutralen Aminosäuren. Zum Beispiel zeigten Freiwillige, die einen Tag lang eine proteinarme Diät erhielten und dann eine Tryptophan-freie Aminosäuremischung erhielten, ein aggressives Verhalten und veränderte Schlaf-Wach-Zyklen, die mit einem verringerten Serotoninspiegel im Gehirn verbunden waren.

Mediator - Siehe Mediator. * * * (lat. Mediator - Mediator) ist eine biologisch aktive Substanz, die an der Übertragung der Erregung von einer Nervenzelle auf eine andere durch eine Synapse (siehe) oder von einem Neuron auf ein exekutives Organ (Muskel, Drüse usw.) beteiligt ist.

Mediatoren sind aktive Chemikalien, die die Erregungsübertragung in der Synapse bewirken (siehe). An der präsynaptischen Membran reichern sich Mediatoren in Form von kleinen Bläschen (Vesikeln) an. Unter dem Einfluss eines Nervenimpulses platzen die Bläschen und ihr Inhalt wird in den synaptischen Spalt gegossen. Mediatoren wirken auf die postsynaptische Membran und verursachen deren Depolarisation (siehe Erregung). Die am besten untersuchten und am weitesten verbreiteten Mediatoren im Körper sind Acetylcholin (siehe) und Noradrenalin. Dementsprechend werden alle Nervenenden, die Erregungen an verschiedene Organe übertragen, in cholinerge, bei denen Acetylcholin der Vermittler der synaptischen Übertragung ist, und in adrenerge, bei denen Noradrenalin der Vermittler ist, unterteilt. Zu den cholinergen Fasern zählen die Fasern des somatischen Nervensystems, die die Erregung auf die Skelettmuskulatur übertragen, präganglionäre Fasern des sympathischen und parasympathischen Systems sowie postganglionäre parasympathische Fasern. Postganglionäre sympathische Fasern sind überwiegend adrenergisch. Es gibt Synapsen im Zentralnervensystem, die sowohl Acetylcholin und Noradrenalin als Mediator als auch Serotonin, Gamma-Aminobuttersäure, L-Glutamat und einige andere Aminosäuren verwenden.

Eine Synapse ist eine Kontaktstelle zwischen zwei Zellmembranen, die den Übergang der Erregung von Nervenenden zu erregbaren Strukturen (Drüsen, Muskeln, Neuronen) sicherstellt. Je nach Struktur werden Synapsen in neurosekretorische, neuromuskuläre, interneuronale unterteilt. Die Synapse besteht aus 2 Membranen: der präsynaptischen, die Teil der Nervenendigung ist, und der postsynaptischen, die zur erregbaren Struktur gehört.

Die Übertragung der Erregung in der Synapse erfolgt durch spezifische Chemikalien - Mediatoren (siehe). Die häufigsten Mediatoren sind Noradrenalin und Acetylcholin. Die Struktur der Synapse und der Mechanismus der Erregungsübertragung bestimmen ihre physiologischen Eigenschaften: 1) einseitige Erregungsleitung, die mit der Freisetzung eines Mediators nur auf der präsynaptischen Membran verbunden ist; 2) synaptische Verzögerung bei der Übertragung der Erregung, die mit der langsamen Freisetzung des Mediators und seiner Wirkung auf die postsynaptische Membran verbunden ist, kann bei wiederholtem Erregungsdurchgang verkürzt werden (die Wirkung von Summation und Entlastung); 3) die Synapse hat eine geringe Labilität und leichte Ermüdung; 4) Der chemische Mechanismus der Erregungsübertragung in der Synapse bestimmt die hohe Empfindlichkeit der Synapse gegenüber Hormonen, Medikamenten und Giften.

Frage26. Arten und Rolle der zentralnervösen Hemmung.

Die Hemmung ist ein lokaler Nervenprozess, der zur Unterdrückung oder Verhinderung der Erregung führt. Die Hemmung ist ein aktiver Nervenprozess, dessen Ergebnis die Einschränkung oder Verzögerung der Erregung ist. Eines der charakteristischen Merkmale des Hemmprozesses ist das Fehlen der Fähigkeit, sich aktiv durch die Nervenstrukturen auszubreiten.

Derzeit werden im Zentralnervensystem zwei Arten der Hemmung unterschieden: die zentrale (primäre) Hemmung, die durch Erregung (Aktivierung) spezieller hemmender Neuronen entsteht, und die sekundäre Hemmung, die ohne Beteiligung spezieller hemmender Strukturen in genau die Neuronen, in denen Erregung auftritt.

Zentrale Hemmung (primär) ist ein nervöser Prozess, der im zentralen Nervensystem abläuft und zu einer Abschwächung oder Verhinderung der Erregung führt. Nach modernen Konzepten ist die zentrale Hemmung mit der Wirkung von hemmenden Neuronen oder Synapsen verbunden, die hemmende Mediatoren (Glycin, Gamma-Aminobuttersäure) produzieren, die eine besondere Art von elektrischen Veränderungen an der postsynaptischen Membran verursachen, die als inhibitorische postsynaptische Potentiale (TPSP) bezeichnet werden oder Depolarisation der präsynaptischen Nervenendigung, mit der eine andere in Kontakt steht, die Nervenendigung des Axons. Daher wird zwischen zentraler (primärer) postsynaptischer Hemmung und zentraler (primärer) präsynaptischer Hemmung unterschieden.

Die postsynaptische Hemmung (lateinische Post hinter, nach etwas + griech. Sinapsis-Kontakt, Verbindung) ist ein nervöser Prozess, der durch die Einwirkung spezifischer hemmender Mediatoren (Glycin, Gamma-Aminobuttersäure) auf die postsynaptische Membran verursacht wird, die von spezialisierten präsynaptischen Nervenendigungen sezerniert wird. Der von ihnen freigesetzte Mediator verändert die Eigenschaften der postsynaptischen Membran, wodurch die Fähigkeit der Zelle, Erregung zu erzeugen, unterdrückt wird. In diesem Fall kommt es zu einer kurzfristigen Erhöhung der Permeabilität der postsynaptischen Membran für K + oder CI- Ionen, was zu einer Abnahme ihres elektrischen Eingangswiderstands und zur Erzeugung eines inhibitorischen postsynaptischen Potentials (TPSP) führt. Das Auftreten von TPSP als Reaktion auf afferente Stimulation ist notwendigerweise mit der Einbeziehung einer zusätzlichen Verbindung in den inhibitorischen Prozess verbunden - eines inhibitorischen Interneurons, dessen axonale Enden einen inhibitorischen Mediator freisetzen. Die Spezifität hemmender postsynaptischer Wirkungen wurde zuerst an Motoneuronen von Säugetieren untersucht (D. Eccles, 1951). Anschließend wurden primäre TPSPs in intermediären Neuronen des Rückenmarks und der Medulla oblongata, in Neuronen der Formatio reticularis, der Großhirnrinde, des Kleinhirns und der Thalamuskerne von Warmblütern aufgezeichnet.

Es ist bekannt, dass, wenn das Zentrum der Beuger eines der Gliedmaßen erregt wird, das Zentrum seiner Strecker gehemmt wird und umgekehrt. Den Mechanismus dieses Phänomens hat D. Eccles im folgenden Experiment herausgefunden. Es reizte den afferenten Nerv und verursachte eine Erregung des Motoneurons, das den Streckmuskel innerviert.

Nervenimpulse, die das afferente Neuron im Spinalganglion erreicht haben, werden entlang seines Axons im Rückenmark auf zwei Wegen geleitet: zum Motoneuron, das den Muskel innerviert - dem Streckmuskel, der ihn anregt, und entlang der Kollatatoren zum intermediären hemmenden Neuron, dessen Axon das Motoneuron kontaktiert - den innervierenden Muskel, wodurch der antagonistische Muskel gehemmt wird. Diese Art der Hemmung wurde in intermediären Neuronen aller Ebenen des Zentralnervensystems während der Interaktion antagonistischer Zentren gefunden. Es wurde als progressive postsynaptische Hemmung bezeichnet. Diese Art der Hemmung koordiniert, verteilt die Erregungs- und Hemmungsprozesse zwischen den Nervenzentren.

Die rekurrierende (antidrome) postsynaptische Hemmung (griechisch antidromeo läuft in die entgegengesetzte Richtung) ist der Prozess der Regulierung der Intensität der zu ihnen kommenden Signale durch Nervenzellen nach dem Prinzip der negativen Rückkopplung. Es besteht darin, dass die Kollateralen der Axone der Nervenzelle synaptische Kontakte mit speziellen interkalären Neuronen (Renshaw-Zellen) herstellen, deren Aufgabe es ist, die Neuronen zu beeinflussen, die auf die Zelle konvergieren, die diese axonalen Kollateralen sendet (Abb. 87). Nach diesem Prinzip erfolgt die Hemmung von Motoneuronen.

Das Auftreten eines Impulses in einem Motoneuron eines Säugetiers aktiviert nicht nur Muskelfasern, sondern aktiviert Renshaws hemmende Zellen durch Axonkollateralen. Letztere bauen synaptische Verbindungen mit Motoneuronen auf. Daher führt eine Erhöhung des Impulses eines Motoneurons zu einer stärkeren Aktivierung von Renshaw-Zellen, was zu einer Erhöhung der Hemmung der Motoneuronen und einer Abnahme der Frequenz ihrer Impulse führt. Der Begriff "antidromisch" wird verwendet, weil die hemmende Wirkung leicht durch antidrome Impulse verursacht wird, die reflexartig in Motoneuronen auftreten.

Je stärker das Motoneuron erregt wird, desto stärkere Impulse gehen entlang seines Axons an die Skelettmuskulatur, desto intensiver wird die Renshaw-Zelle erregt, wodurch die Aktivität des Motoneurons unterdrückt wird. Folglich gibt es im Nervensystem einen Mechanismus, der Neuronen vor übermäßiger Erregung schützt. Ein charakteristisches Merkmal der postsynaptischen Hemmung ist, dass sie durch Strychnin und Tetanustoxin unterdrückt wird (diese pharmakologischen Substanzen beeinflussen nicht die Erregungsprozesse).

Durch die Unterdrückung der postsynaptischen Hemmung wird die Erregungsregulation im Zentralnervensystem gestört, die Erregung breitet sich über das Zentralnervensystem aus ("diffusiert") und verursacht eine Übererregung der Motoneuronen und krampfhafte Kontraktionen von Muskelgruppen (Krämpfe) .

Die retikuläre Hemmung (lat. Reticularis - retikulär) ist ein nervöser Prozess, der sich in spinalen Neuronen unter dem Einfluss absteigender Impulse aus der Formatio reticularis (riesiger retikulärer Kern der Medulla oblongata) entwickelt. Die durch retikuläre Einflüsse hervorgerufenen Wirkungen ähneln in ihrer funktionellen Wirkung der Rückkehrhemmung, die sich an Motoneuronen entwickelt. Der Einfluss der Formatio reticularis wird durch persistierende TPSP verursacht, die alle Motoneuronen unabhängig von ihrer funktionellen Zugehörigkeit abdeckt. In diesem Fall sowie bei der Rückhemmung von Motoneuronen ist deren Aktivität eingeschränkt. Es besteht eine gewisse Wechselwirkung zwischen einer solchen nach unten gerichteten Kontrolle durch die Formatio reticularis und einer systemischen Rückkehrhemmung durch Renshaw-Zellen, und Renshaw-Zellen stehen unter ständiger hemmender Kontrolle durch die beiden Strukturen. Die hemmende Wirkung der Formatio reticularis ist ein zusätzlicher Faktor bei der Regulation des Aktivitätsniveaus von Motoneuronen.

Die primäre Hemmung kann durch Mechanismen anderer Art verursacht werden, die nicht mit Veränderungen der Eigenschaften der postsynaptischen Membran verbunden sind. In diesem Fall erfolgt eine Hemmung an der präsynaptischen Membran (synaptische und präsynaptische Hemmung).

Die synaptische Hemmung (griech. Sunapsis-Kontakt, Verbindung) ist ein Nervenprozess, der auf der Interaktion eines von präsynaptischen Nervenendigungen sezernierten und sezernierten Mediators mit spezifischen Molekülen der postsynaptischen Membran beruht. Die erregende oder hemmende Wirkung des Mediators hängt von der Art der Kanäle ab, die sich in der postsynaptischen Membran öffnen. Der direkte Nachweis des Vorhandenseins spezifischer hemmender Synapsen im Zentralnervensystem wurde erstmals von D. Lloyd (1941) erbracht.

Daten zu den elektrophysiologischen Manifestationen der synaptischen Hemmung: Das Vorhandensein einer synaptischen Verzögerung, das Fehlen eines elektrischen Feldes im Bereich der synaptischen Endungen gaben Anlass, sie als Folge der chemischen Wirkung eines speziellen hemmenden Mediators zu betrachten, der von synaptischen Endungen sezerniert wird. D. Lloyd zeigte, dass, wenn sich eine Zelle in einem Depolarisationszustand befindet, ein hemmender Mediator eine Hyperpolarisation verursacht, während er vor dem Hintergrund der Hyperpolarisation der postsynaptischen Membran deren Depolarisation verursacht.

Die präsynaptische Hemmung (lateinisch praе - vor etwas + griechisch sunapsis-Kontakt, Verbindung) ist ein Sonderfall von synaptischen Hemmprozessen, die sich in der Unterdrückung der Neuronenaktivität als Folge einer Abnahme der Wirksamkeit der Wirkung erregender Synapsen auch auf die präsynaptische Verbindung durch Hemmung des Mediator-Freisetzungsprozesses durch exzitatorische Nervenendigungen ... In diesem Fall ändern sich die Eigenschaften der postsynaptischen Membran nicht. Die präsynaptische Hemmung erfolgt durch spezielle inhibitorische Interneurone. Seine strukturelle Grundlage sind axo-axonale Synapsen, die von den axonalen Enden hemmender Interneuronen und axonalen Enden von erregenden Neuronen gebildet werden.

In diesem Fall ist das Ende des Axons des hemmenden Neurons präsympathisch gegenüber dem Terminal des exzitatorischen Neurons, das sich als postsynaptisch gegenüber dem hemmenden Ende und präsynaptisch gegenüber der von ihm aktivierten Nervenzelle erweist. An den Enden des präsynaptischen hemmenden Axons wird ein Mediator freigesetzt, der eine Depolarisation der erregenden Enden bewirkt, indem er die Durchlässigkeit ihrer Membran für CI- erhöht. Die Depolarisation bewirkt eine Abnahme der Amplitude des Aktionspotentials, das am exzitatorischen Ende des Axons ankommt. Dadurch wird der Prozess der Mediatorfreisetzung durch exzitatorische Nervenendigungen unterdrückt und die Amplitude des exzitatorischen postsynaptischen Potentials nimmt ab.

Ein charakteristisches Merkmal der präsynaptischen Depolarisation ist eine verzögerte Entwicklung und lange Dauer (mehrere hundert Millisekunden), selbst nach einem einzigen afferenten Impuls.

Die präsynaptische Hemmung unterscheidet sich signifikant von der postsynaptischen und pharmakologisch. Strychnin und Tetanustoxin beeinflussen seinen Verlauf nicht. Anästhetika (Chloralose, Nembutal) verstärken und verlängern jedoch die präsynaptische Hemmung signifikant. Diese Art der Hemmung findet sich in verschiedenen Teilen des Zentralnervensystems. Am häufigsten wird es in den Strukturen des Hirnstamms und des Rückenmarks nachgewiesen. In den ersten Studien zu den Mechanismen der präsynaptischen Hemmung wurde angenommen, dass die Hemmwirkung an einem vom Soma des Neurons entfernten Punkt auftritt, daher wurde sie als „ferne“ Hemmung bezeichnet.

Die funktionelle Bedeutung der präsynaptischen Hemmung, die die präsynaptischen Enden abdeckt, durch die afferente Impulse ankommen, besteht darin, die Zufuhr von afferenten Impulsen zu den Nervenzentren zu begrenzen. Die präsynaptische Hemmung blockiert hauptsächlich schwache asynchrone afferente Signale und leitet stärkere weiter. Daher dient sie als Mechanismus zur Isolierung und Isolierung intensiverer afferenter Impulse vom allgemeinen Fluss. Dies ist für den Organismus von großer adaptiver Bedeutung, da von allen afferenten Signalen, die zu den Nervenzentren gehen, die wichtigsten unterschieden werden, die für eine bestimmte Zeit am nötigsten sind. Dadurch werden die Nervenzentren, das gesamte Nervensystem, von der Verarbeitung weniger wichtiger Informationen befreit.

Sekundäre Hemmung ist eine Hemmung, die von denselben Nervenstrukturen durchgeführt wird, in denen die Erregung stattfindet. Dieser Nervenprozess wird in den Werken von N.E. Wwedenski (1886, 1901).

Die reziproke Hemmung (lat. Reciprocus - gegenseitig) ist ein nervöser Prozess, der darauf beruht, dass die gleichen afferenten Wege, über die die Erregung einer Gruppe von Nervenzellen erfolgt, auch andere Zellgruppen durch interkaläre Neuronen hemmen. Die wechselseitige Beziehung von Erregung und Hemmung im Zentralnervensystem wurde von N.E. Vvedensky: Reizung der Haut am Hinterbein des Frosches verursacht seine Beugung und Hemmung der Beugung oder Streckung auf der gegenüberliegenden Seite. Das Zusammenspiel von Erregung und Hemmung ist eine gemeinsame Eigenschaft des gesamten Nervensystems und findet sich sowohl im Gehirn als auch im Rückenmark. Es wurde experimentell nachgewiesen, dass die normale Leistung jeder natürlichen motorischen Handlung auf dem Zusammenspiel von Erregung und Hemmung an denselben Neuronen des Zentralnervensystems beruht.

Die allgemeine zentrale Hemmung ist ein nervöser Prozess, der sich während jeder Reflexaktivität entwickelt und fast das gesamte zentrale Nervensystem erfasst, einschließlich der Zentren des Gehirns. Eine allgemeine zentrale Hemmung manifestiert sich in der Regel vor dem Einsetzen einer motorischen Reaktion. Es kann sich mit einer so geringen Reizintensität manifestieren, bei der die motorische Wirkung fehlt. Diese Art der Hemmung wurde erstmals von I.S. Beritow (1937). Es bietet eine Konzentration der Erregung anderer Reflex- oder Verhaltenshandlungen, die unter dem Einfluss von Reizen auftreten können. Eine wichtige Rolle bei der Bildung der allgemeinen zentralen Hemmung spielt die gallertartige Substanz des Rückenmarks.

Bei elektrischer Reizung der gallertartigen Substanz im Wirbelsäulenpräparat der Katze kommt es zu einer generellen Hemmung von Reflexreaktionen durch Reizung der Sinnesnerven. Die allgemeine Hemmung ist ein wichtiger Faktor bei der Schaffung einer integralen Verhaltensaktivität von Tieren sowie bei der Sicherstellung der selektiven Erregung bestimmter Arbeitsorgane.

Parabiotische Hemmung entsteht bei pathologischen Zuständen, wenn die Labilität der Strukturen des Zentralnervensystems abnimmt oder eine sehr massive gleichzeitige Erregung einer Vielzahl von afferenten Bahnen auftritt, wie zB beim traumatischen Schock.

Einige Forscher identifizieren eine andere Art von Hemmung – Hemmung nach Erregung. Es entwickelt sich in Neuronen nach dem Ende der Erregung als Folge einer starken Hyperpolarisation der Spurenmembranen (postsynaptisch).

Die Hemmung ist ein besonderer Nervenvorgang, der durch Erregung hervorgerufen wird und sich äußerlich in der Unterdrückung einer anderen Erregung äußert. Es kann sich aktiv durch die Nervenzelle und ihre Prozesse ausbreiten. Er begründete die Lehre der zentralen Hemmung von I. M. Sechenov (1863), der feststellte, dass der Biegereflex des Frosches durch chemische Stimulation des Mittelhirns gehemmt wird. Die Hemmung spielt eine wichtige Rolle bei der Aktivität des Zentralnervensystems, nämlich: bei der Koordination von Reflexen; im Verhalten von Mensch und Tier; bei der Regulierung der Aktivität innerer Organe und Systeme; bei der Umsetzung der Schutzfunktion von Nervenzellen.

Arten der Hemmung im Zentralnervensystem

Die zentrale Hemmung verteilt sich je nach Lokalisation in prä- und postsynaptisch;

durch die Art der Polarisation (Membranladung) - auf Hyper- und Depolarisation;

entsprechend der Struktur der hemmenden neuronalen Schaltkreise - in reziproke oder verbundene, umgekehrte und laterale.

Die präsynaptische Hemmung ist, wie der Name schon sagt, in den präsynaptischen Elementen lokalisiert und ist mit einer Hemmung von Nervenimpulsen in den axonalen (präsynaptischen) Enden verbunden. Das histologische Substrat einer solchen Hemmung sind axonale Synapsen. Ein hemmendes Plug-in-Axon nähert sich dem exzitatorischen Axon, das den hemmenden Neurotransmitter GABA freisetzt. Dieser Mediator wirkt auf die postsynaptische Membran, die Membran des exzitatorischen Axons, und bewirkt dort eine Depolarisation. Die resultierende Depolarisation hemmt den Eintritt von Ca2+ aus dem synaptischen Spalt in den Abschluss des exzitatorischen Axons und führt somit zu einer verminderten Freisetzung des exzitatorischen Mediators in den synaptischen Spalt, Hemmung der Reaktion. Die präsynaptische Hemmung erreicht ein Maximum in 15-20 ms und dauert etwa 150 ms, also viel länger als die postsynaptische Hemmung. Die präsynaptische Hemmung wird durch Anfallsgifte blockiert - Biculin und Picrotoxin, die kompetitive GABA-Antagonisten sind.

Die postsynaptische Hemmung (HPS) wird durch die Freisetzung eines hemmenden Mediators durch das präsynaptische Ende des Axons verursacht, der die Erregbarkeit der Somamembranen und Dendriten der Nervenzelle, mit der es in Kontakt kommt, verringert oder hemmt. Es ist mit der Existenz hemmender Neuronen verbunden, deren Axone Nervenenden auf dem Soma und den Dendriten von Zellen bilden und hemmende Mediatoren freisetzen - GABA und Glycin. Unter dem Einfluss dieser Mediatoren kommt es zur Hemmung erregender Neuronen. Beispiele für hemmende Neuronen sind Renshaw-Zellen im Rückenmark, birnenförmige Neuronen (Purkinje-Zellen des Kleinhirns), Sternzellen der Großhirnrinde, des Gehirns usw.

Die Studie von P. G. Kostyuk (1977) bewies, dass die postsynaptische Hemmung mit einer primären Hyperpolarisation der Neuronen-Soma-Membran verbunden ist, die auf einer Erhöhung der Permeabilität der postsynaptischen Membran für K + beruht. Aufgrund der Hyperpolarisation entfernt sich das Niveau des Membranpotentials vom kritischen (Schwellen-)Niveau. Das heißt, es nimmt zu - Hyperpolarisation. Dies führt zu einer Hemmung des Neurons. Diese Art der Hemmung wird als hyperpolarisierend bezeichnet.

Die Amplitude und Polarität des SHPS hängen vom anfänglichen Niveau des Membranpotentials des Neurons selbst ab. Der Mechanismus dieses Phänomens ist mit Cl + verbunden. Mit dem Einsetzen der TPSP-Entwicklung dringt Cl- in die Zelle ein. Wenn sich mehr davon in der Zelle befindet als außerhalb, passt sich Glycin der Membran an und durch seine offenen Öffnungen verlässt Cl + die Zelle. Die Zahl der negativen Ladungen nimmt darin ab, es entwickelt sich eine Depolarisation. Diese Art der Hemmung wird Depolarisation genannt.

Lokale postsynaptische Hemmung. Es entwickelt sich allmählich, kann summiert werden, hinterlässt keine Feuerfestigkeit. Sie ist eine schnellere, gezieltere und vielseitigere Bremse. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um die „zentrale Hemmung“, die seinerzeit von Ch. S. Sherrington (1906).

Je nach Struktur der hemmenden neuronalen Kette werden folgende Formen der postsynaptischen Hemmung unterschieden: reziproke, umgekehrte und laterale, die eigentlich eine Art Umkehrung ist.

Die reziproke (kombinierte) Hemmung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Erregung beispielsweise der Motoneuronen der Beugemuskeln bei der Aktivierung der Afferenzen gleichzeitig (diesesseitig) die Motoneuronen der Streckmuskeln auf das gleiche Gelenk wirken sind gehemmt. Dies geschieht, weil Afferenzen von Muskelspindeln erregende Synapsen an den Motoneuronen der agonistischen Muskeln und durch das eingefügte hemmende Neuron hemmende Synapsen an den Motoneuronen der antagonistischen Muskeln bilden. Aus physiologischer Sicht ist eine solche Hemmung sehr vorteilhaft, da sie die Bewegung des Gelenks "automatisch" erleichtert, ohne zusätzliche willkürliche oder unwillkürliche Kontrolle.

Rückwärtsbremsen. In diesem Fall weichen ein oder mehrere Kollateralen von den Axonen des Motoneurons ab, die auf steckbare inhibitorische Neuronen, beispielsweise Renshaw-Zellen, gerichtet sind. Renshaw-Zellen wiederum bilden hemmende Synapsen zu Motoneuronen. Bei Erregung des Motoneurons werden auch Renshaw-Zellen aktiviert, wodurch die Membran des Motoneurons hyperpolarisiert und in ihrer Aktivität gehemmt wird. Je stärker das Motoneuron erregt wird, desto spürbarer sind die Hemmwirkungen durch Renshaw-Zellen. Somit funktioniert die umgekehrte postsynaptische Hemmung nach dem Prinzip der negativen Rückkopplung. Es wird angenommen, dass diese Art der Hemmung für die Selbstregulation der neuronalen Erregung sowie zur Verhinderung ihrer Übererregung und Krampfreaktionen erforderlich ist.

Seitliche Hemmung. Die inhibitorische Neuronenkette ist dadurch gekennzeichnet, dass steckbare inhibitorische Neuronen nicht nur auf die entzündete Zelle, sondern auch auf benachbarte Neuronen wirken, bei denen die Erregung schwach oder ganz ausbleibt. Eine solche Hemmung wird lateral genannt, da die sich bildende Hemmungsstelle seitlich (lateral) vom erregten Neuron eingeschlossen ist. Es spielt eine besonders wichtige Rolle in sensorischen Systemen und erzeugt das Phänomen des Kontrasts.

Die postsynaptische Hemmung wird überwiegend leicht durch die Einführung von Strychnin beseitigt, das mit einem hemmenden Mediator (Glycin) auf der postsynaptischen Membran konkurriert. Tetanustoxin unterdrückt auch die postsynaptische Hemmung, indem es die Transmitterfreisetzung von hemmenden präsynaptischen Enden unterbricht. Daher wird die Einführung von Strychnin oder Tetanustoxin von Krämpfen begleitet, die durch einen starken Anstieg des Erregungsprozesses im Zentralnervensystem, insbesondere in Motoneuronen, entstehen.

Im Zusammenhang mit der Aufklärung der ionischen Mechanismen der postsynaptischen Hemmung wurde es möglich, den Wirkmechanismus von Br zu erklären. Natriumbromid in optimaler Dosierung wird in der klinischen Praxis häufig als Beruhigungsmittel (Sedativum) verwendet. Es wurde nachgewiesen, dass diese Wirkung von Natriumbromid mit einer erhöhten postsynaptischen Hemmung im Zentralnervensystem einhergeht. -

Rolle verschiedener Arten der Zentralbremsung

Die Hauptaufgabe der zentralen Hemmung besteht darin, im Zusammenspiel mit der zentralen Erregung die Möglichkeit der Analyse und Synthese von Nervensignalen im Zentralnervensystem und damit die Möglichkeit der Koordination aller Körperfunktionen untereinander und mit der Umwelt zu gewährleisten. Diese Rolle der zentralen Hemmung wird Koordination genannt. Einige Arten der zentralen Hemmung erfüllen nicht nur eine koordinierende, sondern auch eine schützende (Wächter-)Rolle. Es wird angenommen, dass die wichtigste koordinierende Rolle der präsynaptischen Hemmung die Hemmung im Zentralnervensystem durch unbedeutende afferente Signale ist. Aufgrund der direkten postsynaptischen Hemmung ist die Aktivität der antagonistischen Zentren konsistent. Die umgekehrte Hemmung, die die maximal mögliche Frequenz der Entladungen von Motoneuronen des Rückenmarks begrenzt, spielt auch eine koordinierende Rolle (koordiniert die maximale Frequenz der Entladungen von Motoneuronen mit der Kontraktionsrate der Muskelfasern, die sie innervieren) und eine schützende Rolle ( verhindert die Erregung von Motoneuronen). Bei Säugetieren ist diese Art der Hemmung hauptsächlich in den spinalen afferenten Systemen verteilt. In den höheren Teilen des Gehirns, nämlich in der Großhirnrinde, dominiert die postsynaptische Hemmung.

Welche funktionelle Bedeutung hat die präsynaptische Hemmung? Dadurch erfolgt die Wirkung nicht nur auf den rückenmarkseigenen Reflexapparat, sondern auch auf die synaptische Schaltung mehrerer durch das Gehirn aufsteigender Bahnen. Bekannt ist auch die absteigende präsynaptische Hemmung der primären afferenten Fasern der Aa-Gruppe und kutaner Afferenzen. In diesem Fall ist die präsynaptische Hemmung offensichtlich die erste "Stufe" der aktiven Einschränkung von Informationen, die von außen kommen. Im Zentralnervensystem, insbesondere im Rückenmark, wirkt die präsynaptische Hemmung oft als eine Art negatives Feedback, das afferente Impulse bei starken (z .

Die funktionellen Eigenschaften von Synapsen sind nicht dauerhaft. Unter bestimmten Bedingungen kann die Wirksamkeit ihrer Aktivitäten zu- oder abnehmen. Normalerweise wird bei hohen Stimulationsfrequenzen (mehrere Hundert pro 1 s) die synaptische Übertragung für mehrere Sekunden oder sogar Minuten erleichtert. Dieses Phänomen wird als synaptische Potenzierung bezeichnet. Eine solche synaptische Potenzierung kann auch am Ende der tetanischen Stimulation beobachtet werden. Dann wird es als posttetanische Potenzierung (PTP) bezeichnet. PTP (langfristige Steigerung der Effizienz der Kommunikation zwischen Neuronen) beruht wahrscheinlich auf Veränderungen der funktionellen Fähigkeiten der präsynaptischen Faser, nämlich ihrer Hyperpolarisation. Dies geht wiederum mit einer erhöhten Freisetzung des Mediators in den synaptischen Spalt und dem Auftreten einer erhöhten EPSP in der postsynaptischen Struktur einher. Es gibt auch Hinweise auf strukturelle Veränderungen der PTP (Schwellung und Wachstum präsynaptischer Enden, Verengung des synaptischen Spalts usw.).

PTP wird in den höheren Teilen des Zentralnervensystems (zum Beispiel im Hippocampus, pyramidale Neuronen der Großhirnrinde) viel besser exprimiert als in spinalen Neuronen. Zusammen mit PTP kann im synaptischen Apparat eine Postaktivierungsdepression auftreten, die sich in einer Abnahme der EPSP-Amplitude äußert. Viele Forscher verbinden diese Depression mit einer Abschwächung der Sensibilität gegenüber der Wirkung eines Mediators (Desensibilisierung) der postsynaptischen Membran oder einem anderen Verhältnis von Kosten und Mobilisierung eines Mediators.

Bildung neuer interneuronaler Verbindungen im Zentralnervensystem und deren Festigung, d.h. Lern- und Gedächtnismechanismen. Gleichzeitig ist zuzugeben, dass die plastischen Eigenschaften zentraler Synapsen noch nicht ausreichend untersucht sind.

SYNAPSE

Wie wird die Erregung von einem Neuron auf ein anderes oder von einem Neuron beispielsweise auf eine Muskelfaser übertragen? Dieses Problem ist nicht nur für professionelle Neurowissenschaftler interessant, sondern auch für Ärzte, insbesondere Pharmakologen. Die Kenntnis biologischer Mechanismen ist für die Behandlung bestimmter Krankheiten sowie für die Entwicklung neuer Medikamente und Medikamente notwendig. Tatsache ist, dass einer der Haupteinflussorte dieser Substanzen auf den menschlichen Körper die Orte sind, an denen die Erregung von einem Neuron auf ein anderes übertragen wird (oder auf eine andere Zelle, zum Beispiel eine Zelle des Herzmuskels, Gefäßwände usw.) .). Der Prozess eines Neuron-Axons wird auf ein anderes Neuron gerichtet und bildet auf diesem einen Kontakt, der als bezeichnet wird Synapse(aus dem Griechischen übersetzt - Kontakt; siehe Abb. 2.3). Es ist die Synapse, die viele Geheimnisse des Gehirns bewahrt. Die Verletzung dieses Kontakts, zum Beispiel durch Substanzen, die seine Arbeit blockieren, führt zu schlimmen Folgen für eine Person. Dies ist der Ort der Arzneimittelanwendung. Beispiele werden unten gegeben, aber jetzt schauen wir uns an, wie die Synapse funktioniert und wie sie funktioniert.

Die Schwierigkeiten dieser Studie werden durch die Tatsache bestimmt, dass die Synapse selbst sehr klein ist (ihr Durchmesser beträgt nicht mehr als 1 Mikrometer). Ein Neuron erhält solche Kontakte in der Regel von mehreren Tausend (3-10 Tausend) anderen Neuronen. Jede Synapse ist durch spezielle Gliazellen sicher verschlossen, sodass sie nur sehr schwer zu untersuchen ist. In Abb. 2.12 zeigt ein Diagramm einer Synapse, wie es sich die moderne Wissenschaft vorstellt. Trotz seiner Kleinheit ist es sehr komplex. Einer seiner Hauptbestandteile sind Blasen, die sich in der Synapse befinden. Diese Blasen enthalten eine sehr aktive biologisch aktive Substanz namens Neurotransmitter, oder Vermittler(Sender).

Erinnern wir uns daran, dass sich ein Nervenimpuls (Erregung) mit enormer Geschwindigkeit entlang der Faser bewegt und sich der Synapse nähert. Dieses Aktionspotential bewirkt eine Depolarisation der Synapsenmembran (Abb. 2.13), jedoch keine neue Anregung (Aktionspotential), sondern die Öffnung spezieller Ionenkanäle, die wir noch nicht kennen. Diese Kanäle ermöglichen es Calciumionen, in die Synapse zu gelangen. Calciumionen spielen eine sehr wichtige Rolle bei der Aktivität des Körpers. Eine spezielle Drüse der endokrinen Sekretion - die Nebenschilddrüse (sie befindet sich über der Schilddrüse) reguliert den Kalziumgehalt im Körper. Viele Krankheiten sind mit einem gestörten Kalziumstoffwechsel im Körper verbunden. Sein Mangel führt beispielsweise bei kleinen Kindern zu Rachitis.

Wie ist Calcium an der Synapse beteiligt? Calcium geht in das Zytoplasma des synaptischen Terminals ein und geht eine Bindung mit Proteinen ein, die die Membran der Vesikel bilden, in denen der Mediator gespeichert ist. Letztendlich ziehen sich die Membranen der synaptischen Vesikel zusammen und drücken ihren Inhalt in den synaptischen Spalt. Dieser Vorgang ist der Kontraktion einer Muskelfaser in einem Muskel sehr ähnlich, auf jeden Fall haben diese beiden Vorgänge auf molekularer Ebene den gleichen Mechanismus. So führt die Bindung von Kalzium durch Proteine der Vesikelmembran zu seiner Kontraktion, und der Inhalt des Vesikels wird in den Spalt injiziert (Exozytose), der die Membran eines Neurons von der Membran eines anderen trennt. Diese Lücke heißt synoptische Lücke. Aus der Beschreibung sollte klar sein, dass Die Erregung (elektrisches Aktionspotential) eines Neurons an einer Synapse geht von einem elektrischen Impuls in einen chemischen Impuls über. Mit anderen Worten, jede Erregung eines Neurons wird von der Freisetzung eines Teils einer biologisch aktiven Substanz - eines Mediators - am Ende seines Axons begleitet. Außerdem binden die Mediatormoleküle an spezielle Proteinmoleküle, die sich auf der Membran eines anderen Neurons befinden. Diese Moleküle heißen Rezeptoren. Rezeptoren sind einzigartig und binden nur einen Molekültyp. Einige Beschreibungen deuten darauf hin, dass sie wie ein "Schlüssel zu einem Schloss" passen (ein Schlüssel passt nur in Ihr eigenes Schloss).

Der Rezeptor besteht aus zwei Teilen. Das eine kann als "Erkennungszentrum" bezeichnet werden, das andere als "Ionenkanal". Besetzen die Mediatormoleküle bestimmte Stellen (Erkennungszentrum) auf dem Rezeptormolekül, dann öffnet sich der Ionenkanal und Ionen beginnen in die Zelle einzudringen (Natriumionen) oder aus der Zelle auszutreten (Kaliumionen). Mit anderen Worten, durch die Membran fließt ein Ionenstrom, der eine Änderung des Potentials über die Membran bewirkt. Dieses Potenzial wurde benannt postsynaptisches Potenzial(Abb. 2.13). Eine sehr wichtige Eigenschaft der beschriebenen Ionenkanäle ist, dass die Anzahl der offenen Kanäle durch die Anzahl der gebundenen Mediatormoleküle bestimmt wird und nicht wie bei der elektroerregbaren Membran der Nervenfaser durch das Potential an der Membran. Postsynaptische Potenziale haben also eine graduelle Eigenschaft: Die Amplitude des Potenzials wird durch die Anzahl der von Rezeptoren gebundenen Neurotransmittermoleküle bestimmt. Aufgrund dieser Abhängigkeit entwickelt sich die Amplitude des Potentials an der Neuronenmembran proportional zur Anzahl der offenen Kanäle.

Auf der Membran eines Neurons können sich gleichzeitig zwei Arten von Synapsen befinden: Bremse und erregend. Alles wird durch die Struktur des Membran-Ionenkanals bestimmt. Die Membran der erregenden Synapsen lässt sowohl Natrium- als auch Kaliumionen durch. In diesem Fall wird die Membran des Neurons depolarisiert. Die Membran der hemmenden Synapsen lässt nur Chlorionen durch und hyperpolarisiert. Wenn das Neuron gehemmt wird, erhöht sich offensichtlich das Membranpotential (Hyperpolarisation). So kann aufgrund der Wirkung durch die entsprechenden Synapsen das Neuron erregt werden oder die Erregung stoppen, verlangsamen. All diese Ereignisse treten auf dem Soma und zahlreichen Fortsätzen des Neuronendendriten auf, auf letzterem gibt es bis zu mehreren tausend hemmende und erregende Synapsen.

Lassen Sie uns als Beispiel analysieren, wie ein Neurotransmitter in einer Synapse wirkt, die als bezeichnet wird Acetylcholin. Dieser Neurotransmitter ist im Gehirn und in den peripheren Enden von Nervenfasern weit verbreitet. Auf Acetylcholin wirken beispielsweise motorische Impulse, die entlang der entsprechenden Nerven zur Kontraktion der Muskulatur unseres Körpers führen. Acetylcholin wurde in den 30er Jahren von dem österreichischen Wissenschaftler O. Levy entdeckt. Das Experiment war ganz einfach: Sie isolierten das Herz eines Frosches mit einem geeigneten Vagusnerv. Es war bekannt, dass die elektrische Stimulation des Vagusnervs zu einer Verlangsamung des Herzens führt, bis es vollständig zum Stillstand kommt. O. Levy stimulierte den Vagusnerv, bekam einen Herzstillstand und entnahm etwas Blut aus dem Herzen. Es stellte sich heraus, dass, wenn dieses Blut dem Ventrikel eines arbeitenden Herzens hinzugefügt wird, seine Kontraktionen verlangsamt werden. Die Schlussfolgerung war, dass bei Stimulation des Vagusnervs eine Substanz freigesetzt wird, die das Herz stoppt. Das war Acetylcholin. Später wurde ein Enzym entdeckt, das Acetylcholin in Cholin (Fett) und Essigsäure spaltete, wodurch die Wirkung des Mediators beendet wurde. Diese Studie war die erste, die die genaue chemische Formel des Senders und die Abfolge von Ereignissen in einer typischen chemischen Synapse aufstellte. Diese Abfolge von Ereignissen läuft auf folgendes hinaus.

Das Aktionspotential, das durch die präsynaptische Faser zur Synapse wandert, verursacht eine Depolarisation, die die Kalziumpumpe einschaltet und Kalziumionen treten in die Synapse ein; Calciumionen werden von Proteinen der Membran der synaptischen Vesikel gebunden, was zu einer aktiven Entleerung (Exozytose) der Vesikel in den synaptischen Spalt führt. Die Mediatormoleküle binden (durch das Erkennungszentrum) an die entsprechenden Rezeptoren der postsynaptischen Membran und öffnen dadurch den Ionenkanal. Ein Ionenstrom beginnt durch die Membran zu fließen, was zur Entstehung eines postsynaptischen Potenzials auf ihr führt. Je nach Art der offenen Ionenkanäle entsteht ein erregendes (offene Kanäle für Natrium- und Kaliumionen) oder hemmendes (offene Kanäle für Chlorionen) postsynaptisches Potential.

Acetylcholin ist in der Natur weit verbreitet. Zum Beispiel kommt es in Brennnesselkapseln, in Nesselzellen von Coelenteraten (zum Beispiel Süßwasserhydra, Quallen) usw. vor des Vagusnervs, der die Aktivität des Herzens und anderer innerer Organe steuert. Eine Person ist seit langem mit dem Antagonisten von Acetylcholin vertraut - dies ist ein Gift Kurare, die von den Indianern Südamerikas bei der Jagd auf Tiere verwendet wurde. Es stellte sich heraus, dass Curare, das ins Blut gelangt, das Tier immobilisiert und tatsächlich an Erstickung stirbt, aber Curare stoppt das Herz nicht. Studien haben gezeigt, dass es im Körper zwei Arten von Rezeptoren für Acetylcholin gibt: einer bindet erfolgreich Niacin und der andere - Muscarin (eine Substanz, die aus einem Pilz der Gattung Muscaris isoliert wird). An den Muskeln unseres Körpers befinden sich nikotinische Rezeptoren für Acetylcholin, während sich am Herzmuskel und den Neuronen des Gehirns Rezeptoren für muskarinisches Acetylcholin befinden.

Derzeit werden synthetische Curare-Analoga in der Medizin häufig verwendet, um Patienten während komplexer Operationen an inneren Organen zu immobilisieren. Die Verwendung dieser Mittel führt zu einer vollständigen Lähmung der motorischen Muskeln (bindet an Nikotinrezeptoren), beeinträchtigt jedoch nicht die Arbeit der inneren Orans, einschließlich des Herzens (Muskarinrezeptoren). Die Neuronen des Gehirns, die durch muskarinische Acetylcholinrezeptoren angeregt werden, spielen eine wichtige Rolle bei der Manifestation einiger mentaler Funktionen. Inzwischen ist bekannt, dass das Absterben solcher Neuronen zu seniler Demenz (Alzheimer-Krankheit) führt. Ein weiteres Beispiel, das die Bedeutung der Nikotinrezeptoren am Muskel für Acetylcholin zeigen sollte, ist eine Krankheit namens Miastenia grevis (Muskelschwäche). Dies ist eine genetisch vererbte Krankheit, das heißt, ihr Ursprung ist mit "Zusammenbrüchen" des genetischen Apparats verbunden, die vererbt werden. Die Krankheit manifestiert sich in einem Alter, das näher an der Pubertät liegt und beginnt mit einer Muskelschwäche, die allmählich zunimmt und immer umfangreichere Muskelgruppen erfasst. Der Grund für dieses Leiden war, dass der Körper des Patienten Proteinmoleküle produziert, die von den nikotinischen Acetylcholinrezeptoren perfekt gebunden werden. Wenn sie diese Rezeptoren besetzen, verhindern sie die Bindung von Acetylcholin-Molekülen an sie, die von den synaptischen Enden der motorischen Nerven freigesetzt werden. Dies führt zu einer Blockierung der synaptischen Leitung zu den Muskeln und folglich zu deren Lähmung.

Die am Beispiel von Acetylcholin beschriebene Art der synaptischen Übertragung ist nicht die einzige im Zentralnervensystem. Auch die zweite Art der synaptischen Übertragung ist beispielsweise bei Synapsen weit verbreitet, bei denen biogene Amine (Dopamin, Serotonin, Adrenalin etc.) Mediatoren sind. Bei dieser Art von Synapse findet die folgende Abfolge von Ereignissen statt. Nach Bildung des Komplexes „Mediatormolekül – Rezeptorprotein“ wird ein spezielles Membranprotein (G-Protein) aktiviert. Ein Mediatormolekül kann, wenn es an einen Rezeptor gebunden ist, viele G-Proteinmoleküle aktivieren, und dies verstärkt die Wirkung des Mediators. Jedes aktivierte G-Protein-Molekül kann in einigen Neuronen einen Ionenkanal öffnen, während es in anderen die Synthese spezieller Moleküle innerhalb der Zelle, den sogenannten sekundäre Vermittler. Sekundäre Botenstoffe können viele biochemische Reaktionen in der Zelle auslösen, die mit der Synthese beispielsweise eines Proteins verbunden sind, in diesem Fall tritt kein elektrisches Potenzial an der Neuronenmembran auf.

Es gibt auch andere Mediatoren. Im Gehirn „arbeitet“ eine ganze Gruppe von Substanzen als Mediatoren, die unter dem Namen biogene Amine. Mitte des letzten Jahrhunderts beschrieb der englische Arzt Parkinson eine Krankheit, die sich als Zittern äußerte. Dieses schwere Leiden wird durch die Zerstörung von Neuronen im Gehirn des Patienten verursacht, die in ihren Synapsen (Endungen) sezernieren Dopamin - ein Stoff aus der Gruppe der biogenen Amine. Die Körper dieser Neuronen befinden sich im Mittelhirn und bilden dort einen Cluster, der als bezeichnet wird schwarze Substanz. Neuere Studien haben gezeigt, dass Dopamin im Gehirn von Säugetieren auch mehrere Arten von Rezeptoren besitzt (derzeit sind sechs Arten bekannt). Eine weitere Substanz aus der Gruppe der biogenen Amine – Serotonin (andere Bezeichnung ist 5-Oxytryptamin) – war ursprünglich als blutdrucksteigerndes Medikament (Vasokonstriktor) bekannt. Bitte beachten Sie, dass sich dies im Namen widerspiegelt. Es stellte sich jedoch heraus, dass ein Mangel an Serotonin im Gehirn zu chronischer Schlaflosigkeit führt. In Tierversuchen wurde festgestellt, dass die Zerstörung im Hirnstamm (hintere Teile des Gehirns) spezieller Kerne, die in der Anatomie als Nahtkern, führt zu chronischer Schlaflosigkeit und weiterem Tod dieser Tiere. Biochemische Untersuchungen haben gezeigt, dass Neuronen in den Nahtkernen Serotonin enthalten. Bei Patienten mit chronischer Schlaflosigkeit wurde auch eine verminderte Serotoninkonzentration im Gehirn festgestellt.

Zu den biogenen Aminen zählen auch Adrenalin und Noradrenalin, die in den Synapsen der Neuronen des autonomen Nervensystems enthalten sind. Bei Stress werden unter dem Einfluss eines speziellen Hormons - adrenocorticotrop (weitere Details siehe unten) - auch Adrenalin und Noradrenalin aus den Zellen der Nebennierenrinde in den Blutkreislauf freigesetzt.

Aus dem Vorstehenden wird deutlich, welche Bedeutung Mediatoren für die Funktionen des Nervensystems haben. Als Reaktion auf das Eintreffen eines Nervenimpulses an der Synapse wird ein Neurotransmitter freigesetzt; Mediatormoleküle verbinden sich (komplementär - wie ein "Schlüssel zu einem Schloss") mit Rezeptoren der postsynaptischen Membran, was zur Öffnung des Ionenkanals oder zur Aktivierung intrazellulärer Reaktionen führt. Die oben diskutierten Beispiele der synaptischen Übertragung stimmen mit diesem Schema vollständig überein. Gleichzeitig ist dieses recht einfache Schema der chemischen synaptischen Übertragung dank der Forschung in den letzten Jahrzehnten viel komplizierter geworden. Mit dem Aufkommen immunchemischer Methoden konnte gezeigt werden, dass in einer Synapse mehrere Gruppen von Mediatoren koexistieren können und nicht eine, wie bisher angenommen. Zum Beispiel kann ein synaptisches Terminal gleichzeitig synaptische Vesikel enthalten, die Acetylcholin und Noradrenalin enthalten, die auf elektronischen Fotografien recht leicht identifiziert werden können (Acetylcholin ist in transparenten Vesikel mit einem Durchmesser von etwa 50 nm enthalten und Noradrenalin - in elektronendichten Vesikeln mit einem Durchmesser von bis 200 nm). Neben klassischen Mediatoren können im synaptischen Terminal ein oder mehrere Neuropeptide vorhanden sein. Die Menge der in einer Synapse enthaltenen Substanzen kann bis zu 5-6 betragen (eine Art Cocktail). Darüber hinaus kann sich die Mediatorspezifität einer Synapse während der Ontogenese ändern. Beispielsweise sind die Neuronen der sympathischen Ganglien, die bei Säugetieren die Schweißdrüsen innervieren, zunächst noradrenerg, werden aber bei erwachsenen Tieren cholinerg.

Derzeit ist es üblich, bei der Einstufung von Mediatorsubstanzen zu unterscheiden: primäre Mediatoren, begleitende Mediatoren, Modulator-Mediatoren und allosterische Mediatoren. Als primäre Mediatoren gelten solche, die direkt auf die Rezeptoren der postsynaptischen Membran wirken. Begleitmediatoren und Modulatormediatoren können eine Kaskade enzymatischer Reaktionen auslösen, die beispielsweise den Rezeptor für den primären Mediator phosphorylieren. Allosterische Mediatoren können an kooperativen Interaktionsprozessen mit primären Mediatorrezeptoren teilnehmen.

Als Vorbild diente lange Zeit die synaptische Übertragung an einer anatomischen Adresse (Punkt-zu-Punkt-Prinzip). Die Entdeckungen der letzten Jahrzehnte, insbesondere der Mediatorfunktion von Neuropeptiden, haben gezeigt, dass das Prinzip der Übertragung durch eine chemische Adresse auch im Nervensystem möglich ist. Mit anderen Worten, ein von einem bestimmten Terminal freigesetzter Mediator kann nicht nur auf "seine" postsynaptische Membran wirken, sondern auch außerhalb der gegebenen Synapse - auf die Membranen anderer Neuronen mit entsprechenden Rezeptoren. Somit wird die physiologische Reaktion nicht durch einen präzisen anatomischen Kontakt bereitgestellt, sondern durch das Vorhandensein eines entsprechenden Rezeptors auf der Zielzelle. Tatsächlich ist dieses Prinzip in der Endokrinologie seit langem bekannt und neuere Studien haben eine breitere Anwendung dafür gefunden.

Alle bekannten Typen von Chemorezeptoren auf der postsynaptischen Membran werden in zwei Gruppen eingeteilt. Eine Gruppe umfasst Rezeptoren, die einen Ionenkanal umfassen, der sich öffnet, wenn Mediatormoleküle an das "erkennende" Zentrum binden. Rezeptoren der zweiten Gruppe (metabotrope Rezeptoren) öffnen den Ionenkanal indirekt (durch eine Kette biochemischer Reaktionen), insbesondere durch die Aktivierung spezieller intrazellulärer Proteine.

Zu den häufigsten gehören Mediatoren aus der Gruppe der biogenen Amine. Diese Gruppe von Mediatoren wird durch mikrohistologische Methoden recht zuverlässig identifiziert. Zwei Gruppen biogener Amine sind bekannt: Katecholamine (Dopamin, Noradrenalin und Adrenalin) und Indolamin (Serotonin). Die Funktionen biogener Amine im Körper sind sehr vielfältig: Mediator, hormonell, Regulation der Embryogenese.

Die Hauptquelle noradrenerger Axone sind die Neuronen der Makulablau und angrenzende Bereiche des Mittelhirns (Abb. 2.14). Die Axone dieser Neuronen sind im Hirnstamm, dem Kleinhirn, in den Großhirnhemisphären weit verbreitet. In der Medulla oblongata befindet sich eine große Ansammlung noradrenerger Neuronen im ventrolateralen Kern der Formatio reticularis. Im Zwischenhirn (Hypothalamus) sind noradrenerge Neuronen zusammen mit dopaminergen Neuronen Teil des Hypothalamus-Hypophysen-Systems. Noradrenerge Neuronen kommen in großer Zahl im peripheren Nervensystem vor. Ihre Körper liegen in einer sympathischen Kette und in einigen intramuralen Ganglien.

Dopaminerge Neuronen bei Säugetieren befinden sich hauptsächlich im Mittelhirn (dem sogenannten nigro-neostriatalen System) sowie im Hypothalamus. Die Dopaminketten im Gehirn von Säugetieren sind gut verstanden. Es sind drei Hauptketten bekannt, die alle aus einer Ein-Neuronen-Kette bestehen. Die Neuronenkörper befinden sich im Hirnstamm und senden Axone in andere Hirnareale (Abb. 2.15).

Eine Kette ist sehr einfach. Der Körper des Neurons befindet sich im Hypothalamus und sendet ein kurzes Axon an die Hypophyse. Dieser Weg ist Teil des Hypothalamus-Hypophysen-Systems und steuert das endokrine Drüsensystem.

Das zweite Dopaminsystem ist ebenfalls gut verstanden. Es ist eine Substantia nigra, von der viele Zellen Dopamin enthalten. Die Axone dieser Neuronen werden in das Striatum projiziert. Dieses System enthält ungefähr 3/4 des Dopamins im Gehirn. Es ist entscheidend bei der Regulierung tonischer Bewegungen. Ein Dopaminmangel in diesem System führt zur Parkinson-Krankheit. Es ist bekannt, dass bei dieser Krankheit der Tod der Neuronen der Substantia nigra auftritt. Die Verabreichung von L-DOPA (einer Vorstufe von Dopamin) lindert einige der Krankheitssymptome bei Patienten.

Das dritte dopaminerge System ist an der Manifestation von Schizophrenie und einigen anderen psychischen Erkrankungen beteiligt. Die Funktionen dieses Systems sind noch nicht ausreichend untersucht, obwohl die Wege selbst bekannt sind. Die Neuronenkörper liegen im Mittelhirn neben der Substantia nigra. Sie projizieren Axone in die darüber liegenden Strukturen des Gehirns, der Großhirnrinde und des limbischen Systems, insbesondere des frontalen Kortex, der Septumregion und des entorhinalen Kortex. Der entorhinale Kortex wiederum ist die Hauptquelle für Projektionen zum Hippocampus.

Nach der Dopamin-Hypothese der Schizophrenie ist das dritte dopaminerge System bei dieser Krankheit überaktiv. Diese Ideen entstanden nach der Entdeckung von Substanzen, die einige der Symptome der Krankheit lindern. Chlorpromazin und Haloperidol haben beispielsweise unterschiedliche chemische Eigenschaften, aber sie unterdrücken gleichermaßen die Aktivität des dopaminergen Systems des Gehirns und die Manifestation einiger Symptome der Schizophrenie. Patienten mit Schizophrenie, die diese Medikamente ein Jahr lang erhalten haben, entwickeln Bewegungsstörungen, die als Spätdyskinesie bezeichnet werden (wiederholte bizarre Bewegungen der Gesichtsmuskeln, einschließlich der Mundmuskulatur, die der Patient nicht kontrollieren kann).

Serotonin wurde fast gleichzeitig als vasokonstriktorischer Faktor im Serum entdeckt (1948) und Enterramin, das von enterochromaffinen Zellen der Darmschleimhaut sezerniert wird. 1951 wurde die chemische Struktur von Serotonin entschlüsselt und erhielt einen neuen Namen - 5-Hydroxytryptamin. Bei Säugetieren wird es durch Hydroxylierung der Aminosäure Tryptophan und anschließende Decarboxylierung gebildet. 90 % des Serotonins wird im Körper von enterochromaffinen Zellen der Schleimhaut des gesamten Verdauungstraktes produziert. Intrazelluläres Serotonin wird durch die in den Mitochondrien enthaltene Monoaminoxidase inaktiviert. Extrazelluläres Serotonin wird durch Peruloplasmin oxidiert. Der größte Teil des produzierten Serotonins bindet an die Blutplättchen und wird durch den Blutkreislauf durch den Körper transportiert. Der andere Teil wirkt als lokales Hormon, fördert die Autoregulation der Darmperistaltik und moduliert die epitheliale Sekretion und Resorption im Darmtrakt.

Serotonerge Neuronen sind im Zentralnervensystem weit verbreitet (Abb. 2.16). Sie finden sich in den dorsalen und medialen Kernen der Naht der Medulla oblongata sowie im Mittelhirn und im Pons pons. Serotonerge Neuronen innervieren große Bereiche des Gehirns, einschließlich der Großhirnrinde, des Hippocampus, des Globus pallidus, der Amygdala und des Hypothalamus. Im Zusammenhang mit dem Schlafproblem ist das Interesse an Serotonin geweckt worden. Als die Kerne der Naht zerstört wurden, litten die Tiere an Schlaflosigkeit. Einen ähnlichen Effekt hatten Substanzen, die die Speicherung von Serotonin im Gehirn abbauen.

Die höchste Serotoninkonzentration findet sich in der Zirbeldrüse. Serotonin wird in der Zirbeldrüse in Melatonin umgewandelt, das an der Hautpigmentierung beteiligt ist und bei vielen Tieren auch die Aktivität der weiblichen Keimdrüsen beeinflusst. Der Gehalt an Serotonin und Melatonin in der Zirbeldrüse wird durch den Hell-Dunkel-Zyklus über das sympathische Nervensystem gesteuert.

Aminosäuren sind eine weitere Gruppe von ZNS-Mediatoren. Es ist seit langem bekannt, dass das Nervengewebe mit seiner hohen Stoffwechselrate signifikante Konzentrationen einer ganzen Reihe von Aminosäuren enthält (in absteigender Reihenfolge aufgelistet): Glutaminsäure, Glutamin, Asparaginsäure, Gamma-Aminobuttersäure (GABA).

Glutamat im Nervengewebe wird hauptsächlich aus Glukose gebildet. Bei Säugetieren findet sich die höchste Menge an Glutamat im Telencephalon und Kleinhirn, wo seine Konzentration etwa doppelt so hoch ist wie im Hirnstamm und im Rückenmark. Im Rückenmark ist Glutamat ungleichmäßig verteilt: In den Hinterhörnern ist es stärker konzentriert als in den Vorderhörnern. Glutamat ist einer der am häufigsten vorkommenden Mediatoren im zentralen Nervensystem.

Postsynaptische Glutamatrezeptoren werden nach ihrer Affinität (Affinität) für drei exogene Agonisten klassifiziert – Quisgulat, Kainat und N-Methyl-D-Aspartat (NMDA). Ionenkanäle, die durch Quisgulat und Kainat aktiviert werden, ähneln Kanälen, die von Nikotinrezeptoren gesteuert werden - sie lassen eine Mischung von Kationen durch (Na + und. K+). Die Stimulation von NMDA-Rezeptoren hat ein komplexes Aktivierungsmuster: Der Ionenstrom, der bei geöffnetem Ionenkanal des Rezeptors nicht nur von Na + und K +, sondern auch von Ca ++ getragen wird, hängt vom Membranpotential ab. Die spannungsabhängige Natur dieses Kanals wird durch den unterschiedlichen Grad seiner Blockierung durch Mg ++ -Ionen unter Berücksichtigung der Höhe des Membranpotentials bestimmt. Bei einem Ruhepotential von ca. -75 mV konkurrieren Mg++-Ionen, die überwiegend im interzellulären Medium vorkommen, mit Ca++- und Na+-Ionen um die entsprechenden Membrankanäle (Abb. 2.17). Da das Mg ++ -Ion die Pore nicht passieren kann, wird der Kanal jedes Mal blockiert, wenn das Mg ++ -Ion dorthin gelangt. Dies führt zu einer Verringerung der offenen Kanalzeit und der Membranleitfähigkeit. Wenn die Neuronenmembran depolarisiert ist, nimmt die Anzahl der Mg++-Ionen, die den Ionenkanal schließen, ab und Ca++, Na+ und Ionen können den Kanal frei passieren. K+. Bei seltenen Stimulationen (das Ruhepotential ändert sich wenig) des glutamatergen Rezeptors, tritt EPSP hauptsächlich aufgrund der Aktivierung von Quisgulat- und Kainat-Rezeptoren auf; der Beitrag von NMDA-Rezeptoren ist unbedeutend. Bei längerer Membrandepolarisation (rhythmische Stimulation) wird der Magnesiumblock entfernt und NMDA-Kanäle beginnen, Ca ++, Na + und Ionen zu leiten. K+. Ca ++ -Ionen können durch sekundäre Mediatoren minPSP potenzieren (verstärken), was beispielsweise zu einer langfristigen Erhöhung der synaptischen Leitfähigkeit führen kann, die Stunden oder sogar Tage anhält.

Von den hemmenden Mediatoren kommt GABA im zentralen Nervensystem am häufigsten vor. Es wird aus L-Glutaminsäure in einem Schritt durch das Enzym Decarboxylase synthetisiert, dessen Anwesenheit der limitierende Faktor dieses Mediators ist. Auf der postsynaptischen Membran gibt es zwei Arten von GABA-Rezeptoren: GABAA (öffnet Kanäle für Chlorionen) und GABAB (öffnet Kanäle für K+ oder Ca++, je nach Zelltyp). In Abb. 2.18 zeigt ein Diagramm des GABA-Rezeptors. Interessant ist, dass es einen Benzodiazipin-Rezeptor enthält, dessen Anwesenheit die Wirkung der sogenannten kleinen (Tages-) Tranquilizer (Seduxen, Tazepam usw.) erklärt. Die Beendigung der Wirkung des Mediators in den GABA-Synapsen erfolgt nach dem Prinzip der Reabsorption (Mediatormoleküle werden durch einen speziellen Mechanismus aus dem synaptischen Spalt in das Zytoplasma des Neurons aufgenommen). Bicuculin ist ein bekannter GABA-Antagonist. Es passiert die Blut-Hirn-Schranke gut, hat bereits in kleinen Dosen eine starke Wirkung auf den Körper und verursacht Krämpfe und Tod. GABA kommt in einer Reihe von Neuronen im Kleinhirn (in Purkinje-Zellen, Golgi-Zellen, Korbzellen), Hippocampus (in Korbzellen), im Riechkolben und in der Substantia nigra vor.

Die Identifizierung der GABA-Ketten im Gehirn ist schwierig, da GABA in einer Reihe von Körpergeweben häufig am Stoffwechsel beteiligt ist. Metabolisches GABA wird nicht als Neurotransmitter verwendet, obwohl die Moleküle chemisch gleich sind. GABA wird durch das Enzym Decarboxylase bestimmt. Die Methode basiert auf der Gewinnung von Antikörpern gegen Decarboxylase bei Tieren (Antikörper werden extrahiert, markiert und in das Gehirn injiziert, wo sie an Decarboxylase binden).

Ein weiterer bekannter hemmender Mediator ist Glycin. Glycinerge Neuronen kommen hauptsächlich im Rückenmark und in der Medulla oblongata vor. Es wird angenommen, dass diese Zellen als hemmende Interneurone wirken.

Acetylcholin ist einer der ersten untersuchten Mediatoren. Es ist im peripheren Nervensystem extrem verbreitet. Ein Beispiel sind die Motoneuronen des Rückenmarks und die Neuronen der Hirnnervenkerne. Typischerweise werden cholinerge Ketten im Gehirn durch die Anwesenheit des Enzyms Cholinesterase bestimmt. Im Gehirn befinden sich die Körper der cholinergen Neuronen im Kern des Septums, dem Kern des Diagonalbündels (Broca) und den Basalkernen. Neuroanatomen glauben, dass diese Neuronengruppen tatsächlich eine Population cholinerger Neuronen bilden: den Kern des pedneralen Gehirns, den Nucleus basalis (er befindet sich im basalen Teil des Vorderhirns) (Abb. 2.19). Die Axone der entsprechenden Neuronen werden auf die Strukturen des Vorderhirns, insbesondere auf den Neocortex und Hippocampus, projiziert. Beide Arten von Acetylcholinrezeptoren (muskarinische und nikotinische) werden hier gefunden, obwohl angenommen wird, dass muskarinische Rezeptoren die rostraleren Hirnstrukturen dominieren. Nach neueren Daten scheint das Acetylcholin-System eine wichtige Rolle bei den Prozessen zu spielen, die mit höheren integrativen Funktionen verbunden sind, die die Beteiligung des Gedächtnisses erfordern. So konnte beispielsweise gezeigt werden, dass in den Gehirnen von Patienten, die an der Alzheimer-Krankheit gestorben sind, ein massiver Verlust cholinerger Neuronen im Nucleus basalis auftritt.

GABA - Gamma-Aminobuttersäure - ist der wichtigste hemmende Neurotransmitter im Gehirn, er ist sowohl an der postsynaptischen als auch an der präsynaptischen Hemmung beteiligt. GABA wird aus Glutamat unter dem Einfluss von Glutamat-Decarboxylase gebildet und interagiert mit zwei Arten von GABA-Rezeptoren postsynaptischer Membranen von Synapsen: Verwendung von Barbituraten; b) bei Interaktion mit GABAB-Rezeptoren erhöht sich die Permeabilität von Ionenkanälen für K + -Ionen. Glycin - hemmender Neurotransmitter, der hauptsächlich von Neuronen des Rückenmarks und des Hirnstamms sezerniert wird. Es erhöht die Leitfähigkeit von Ionenkanälen der postsynaptischen Membran für SG-Ionen, was zur Entwicklung einer Hyperpolarisation - HPS - führt. Der Glycin-Antagonist ist Strychnin, dessen Einführung zu Muskelhyperaktivität und Konvulsion führt, was die wichtige Rolle der postsynaptischen Hemmung für die normale Funktion des Zentralnervensystems bestätigt. Tetanustoxin führt auch zu Krampfanfällen. Auf Proteine wirken synaptobrevin Vesikelmembranen blockiert es die Exozytose des präsynaptischen hemmenden Neurotransmitters, was zu einer scharfen Erregung des Zentralnervensystems führt.

Elektrische Synapsen

Die interneuronale Erregungsübertragung kann auch elektrisch, also ohne Mitwirkung von Mediatoren, erfolgen. Voraussetzung dafür ist ein enger Kontakt zwischen zwei bis zu 9 nm breiten Zellen. So kann Natriumstrom von einer von ihnen durch die offenen Kanäle der anderen Membran fließen. Das heißt, die Quelle des postsynaptischen Stroms des zweiten Neurons ist die präsynaptische Membran des ersten. Der Prozess ist vermittlerlos; ausschließlich von Kanalproteinen bereitgestellt (Lipidmembranen für Ionen sind undurchlässig). Es sind diese interzellulären Verbindungen, die als Nexus (Gap Junctions) bezeichnet werden. Sie befinden sich in den Membranen zweier Neuronen strikt gegenüberliegend - dh auf derselben Linie; großer Durchmesser (bis zu 1,5 nm Durchmesser), der sogar Makromoleküle mit einem Gewicht von bis zu 1000 ermöglicht. Bestehen aus Untereinheiten mit einem Gewicht von bis zu 25000, deren Anwesenheit im Zentralnervensystem sowohl von Wirbeltieren als auch von Wirbellosen üblich ist; ist in Gruppen von synchron funktionierenden Zellen inhärent (insbesondere im Kleinhirn zwischen Kornzellen).

Die meisten elektrischen Synapsen sind erregend. Bei bestimmten morphologischen Merkmalen können sie jedoch hemmend sein. Bei zweiseitiger Leitung wirken einige von ihnen gleichrichtend, dh sie leiten den elektrischen Strom viel besser von präsynaptischen zu postsynaptischen als in umgekehrter Richtung.

Erregung durch Synapsen leiten

Jedes Nervenzentrum hat seine eigenen morphologischen und funktionellen Besonderheiten. Aber die Neurodynamik eines jeden von ihnen basiert auf einer Reihe gemeinsamer Merkmale. Sie sind mit Mechanismen der Erregungsübertragung in Synapsen verbunden; mit der Interaktion zwischen den Neuronen, die dieses Zentrum bilden; mit genetisch programmierten funktionellen Merkmalen von Neuronen und Verbindungen zwischen ihnen.

Die Merkmale der Erregung durch Synapsen sind wie folgt.

1 Einseitigkeit der Erregung. Im Axon verläuft die Erregung vom Ort ihres Ursprungs, im Nervenzentrum, in beide Richtungen - nur in eine Richtung: vom Rezeptor zum Effektor (also auf Synapsenebene von der präsynaptischen Membran zur postsynaptischen), was erklärt wird durch die strukturell funktionelle Organisation der Synapse, nämlich - das Fehlen synaptischer Vesikel mit einem Transmitter in postsynaptischen Neuronen, 2 Snaptnchna Verzögerung in der Durchführung der Erregung. Die Erregung im Nervenzentrum erfolgt mit geringerer Geschwindigkeit als in anderen Teilen des Reflexbogens. Dies liegt an der Tatsache, dass es für die Freisetzungsprozesse des Mediators verwendet wird, mit den physikalisch-chemischen Prozessen, die in der Synapse auftreten, mit der Entstehung von EPSP und der Erzeugung von AP. All dies in einer Synapse dauert 0,5-1 ms. Dieses Phänomen wird als synaptische Verzögerung bei der Erregungsleitung bezeichnet. Je komplexer der Reflexbogen, desto mehr Synapsen und dementsprechend größer die synaptische Verzögerung.

Die Summe der synaptischen Verzögerungen im Reflexbogen heißt vorhandener Reflex. Die Zeit vom Einsetzen des Reizes bis zum Auftreten der Reflexantwort wird als Latenzzeit (LP) des Reflexes bezeichnet. Die Dauer dieser Periode hängt von der Anzahl der Neuronen und damit Synapsen ab, die an dem Reflex beteiligt sind. Zum Beispiel hat der Sehnenkniereflex, dessen Reflexbogen monosynaptisch ist, eine Latenz von 24 ms und die visuelle oder auditive Reaktion beträgt 200 ms.

Je nachdem, ob erregende oder hemmende Neuronen synaptische Kontakte herstellen, kann das Signal verstärkt oder unterdrückt werden. Die Mechanismen der Interaktion zwischen erregenden und hemmenden Einflüssen auf ein Neuron liegen ihrer integrativen Funktion zugrunde.

Ein solcher Interaktionsmechanismus ist die Summation von exzitatorischen Einflüssen auf das Neuron - exzitatorisches postsynaptisches Potential (EPSP) oder hemmende Wirkungen - hemmendes postsynaptisches Potential (PSP) oder gleichzeitig exzitatorisch (EPSP) und hemmend (PSP).

3 Summation nervöser Prozesse - das Phänomen der Entstehung von Erregung unter bestimmten Bedingungen der Anwendung unterschwelliger Reize. Die Summation wird von I. M. Sechenov beschrieben. Es gibt zwei Arten der Summation: temporäre Summation und räumliche Summation (Abb. 3.15).

Temporäre Summation - das Auftreten von Erregung für eine Reihe von unterschwelligen Reizen, die nacheinander von einem Rezeptorfeld in die Zelle oder das Zentrum eintreten (Abb. 3.16). Die Häufigkeit der Reize sollte so sein

REIS. 3.15. Zusammenfassung der Aufregung. A - temporäre Summation. B - räumliche Summation

REIS. 3.16.

so dass das Intervall zwischen ihnen nicht mehr als 15 ms beträgt, dh die Dauer des EPSP ist kürzer. Unter diesen Bedingungen entwickelt sich EPSP für den nächsten Stimulus, bevor EPSP für den vorherigen Stimulus endet. EPSPs werden aufsummiert, ihre Amplitude nimmt zu und schließlich, wenn der kritische Depolarisationsgrad erreicht ist, erscheint AP.

Räumliche Summation - das Auftreten von Erregung (EPSP) bei gleichzeitiger Anwendung mehrerer unterschwelliger Reize auf verschiedene Teile des Rezeptorfeldes (Abb. 3.17).

Treten EPSPs gleichzeitig in mehreren Synapsen eines Neurons (mindestens 50) auf, wird die Neuronenmembran auf kritische Werte depolarisiert und es kommt zur PD. Die räumliche Summation der Prozesse der Erregung (EPSP) und der Hemmung (EPSP) liefert die integrative Funktion von Neuronen. Überwiegt die Hemmung, wird die Information nicht an das nächste Neuron weitergegeben; überwiegt die Erregung, wird die Information durch die Erzeugung von AP auf der Axonmembran an das nächste Neuron weitergegeben (Abb. 3.18).

4 Transformation des Erregungsrhythmus - Dies ist eine Diskrepanz zwischen der Frequenz von AP in den afferenten und efferenten Verbindungen des Reflexbogens. Zum Beispiel als Reaktion auf einen einzelnen angelegten Stimulus

REIS. 3.17.

REIS. 3.18.

zum afferenten Nerv senden die Zentren entlang der efferenten Fasern nacheinander eine ganze Reihe von Impulsen an das Arbeitsorgan. In einer anderen Situation wird bei einer hohen Stimulationsfrequenz eine signifikant niedrigere Frequenz an den Effektor geliefert.

5 Die Nachwirkung der Erregung - das Phänomen der Fortsetzung der Erregung im Zentralnervensystem nach Beendigung der Reizung. Eine kurzfristige Nachwirkung ist mit einer langen EPSP-Dauer auf kritischem Niveau verbunden. Langfristige Nachwirkungen sind auf die Zirkulation der Erregung durch geschlossene Nervenkreise zurückzuführen. Dieses Phänomen heißt Hall. Durch den Erregungshall (AP) befinden sich die Nervenzentren ständig in einem Tonuszustand. Die Entwicklung des Nachhalls auf der Ebene des gesamten Organismus ist wichtig für die Organisation des Gedächtnisses.

6 Postgetanische Potenzierung - das Phänomen des Auftretens oder der Verstärkung der Reaktion auf einzelne sensorische Reize für einige Zeit nach der vorherigen schwachen, häufigen (100-200 NML / s) rhythmischen Stimulation. Die Potenzierung ist auf Prozesse auf der Ebene der präsynaptischen Membran zurückzuführen und äußert sich in einer erhöhten Freisetzung eines Mediators. Dieses Phänomen ist homosynaptischer Natur, dh es tritt auf, wenn die rhythmische Stimulation und der Testimpuls durch die gleichen afferenten Fasern beim Neuron ankommen. Die Potenzierung beruht zunächst auf dem Wachstum der Ca2f-Versorgung durch die präsynaptische Membran. Dieses Phänomen wächst mit jedem Impuls fortschreitend. Und wenn die Ca 2+ -Menge größer wird als die Aufnahmefähigkeit der Mitochondrien und des endoplasmatischen Retikulums, kommt es zu einer verlängerten Freisetzung des Transmitters in die Synapse. Folglich kommt es zu einer Mobilisierung der Bereitschaft zur Freisetzung eines Mediators durch eine Vielzahl von Vesikeln und in der Folge zu einer Erhöhung der Zahl der Mediatorquanten auf der postsynaptischen Membran. Nach modernen Daten spielt die Sekretion körpereigener Neuropeptide eine wichtige Rolle bei der Genese der posttetanischen Potenzierung, insbesondere beim Übergang von der Kurzzeitpotenzierung zur Langzeitpotenzierung. Darunter sind Neuromodulatoren, die sowohl auf die präsynaptische als auch auf die postsynaptische Membran wirken. Stimulanzien sind Somatostatin, ein Wachstumsfaktor, und Inhibitoren sind Interleukin, Thyroliberin, Melatonin. Ebenfalls von Bedeutung ist Arachidonsäure, NO. Beim Organisieren des Gedächtnisses spielt die Potenzierung eine Rolle. Das Lernen wird dank der verstärkenden Schaltkreise organisiert.

7 Ermüdung Nervenzentren. Bei längerer wiederholter Ausführung desselben Reflexes tritt nach einiger Zeit ein Zustand der Abnahme der Stärke der Reflexreaktion und sogar deren vollständige Unterdrückung, dh Ermüdung, ein. Müdigkeit entwickelt sich hauptsächlich im Nervenzentrum. Es ist mit einer gestörten Übertragung in Synapsen, einer Erschöpfung der Mediatorressourcen in präsynaptischen Vesikel, einer verminderten Empfindlichkeit der subsynaptischen Membranrezeptoren gegenüber Mediatoren und einer Schwächung der Wirkung von Enzymsystemen verbunden. Einer der Gründe ist die "Sucht" der postsynaptischen Membran nach der Wirkung des Mediators - Wohnen.

Bestimmte Chemikalien wirken sich aufgrund der Strukturen dieser Chemikalien, die mit den entsprechenden Neurotransmittern der Nervenzentren in Verbindung stehen können, spezifisch auf die entsprechenden Nervenzentren aus.

Unter ihnen:

1 Betäubungsmittel - solche, die in der chirurgischen Praxis zur Anästhesie verwendet werden (Chlorethyl, Ketamin, Barbiturate usw.);

2 Beruhigungsmittel - Beruhigungsmittel (Relanium, Aminazin, Trioxazin, Amizil, Oxylidin, unter Kräuterpräparaten - Infusion von Mutterkraut, Pfingstrose usw.);

3 neurotrope Substanzen mit selektiver Wirkung (Lobelin, Cytiton - Krankheitserreger des Atmungszentrums; Apomorphin - der Erreger des Brechzentrums; Meskalin - ein visuelles Halluzinogen usw.).