Els processos d'inhibició del sistema nerviós central (SNC) es van presentar com un descobriment científic l'any 1962 per IM Sechenov. L'investigador va notar aquest fenomen mentre estudiava els reflexes de flexió de les granotes, l'excitació de les quals estava regulada per reaccions químiques d'estimulació a les regions mitjanes del cervell. Fins ara, es reconeix que aquest comportament del sistema nerviós és essencial per a les reaccions protectores del cos. Al mateix temps, els científics moderns identifiquen diferents etapes i característiques d'aquest procés. Es presta especial atenció a les inhibicions presinàptiques i pessimals, que afecten de diferents maneres la coordinació dels reflexos i la implementació de funcions protectores a les cèl·lules nervioses.
El procés d'inhibició al SNC com a reacció bioquímica
Les sinapsis responsables de la regulació de l'excitació i la irritació, treballen principalment amb canals de clorur, obrint-los. En el context d'aquesta reacció, els ions són capaços de passar a través de la membrana neuronal. En aquest procés, és important entendre la importància del potencial de Nernst per als ions. És igual a -70 mV, mentre que la càrrega d'una neurona de membrana en estat de calma també és negativa, però ja correspon a -65 mV. Aquesta diferència provocaobrint canals per assegurar el moviment dels ions negatius del líquid extracel·lular.
Durant aquesta reacció, el potencial de membrana també canvia. Per exemple, pot arribar a -70 mV. Però també l'obertura dels canals de potassi pot provocar una inhibició pèssima. La fisiologia amb els processos de regulació de l'excitació en aquest cas s'expressarà en el moviment d'ions positius cap a l'exterior. Augmenten gradualment el seu potencial negatiu a mesura que perden la pau. Com a resultat, ambdós processos contribueixen a un augment dels potencials negatius, la qual cosa provoca reaccions irritants. Una altra cosa és que en el futur els càrrecs es puguin controlar per factors reguladors de tercers, a causa dels quals, en particular, de vegades es produeix l'efecte d'aturar una nova onada d'excitació de les cèl·lules nervioses.
Processos inhibidors presinàptics
Aquests reaccions provoquen la inhibició dels impulsos nerviosos a les terminacions axonals. De fet, el lloc del seu origen va determinar el nom d'aquest tipus d'inhibició: precedeixen els canals que interactuen amb les sinapsis. Són els elements axonals els que actuen com a enllaç actiu. Un axó estrany s'envia a la cèl·lula excitadora, alliberant un neurotransmissor inhibidor. Aquest últim afecta la membrana postsinàptica, provocant-hi processos de despolarització. Com a resultat, s'inhibeix l'entrada de la fissura sinàptica profunda a l'axó excitador, l'alliberament del neurotransmissor disminueix i es produeix una aturada a curt termini de la reacció.
En aquesta etapa, de vegades hi ha una inhibició pèssima,que es pot veure repetida. Es desenvolupa en casos en què el procés primari d'excitació en el context d'una forta despolarització no s'atura sota la influència de múltiples impulsos. Pel que fa a la finalització de la reacció presinàptica, aquesta assoleix el seu pic al cap de 15-20 ms i dura uns 150 ms. El bloqueig d'aquesta inhibició és proporcionat per verins convulsius: picrotoxina i biculina, que contraresten els mediadors axons.
La localització als departaments del SNC també pot ser diferent. Com a regla general, els processos presinàptics es produeixen a la medul·la espinal i altres estructures del tronc cerebral. Un efecte secundari de la reacció pot ser un augment de les vesícules sinàptiques, que són alliberades pels neurotransmissors a l'entorn excitador.
Tipus de processos d'inhibició presinàptica
Per regla general, es distingeixen reaccions laterals i inverses d'aquest tipus. A més, l'organització estructural d'ambdós processos convergeix en gran mesura amb la inhibició postsinàptica. La seva diferència fonamental es deu al fet que l'excitació no s'atura en la pròpia neurona, sinó en l'aproximació al seu cos. Durant la inhibició lateral, la cadena de reacció es caracteritza per la influència no només sobre les neurones diana, que es veuen afectades per l'excitació, sinó també sobre les cèl·lules veïnes, que inicialment poden ser febles i no inflamades. Aquest procés s'anomena lateral perquè el lloc d'excitació es localitza a les parts laterals respecte a la neurona. Fenòmens similars ocorren en els sistemes sensorials.
Pel que fa a les reaccions de tipus invers, el seu exemple és especialment notable la dependència del comportamentcèl·lules nervioses a partir de fonts d'impulsos. D'alguna manera, el contrari d'aquesta reacció es pot anomenar inhibició pèssimal. La fisiologia del sistema nerviós central en aquest cas determina la dependència de la naturalesa del flux d'excitació no tant de les fonts com de la freqüència dels estímuls. La inhibició inversa suposa que els mediadors axons es dirigiran a les neurones diana a través de diversos canals de col·laterals. Aquest procés s'implementa sobre el principi de retroalimentació negativa. Molts investigadors assenyalen que és necessari per a la possibilitat d'autoregulació de l'excitació de les neurones amb la prevenció de reaccions convulsives.
Mecanisme de frenada pessimal
Si el procés presinàptic comentat anteriorment es determina mitjançant la interacció de cèl·lules individuals amb altres fonts d'irritació, en aquest cas el factor clau serà la resposta de les neurones a les excitacions. Per exemple, amb impulsos rítmics freqüents, les cèl·lules musculars poden respondre amb un augment de la irritació. Aquest mecanisme també s'anomena inhibició pèssimal de Vvedensky en honor al científic que va descobrir i va formular aquest principi d'interacció entre les cèl·lules nervioses.
Per començar, val la pena destacar que cada sistema nerviós té el seu propi llindar d'excitació òptim, estimulat per l'estimulació d'una determinada freqüència. A mesura que s'acumula el ritme dels impulsos, també augmentarà la contracció tetànica dels músculs. A més, també hi ha un nivell d'augment de freqüència en què els nervis deixaran d'irritar-se i entraran en l'etapa de relaxació, malgrat la continuació.processos apassionants. El mateix passa a mesura que disminueix la intensitat de l'acció dels mediadors. Es pot dir que es tracta d'un mecanisme regeneratiu invers d'inhibició pèssimal. La fisiologia de les sinapsis en aquest context s'ha de considerar segons les característiques de la labilitat. A les sinapsis, aquest indicador és més baix que a les fibres musculars. Això es deu al fet que la traducció de l'excitació està determinada pels processos d'alliberament i posterior divisió del mediador. De nou, depenent del comportament d'un sistema concret, aquestes reaccions es poden produir a diferents ritmes.
Quin és l'òptim i el pèssimum?
El mecanisme de transició de l'estat d'excitació a la inhibició està influenciat per molts factors, la majoria dels quals estan relacionats amb les característiques de l'estímul, la seva força i freqüència. L'aparició de cada ona pot canviar els paràmetres de labilitat, i aquesta correcció també està determinada per l'estat actual de la cèl·lula. Per exemple, es pot produir una inhibició pèssima quan un múscul es troba en una fase d'ex altació o refractària. Aquests dos estats es defineixen pels conceptes d'òptim i pèssimum. Pel que fa al primer, en aquest cas, les característiques dels impulsos corresponen a l'indicador de labilitat cel·lular. Al seu torn, el pèssimum suggereix que la labilitat del nervi serà inferior a la de les fibres musculars.
En cas de pèssim, el resultat de l'impacte de la irritació anterior pot ser una disminució brusca o un bloqueig total de la transició de les ones excitatòries des de les terminacions nervioses al múscul. Com a resultat, el tètanus estarà absent i es produirà una inhibició pèssima. Òptim i pèssim en aixòEl context difereix perquè amb els mateixos paràmetres d'estimulació, el comportament del múscul s'expressarà en contracció o en relaxació.
Per cert, la força òptima només s'anomena contracció màxima de les fibres a la freqüència òptima dels senyals excitatoris. Tanmateix, augmentar i fins i tot duplicar el potencial d'impacte no comportarà una contracció més gran, sinó que, al contrari, reduirà la intensitat i, al cap d'un temps, portarà els músculs a un estat de calma. Hi ha, però, reaccions excitatòries oposades sense neurotransmissors irritants.
Inhibició condicional i incondicional
Per a una comprensió més completa de les respostes als estímuls, val la pena considerar dues formes diferents d'inhibició. En el cas d'una resposta condicionada, s'assumeix que el reflex es produirà amb poc o cap reforç d'estímuls no condicionats.
Per separat, val la pena considerar la inhibició condicionada diferencial, en la qual es produirà l'alliberament d'un estímul útil per a l'organisme. L'elecció de la font òptima d'excitació ve determinada per l'experiència prèvia d'interacció amb estímuls familiars. Si canvien la naturalesa de l'acció positiva, llavors les reaccions reflexes també deixaran de la seva activitat. D' altra banda, la inhibició pessimal incondicional requereix que les cèl·lules reaccionin immediatament i sense ambigüitats als estímuls. Tanmateix, en condicions d'influència intensa i regular d'un mateix estímul, el reflex d'orientació disminueix i també a travéstemps, no hi haurà reacció de frenada.
Les excepcions són estímuls que porten constantment informació biològica important. En aquest cas, els reflexos també proporcionaran senyals de resposta.
La importància dels processos de frenada
La funció principal d'aquest mecanisme és permetre la síntesi i l'anàlisi dels impulsos nerviosos al SNC. Després del processament del senyal, les funcions del cos es coordinen, tant entre elles com amb l'entorn extern. Així, s'aconsegueix l'efecte de coordinació, però aquesta no és l'única tasca de frenada. Per tant, el paper de seguretat o de protecció té una importància considerable. Es pot expressar en la depressió del sistema nerviós central per senyals aferents insignificants en el context d'una inhibició pessimal. El mecanisme i la importància d'aquest procés es poden expressar en el treball coordinat de centres antagònics que exclouen factors d'excitació negatius.
La inhibició inversa, al seu torn, pot limitar la freqüència dels impulsos de les motoneurones a la medul·la espinal, realitzant un paper protector i coordinador. En un cas, els impulsos de la motoneurona es coordinen amb la velocitat de contracció dels músculs innervats i, en l' altre cas, s'evita la sobreexcitació de les cèl·lules nervioses.
Importància funcional dels processos presinàptics
En primer lloc, cal destacar que les característiques de les sinapsis no són constants, per tant, les conseqüències de la inhibició no es poden considerar inevitables. Depenent de les condicions, el seu treball pot continuar amb una o una altragrau d'activitat. En l'estat òptim, és probable que es produeixi una inhibició pessimal amb un augment de la freqüència d'impulsos irritants, però, com mostren les anàlisis de la influència de senyals anteriors, un augment de la intensitat també pot conduir a la relaxació de les fibres musculars. Tot això indica la inestabilitat de la importància funcional dels processos d'inhibició en l'organisme, però aquests, depenent de les condicions, es poden expressar de manera força específica.
Per exemple, a altes freqüències d'estimulació, es pot observar un augment a llarg termini de l'eficiència de la interacció entre neurones individuals. Així es pot manifestar la funcionalitat de la fibra presinàptica i, en particular, la seva hiperpolarització. D' altra banda, també es produeixen signes de depressió postactivació a l'aparell sinàptic, que s'expressaran en una disminució de l'amplitud del potencial excitador. Aquest fenomen també es pot produir a les sinapsis durant la inhibició pèssimal en un context d'augment de la sensibilitat a l'acció del neurotransmissor. Així es manifesta l'efecte de la desensibilització de la membrana. La plasticitat dels processos sinàptics com a propietat funcional també pot determinar la formació de connexions neuronals al SNC, així com el seu enfortiment. Aquests processos tenen un efecte positiu en els mecanismes d'aprenentatge i desenvolupament de la memòria.
Característiques de la inhibició postsinàptica
Aquest mecanisme es produeix en l'etapa en què el neurotransmissor s'allibera de la cadena, que s'expressa com una disminució de l'excitabilitat de les membranes de les cèl·lules nervioses. Segons els investigadors, aquest tipus d'inhibicióes produeixen en el context de la hiperpolarització primària de la membrana neuronal. Aquesta reacció provoca un augment de la permeabilitat de la membrana postsinàptica. En el futur, la hiperpolarització afecta el potencial de membrana, portant-lo a un estat equilibrat normal, és a dir, el nivell crític d'excitabilitat disminueix. Al mateix temps, podem parlar d'una connexió transitòria en les cadenes d'inhibició post i presinàptica.
Les reaccions pèssimes d'una forma o altra poden estar presents en tots dos processos, però es caracteritzen més per ones secundàries d'irritació. Al seu torn, els mecanismes postsinàptics es desenvolupen gradualment i no deixen refractarietat. Aquesta ja és l'etapa final de la inhibició, tot i que també es poden produir processos d'augment invers de l'excitabilitat si hi ha influència d'impulsos addicionals. Per regla general, l'adquisició de l'estat inicial de les neurones i les fibres musculars es produeix juntament amb la reducció de les càrregues negatives.
Conclusió
La inhibició és un procés especial del sistema nerviós central, molt relacionat amb els factors d'irritació i excitació. Amb tota l'activitat de la interacció de neurones, impulsos i fibres musculars, aquestes reaccions són força naturals i beneficioses per al cos. En particular, els experts assenyalen la importància de la inhibició per als humans i els animals com a mitjà per regular l'excitació, coordinar els reflexos i exercir funcions protectores. El procés en si és força complex i polifacètic. Els tipus de reaccions descrits en formen la base i la naturalesa de la interacció entre els participantsdeterminat pels principis d'inhibició pèssima.
La fisiologia d'aquests processos està determinada no només per l'estructura del sistema nerviós central, sinó també per la interacció de les cèl·lules amb factors externs. Per exemple, segons el mediador inhibidor, el sistema pot donar respostes diferents, i de vegades amb el valor contrari. És per això que s'assegura l'equilibri de la interacció de les neurones i els reflexos musculars.
L'estudi en aquesta direcció encara deixa moltes preguntes, així com en l'activitat cerebral humana en general. Però avui és obvi que els mecanismes d'inhibició són un component funcional important en el treball del sistema nerviós central. N'hi ha prou amb dir que sense la regulació natural del sistema reflex, el cos no podrà protegir-se totalment del medi ambient, estant en estret contacte amb ell.