Presynaptisk hemming - Presynaptic inhibition

Presynaptisk hemming
Et kretsdiagram over postsynaptisk hemming (A, B) og presynaptisk hemming (C). Eksitasjon er vist i grønt og inhibering er vist i rødt.

Presynaptisk hemming er et fenomen der et hemmende nevron gir synaptisk inngang til aksonet til et annet nevron ( akso-aksonal synapse ) for å gjøre det mindre sannsynlig å avfyre ​​et handlingspotensial . Presynaptisk hemming oppstår når en hemmende nevrotransmitter, som GABA , virker på GABA -reseptorer på aksonterminalen . Presynaptisk hemming er allestedsnærværende blant sensoriske nevroner.

Funksjon av presynaptisk hemming

Somatosensoriske nevroner koder informasjon om kroppens nåværende tilstand (f.eks. Temperatur, smerte, trykk, posisjon, etc.); denne konstante tilstrømningen av informasjon er underlagt modulering for å forsterke eller redusere stimuli (se også: gate control theory og gain control- biologisk ). Fordi det i hovedsak er ubegrensede stimuli, er det viktig at disse signalene filtreres på riktig måte. For å redusere visse stimuli mottar primære afferenter hemmende input (sannsynligvis fra GABA, men kan også være glycin) som reduserer sannsynligheten for synaptisk produksjon. Det er bevis som støtter hypotesen om at presynaptisk hemming fungerer som smertestillende for å lindre smerter. Når avfyring av nociceptive (smertefølende) nevroner reduseres, vil dette også redusere smerteoppfatningen. En studie viste at dyr uten en bestemt type GABA -reseptor på sine nociceptorer var overfølsomme for smerte, og dermed støttet en funksjon som smertestillende middel. I tillegg til å dempe smerter, har nedsatt presynaptisk hemming blitt implisert i mange nevrologiske lidelser, for eksempel epilepsi , autisme og skjør-X syndrom .

Mekanismer for presynaptisk inhibering og primær afferent depolarisering (PAD)

Primære sensoriske afferenter inneholder GABA -reseptorer langs terminalene (gjennomgått i:, tabell 1). GABA-reseptorer er ligandgaterte kloridkanaler , dannet av sammensetningen av fem GABA-reseptorunderenheter . I tillegg til tilstedeværelsen av GABA -reseptorer langs sensoriske afferente aksoner, har den presynaptiske terminalen også en distinkt ionisk sammensetning som har høy kloridkonsentrasjon. Dette skyldes kation-klorid-transportører (for eksempel NKCC1 ) som opprettholder høye intracellulære klorider.

Vanligvis når GABA -reseptorer aktiveres, forårsaker det en kloridtilstrømning, som hyperpolariserer cellen. Men i primære afferente fibre, på grunn av den høye konsentrasjonen av klorid ved den presynaptiske terminalen og dermed dens endrede reverseringspotensial, resulterer GABA -reseptoraktivering faktisk i en kloridutstrømning, og dermed en resulterende depolarisering. Dette fenomenet kalles primær afferent depolarisering (PAD). Det GABA-induserte depolariserte potensialet ved afferente aksoner har blitt påvist hos mange dyr fra katter til insekter. Interessant nok, til tross for det depolariserte potensialet, resulterer GABA -reseptoraktivering langs axonet fortsatt i en reduksjon i frigjøring av nevrotransmitter og er dermed fortsatt hemmende.

Det er fire hypoteser som foreslår mekanismer bak dette paradokset:

  1. Den depolariserte membranen forårsaker inaktivering av spenningsgaterte natriumkanaler på terminalene, og derfor forhindres handlingspotensialet i å forplante seg.
  2. Åpne GABA -reseptorkanaler fungerer som en shunt , hvorved strømmen forsvinner i stedet for å bli forplantet til terminalene.
  3. Den depolariserte membranen forårsaker inaktivering av spenningsstyrte kalsiumkanaler , og forhindrer kalsiumtilstrømning ved synapsen (noe som er avgjørende for nevrotransmisjon).
  4. Depolarisasjonen ved terminalene genererer en antidromisk pigg (dvs. et aksjonspotensial som genereres i axonet og beveger seg mot soma), noe som ville forhindre ortodromiske pigger (dvs. et aksjonspotensial som beveger seg fra cellens soma mot aksonterminalene) fra å forplante seg.

Historie om oppdagelsen av presynaptisk hemming

1933: Grasser & Graham observerte depolarisering som stammer fra de sensoriske aksonterminalene

1938: Baron & Matthews observerte depolarisering som oppsto i sensoriske aksonterminaler og den ventrale roten

1957: Frank & Fuortes skapte begrepet "presynaptisk hemming"

1961: Eccles, Eccles og Magni bestemte at Dorsal Root Potential (DRP) stammer fra depolarisering i sensoriske aksonterminaler

Referanser