Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Постсинаптическое торможение

Постсинаптическое торможение открыл Дж. Экклс (1952) при регистрации потенциалов мотонейронов спинного мозга у кошки во время раздражения мышечных афферентов. При этом оказалось, что в мотонейронах мышцы - антагониста регистрируется не де­поляризация, а гиперполяризационный постсинаптический потен­циал, уменьшающий возбудимость мотонейрона, угнетающий его способность реагировать на возбуждающие влияния. По этой причине вызванный гиперполяризационный потенциал был назван тормозным постсинаптическим потенциалом – ТПСП (рис. 14). Амплитуда ТПСП 1-5 мВ, он способен суммироваться, более мощный аф­ферентный залп вызывает возрастание амплитуды ТПСП.

Рис. 14. Возбуждающий (ВПСП) и тормозной (ТПСП)

постсинаптические потенциалы

Механизм постсинаптического торможения. ТПСП уменьшает возбудимость клетки, т.е. увеличивает пороговый потенциал (ΔV), так как Е_кр (критический уровень деполяризации – КУД) остает­ся на прежнем уровне, а мембранный потенциал (Е₀) возрастает. ТПСП возникает под влиянием аминокислоты глицина, а также гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). В спинном мозге глицин выделяется особыми тормозными клетками (клетками Реншоу) в синапсах, образуемых этими клетками на мембране нейрона-ми­шени. Действуя на ионотропный рецептор постсинаптической мембраны, глицин увеличивает ее проницаемость для С1^-, при этом С1^- поступает в клетку согласно концентрационному гради­енту и вопреки электрическому градиенту, в результате чего раз­вивается гиперполяризация. В среде, обедненной хлором, тормоз­ная роль глицина не реализуется. Ареактивность нейрона к воз­буждающим импульсам является следствием алгебраической сум-мации ТПСП и ВПСП, в связи с чем в зоне аксонного холмика не происходит выведения, мембранный потенциал не достигает критического уровня. При действии ГАМК на постсинаптическую мембрану ТПСП развивается в результате входа С1^- в клетку или выхода К⁺ из клетки.

Концентрационные градиенты ионов К⁺ в процессе развития торможения нейронов поддерживаются №⁺/К⁺-помпой, ионов С1^- - С1^--помпой.

Разновидности постсинаптического торможения. Обычно выде­ляют возвратное, латеральное, параллельное и прямое (реципроктное) постсинаптическое торможение. Имеются и другие варианты классификаций. Некоторые авторы называют только два вида тор­можения: возвратное и прямое (трактуется по-разному). В реальности вариантов торможения больше: они определяются множе­ством связей различных нейронов, в частности их коллатералей.

Возвратное постсинаптическое торможение – это такое тор­можение, когда тормозные вставочные нейрону действуют на те же нервные клетки, которые их активируют. В этом случае разви­вающееся торможение бывает тем глубже, чем сильнее было пред­шествующее возбуждение. Типичным примером возвратного пост­синаптического торможения является торможение в мотонейронах спинного мозга. Как следует из рис. 15, 2, мотонейроны посыла­ют коллатерали к тормозным вставочным нейронам, аксоны кото­рых, в свою очередь, образуют синапсы на тех же мотонейронах, которые возбуждают тормозную клетку Реншоу. Такая тормозная цепь называется торможением Реншоу (в честь ученого, который ее открыл), а тормозные вставочные нейроны в этой цепи – клет­ками Реншоу. Это торможение обеспечивает, например, пооче­редное сокращение и расслабление скелетных мышц-сгибателей и разгибателей, что необходимо для координации движений ко­нечностей при ходьбе. Сама клетка Реншоу возбуждается под вли­янием ацетилхолина, воздействующего на Н-холинорецептор.

Подобную роль может выполнять и параллельное торможение, когда возбуждение блокирует само себя за счет дивергенции по коллатерали с включением тормозной клетки на своем пути и возвратом импульсов к нейрону, который активировался этим же возбуждением.

Рис. 15. Разновидности постсинаптического торможения:

2 — возвратное; 3 — латеральное; 4 — прямое;

нейроны: О———< возбуждающие, ———< тормозные

Латеральное постсинаптическое торможение графически пред­ставлено на рис. 15, 3. Тормозные вставочные нейроны соедине­ны таким образом, что они активируются импульсами от возбуж­денного центра и влияют на соседние клетки с такими же функ­циями. В результате в этих соседних клетках развивается очень глу­бокое торможение, называемое латеральным, так как образую­щаяся зона торможения находится «сбоку» по отношению к воз­бужденному нейрону и инициируется им. Латеральное торможе­ние играет особенно важную роль в афферентных системах: оно может образовать тормозную зону, которая окружает возбуждаю­щие нейроны.

Примером прямого торможения может служить реципрокное торможение, вызывающее угнетение центра-антагониста. Напри­мер, при раздражении кожных рецепторов возникает защитный сгибательный рефлекс: центр сгибания возбужден, а центр разги­бания заторможен. В этом случае возбуждающие импульсы посту­пают к центру мышцы-сгибателя, а через тормозную клетку Реншоу – к центру мышцы-антагониста, т.е. разгибателю, что пре­дотвращает ее сокращение (рис. 15, 4). Если бы возбуждались одновременно центры мышц-сгибателей и мышц-разгибателей, сгибание конечности в суставе было бы невозможным.