Presynaptická inhibice - Presynaptic inhibition - Wikipedia

Schéma zapojení postsynaptické inhibice (A, B) a presynaptické inhibice (C). Buzení je zobrazeno zeleně a inhibice červeně.

Presynaptická inhibice je inhibiční vstup do neuronu, aby bylo méně pravděpodobné, že vystřelí akční potenciál a komunikovat s následnými neurony. Inhibici lze zajistit jak na postsynapse (IPSP ) a presynapse. Presynaptická inhibice nastává, když se jedná o inhibiční neurotransmiter GABA, působí na receptory GABA na axonový terminál. Presynaptická inhibice je u senzorických neuronů všudypřítomná.[1]

Funkce presynaptické inhibice

Somatosenzorický neurony neustále poskytují informace o aktuálním stavu těla (např. teplota, bolest, tlak, poloha atd.); tento neustálý příliv informací podléhá modulaci za účelem zesílení nebo zmenšení podnětů (viz také: teorie řízení brány a získat kontrolu-biologický ). Protože v daném bodě existuje neomezené množství podnětů, které lze cítit, je nutné, aby byly tyto signály vhodně filtrovány a komprimovány. Aby se snížily určité podněty, primární aferentní osoby dostávají inhibiční vstup (pravděpodobně z GABA, ale může to být také glycin[2]) ke snížení jejich synaptického výkonu. Narušená presynaptická inhibice se podílí na mnoha neurologických poruchách, jako je chronická bolest, epilepsie, autismus a syndrom fragile-X.[3][4][5][6][7]

Mechanismy presynaptické inhibice

Biofyzikální mechanismus presynaptické inhibice zůstává kontroverzní. Presynaptický terminál má výrazné iontové složení, které má vysokou koncentraci chloridů, což je do značné míry způsobeno kotionsportery kation-chlorid.[8] Typicky, když jsou aktivovány receptory GABA, způsobuje příliv chloridů, který hyperpolarizuje buňku. Avšak vzhledem k vysoké koncentraci chloridu na presynaptickém konci a jeho změněnému reverznímu potenciálu aktivace receptoru GABA ve skutečnosti způsobuje odtok chloridu a výslednou depolarizaci. Tento jev se nazývá primární aferentní depolarizace (PODLOŽKA). I přes depolarizovaný potenciál to stále vede ke snížení uvolňování neurotransmiterů, a tedy stále k inhibici. Existují tři hypotézy, které navrhují mechanismy tohoto paradoxu:[9][10][11][12][13][14][15][16][17]

  1. Depolarizovaná membrána způsobuje inaktivaci napěťově řízených sodíkových kanálů na svorkách, a proto je zabráněno šíření akčního potenciálu
  2. Otevřené kanály receptoru GABA fungují jako zkrat, přičemž proud teče ven, místo aby se uzavíral na svorkách
  3. Depolarizovaná membrána způsobuje inaktivaci napěťově řízených vápníkových kanálů, čímž brání přílivu vápníku v synapse (což je nezbytné pro neurotransmisi).


Historie objevu presynaptické inhibice

1933: Grasser & Graham pozorovali depolarizaci, která vznikla v senzorických axonových terminálech[18]

1938: Baron a Matthews pozorovali depolarizaci, která vycházela ze senzorických axonových terminálů a ventrálního kořene[19]

1957: Frank & Fuortes vytvořil termín „presynaptická inhibice“ [20]

1961: Eccles, Eccles a Magni zjistili, že dorzální kořenový potenciál (DRP) pochází z depolarizace v senzorických axonových terminálech [21]

Reference

  1. ^ McGann JP (2013). „Presynaptická inhibice čichových senzorických neuronů: nové mechanismy a potenciální funkce“. Chem Senses. 38 (6): 459-574. doi:10.1093 / chemse / bjt018. PMC  3685425. PMID  23761680.
  2. ^ Geiman EJ, Zheng W, Fritschy JM, Alvarez FJ (2002). „Glycine and GABAA receptor subunits on Renshaw cells: Relationship with presynaptic neurotransmitters and postsynaptic gephyrin shluters“. JCN. 444 (3): 275–289. doi:10.1002 / cne.10148.
  3. ^ Deidda G, Bozarth IF, Cancedda L (2014). „Modulace GABAergního přenosu ve vývoji a poruchách neurového vývoje: zkoumání fyziologie a patologie za účelem získání terapeutických perspektiv“. Hranice v buněčné neurovědě. 8: 119. doi:10.3389 / fncel.2014.00119. PMC  4033255. PMID  24904277.
  4. ^ Zeilhofer HU, Wildner H, Yévenes GE (2012). „Rychlá synaptická inhibice při senzorickém zpracování páteře a tlumení bolesti“. Recenze fyziologie. 92 (1): 193–235. doi:10.1152 / physrev.00043.2010. PMC  3590010. PMID  22298656.
  5. ^ Lee E, Lee J, Kim E (2017). „Nevyváženost excitace / inhibice ve zvířecích modelech poruch autistického spektra“. Biol. Psychiatrie. 81 (10): 838-847. doi:10.1016 / j.biopsych.2016.05.011.
  6. ^ D’Hulst C, Kooy HF (2007). „GABAA receptor: nový cíl pro léčbu křehkého X?“. Trendy Neurosci. 30 (8): 425-431. doi:10.1016 / j.tins.2007.06.003. PMID  17590448.
  7. ^ Benarroch EE (2007). "Heterogenita, funkce a důsledky pro epilepsii receptoru GABAA". Neurologie. 68 (8): 612-614. doi:10.1212 / 01.wnl.0000255669.83468.dd. PMID  17310035.
  8. ^ Kahle KT, Staley KJ, Nahed BV, Gamba G, Hebert SC, Lifton RP, Mount DB (2008). "Role kationchloridových kotransportérů při neurologických onemocněních". Nat Clin Pract Neurol. 4 (9): 490–503. doi:10.1038 / ncpneuro0883. PMID  18769373.
  9. ^ Guo D, Hu J (2014). "Spinální presynaptická inhibice při tlumení bolesti". Neurovědy. 283: 95–106. doi:10.1016 / j.neuroscience.2014.09.032.
  10. ^ Rudomin P, Schmidt R (1999). "Presynaptická inhibice v míše obratlovců znovu navštívena". Exp Brain Res. 129 (1): 1–37. doi:10,1007 / s002210050933.
  11. ^ Cena TJ, Cervero F, Gold MS, Hammond DL, Prescott SA (2009). „Regulace chloridů v cestě bolesti“. Brain Res Rev. 60 (1): 149–170. doi:10.1016 / j.brainresrev.2008.12.015. PMC  2903433. PMID  19167425.
  12. ^ Cattaert D, El Manira A (1999). „Posun versus inaktivace: analýza presynaptických inhibičních mechanismů u primárních aferentů raků“. Neurovědy. 19 (14): 6079–6089. PMC  6783106. PMID  10407044.
  13. ^ Willis WD (1999). „Potenciály hřbetních kořenů a reflexy hřbetních kořenů: meč s dvojitým ostřím“. Exp Brain Res. 124 (4): 395–421. doi:10,1007 / s002210050637.
  14. ^ Willis WD (2006). „Studie Johna Ecclesa na presynaptickou inhibici míchy“. Prog Neurobiol. 78 (7–8): 189–214. doi:10.1016 / j.pneurobio.2006.02.007. PMID  16650518.
  15. ^ Cattaert D, Liberat F, El Manira AA (2001). „Presynaptická inhibice a antidromické výkyvy u primárních aferentů raků: výpočetní a experimentální analýza“. Neurovědy. 21 (3): 1007–1021. PMC  6762302. PMID  11157086.
  16. ^ Panek I, francouzský AS, Seyfarth EA, Sekizawa S, Torkkeli PH (2002). "Periferní GABAergická inhibice pavoučích mechanosenzorických aferentů". European Journal of Neuroscience. 16 (1): 96–104. doi:10.1046 / j.1460-9568.2002.02065.x. PMID  12153534.
  17. ^ Francouzský AS, Panek I, Torkkeli PH (2006). „Posun versus inaktivace: simulace GABAergní inhibice u mechanoreceptorů pavouků naznačuje, že jeden z nich je dostatečný“. Neurovědecký výzkum. 55 (2): 189–196. doi:10.1016 / j.neures.2006.03.002. PMID  16616790.
  18. ^ Gasser & Graham (1933). "Potenciály produkované v míše stimulací hřbetních kořenů". American Journal of Physiology. 103: 303–320.
  19. ^ Barron & Matthews (1938). „Interpretace potenciálních změn v míše“. Fyziologický časopis. 92: 276–321.
  20. ^ Frank & Fuortes (1957). "Presynaptická a postsynaptická inhibice monsynaptických reflexů". Sborník federace. 16: 39–40.
  21. ^ Eccles, Eccles a Magni (1961). "Centrální inhibiční účinek, který lze přičíst presynaptické depolarizaci vyvolané aferentními salvami svalů". Journal of Physiology (London). 159: 147–166.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)