Ang mga proseso ng pagsugpo sa central nervous system (CNS) ay ipinakita bilang isang siyentipikong pagtuklas noong 1962 ni IM Sechenov. Napansin ng mananaliksik ang hindi pangkaraniwang bagay na ito habang pinag-aaralan ang mga baluktot na reflexes ng mga palaka, ang paggulo na kung saan ay kinokontrol ng mga kemikal na reaksyon ng pagpapasigla sa gitnang mga rehiyon ng utak. Sa ngayon, kinikilala na ang gayong pag-uugali ng sistema ng nerbiyos ay mahalaga para sa mga proteksiyon na reaksyon ng katawan. Kasabay nito, kinikilala ng mga modernong siyentipiko ang iba't ibang yugto at katangian ng prosesong ito. Ang partikular na atensyon ay binabayaran sa presynaptic at pessimal inhibitions, na nakakaapekto sa koordinasyon ng mga reflexes at ang pagpapatupad ng mga proteksiyon na function sa nerve cells sa iba't ibang paraan.
Ang proseso ng pagsugpo sa CNS bilang isang biochemical reaction
Synapses na responsable para sa regulasyon ng paggulo at pangangati, pangunahing gumagana sa mga chloride channel, na nagbubukas sa kanila. Laban sa background ng reaksyong ito, ang mga ion ay maaaring dumaan sa neuronal membrane. Sa prosesong ito, mahalagang maunawaan ang kahalagahan ng potensyal ng Nernst para sa mga ion. Ito ay katumbas ng -70 mV, habang ang singil ng isang membrane neuron sa isang kalmadong estado ay negatibo din, ngunit ito ay tumutugma na sa -65 mV. Ang pagkakaibang ito ay sanhipagbubukas ng mga channel upang matiyak ang paggalaw ng mga negatibong ion mula sa extracellular fluid.
Sa panahon ng reaksyong ito, nagbabago rin ang potensyal ng lamad. Halimbawa, maaari itong tumaas sa -70 mV. Ngunit din ang pagbubukas ng mga channel ng potasa ay maaaring makapukaw ng pessimal inhibition. Ang physiology na may mga proseso ng regulasyon ng paggulo sa kasong ito ay ipapahayag sa paggalaw ng mga positibong ion palabas. Unti-unti nilang pinapataas ang kanilang negatibong potensyal habang nawawala ang kanilang kapayapaan. Bilang resulta, ang parehong mga proseso ay nag-aambag sa pagtaas ng mga negatibong potensyal, na nagiging sanhi ng mga nakakainis na reaksyon. Ang isa pang bagay ay na sa hinaharap ang mga singil ay maaaring kontrolin ng mga third-party na regulatory factor, dahil sa kung saan, sa partikular, ang epekto ng paghinto ng isang bagong alon ng paggulo ng mga nerve cell kung minsan ay nagaganap.
Presynaptic inhibitory process
Ang ganitong mga reaksyon ay nagbubunsod ng pagsugpo ng mga nerve impulses sa axonal endings. Sa totoo lang, tinutukoy ng lugar ng kanilang pinagmulan ang pangalan ng ganitong uri ng pagsugpo - nauuna nila ang mga channel na nakikipag-ugnayan sa mga synapses. Ito ang mga elemento ng axonal na kumikilos bilang aktibong link. Ang isang dayuhang axon ay ipinadala sa excitatory cell, na naglalabas ng isang inhibitory neurotransmitter. Ang huli ay nakakaapekto sa postsynaptic membrane, na pumupukaw ng mga proseso ng depolarization sa loob nito. Bilang resulta, ang pagpasok mula sa synaptic cleft na malalim sa excitatory axon ay napipigilan, ang paglabas ng neurotransmitter ay bumababa at ang panandaliang paghinto ng reaksyon ay nangyayari.
Sa yugtong ito pa lang, minsan may pessimal inhibition,na makikita bilang paulit-ulit. Ito ay bubuo sa mga kaso kung saan ang pangunahing proseso ng paggulo laban sa background ng malakas na depolarization ay hindi hihinto sa ilalim ng impluwensya ng maraming impulses. Tulad ng para sa pagkumpleto ng reaksyon ng presynaptic, naabot nito ang rurok pagkatapos ng 15-20 ms at tumatagal ng mga 150 ms. Ang pagharang sa naturang pagsugpo ay ibinibigay ng mga nakakakumbinsi na lason - picrotoxin at biculin, na sumasalungat sa mga tagapamagitan ng axon.
Ang lokalisasyon sa mga departamento ng CNS ay maaari ding mag-iba. Bilang isang patakaran, ang mga proseso ng presynaptic ay nangyayari sa spinal cord at iba pang mga istruktura ng stem ng utak. Ang isang side effect ng reaksyon ay maaaring isang pagtaas sa synaptic vesicles, na inilalabas ng mga neurotransmitters sa excitatory environment.
Mga uri ng mga proseso ng presynaptic inhibition
Bilang isang panuntunan, ang mga lateral at reverse na reaksyon ng ganitong uri ay nakikilala. Bukod dito, ang istrukturang organisasyon ng parehong mga proseso ay higit sa lahat ay nakikipag-ugnay sa postsynaptic inhibition. Ang kanilang pangunahing pagkakaiba ay dahil sa ang katunayan na ang paggulo ay humihinto hindi sa neuron mismo, ngunit sa paglapit sa katawan nito. Sa panahon ng lateral inhibition, ang kadena ng reaksyon ay nailalarawan sa pamamagitan ng impluwensya hindi lamang sa mga target na neuron, na apektado ng paggulo, kundi pati na rin sa mga kalapit na selula, na maaaring sa una ay mahina at hindi namamaga. Ang prosesong ito ay tinatawag na lateral dahil ang site ng excitation ay naisalokal sa mga lateral na bahagi na may kaugnayan sa neuron. Nagaganap ang mga katulad na phenomena sa mga sensory system.
Tungkol sa mga reaksyon ng kabaligtaran na uri, ang kanilang halimbawa ay lalong kapansin-pansing pagdepende sa pag-uugalinerve cells mula sa mga pinagmumulan ng impulses. Sa ilang paraan, ang kabaligtaran ng reaksyong ito ay maaaring tawaging pessimal inhibition. Ang pisyolohiya ng gitnang sistema ng nerbiyos sa kasong ito ay tumutukoy sa pagtitiwala sa likas na katangian ng daloy ng paggulo hindi gaanong sa mga mapagkukunan tulad ng sa dalas ng stimuli. Ipinapalagay ng reverse inhibition na ang mga mediator ng axon ay ididirekta sa mga target na neuron sa pamamagitan ng ilang mga channel ng mga collateral. Ang prosesong ito ay ipinatupad sa prinsipyo ng negatibong feedback. Napansin ng maraming mananaliksik na kinakailangan ito para sa posibilidad ng self-regulation ng excitation ng mga neuron na may pag-iwas sa mga convulsive reaction.
Pessimal braking mechanism
Kung ang proseso ng presynaptic na tinalakay sa itaas ay natutukoy sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng mga indibidwal na selula sa iba pang mga pinagmumulan ng pangangati, kung gayon sa kasong ito ang pangunahing salik ay ang pagtugon ng mga neuron sa mga paggulo. Halimbawa, na may madalas na ritmikong impulses, ang mga selula ng kalamnan ay maaaring tumugon sa pagtaas ng pangangati. Ang mekanismong ito ay tinatawag ding pessimal inhibition ni Vvedensky pagkatapos ng scientist na nakatuklas at nagbalangkas ng prinsipyong ito ng interaksyon sa pagitan ng mga nerve cell.
Upang magsimula, ito ay nagkakahalaga ng pagbibigay-diin na ang bawat nervous system ay may sarili nitong pinakamainam na threshold ng paggulo, na pinasigla ng pagpapasigla ng isang tiyak na dalas. Habang lumalaki ang ritmo ng mga impulses, tataas din ang tetanic contraction ng mga kalamnan. Bukod dito, mayroon ding isang antas ng pagtaas ng dalas kung saan ang mga nerbiyos ay titigil sa pagkairita at papasok sa yugto ng pagpapahinga, sa kabila ng pagpapatuloy.kapana-panabik na mga proseso. Ang parehong bagay ay nangyayari habang ang intensity ng pagkilos ng mga tagapamagitan ay bumababa. Masasabing ito ay isang reverse regenerative mechanism ng pessimal inhibition. Ang pisyolohiya ng mga synapses sa kontekstong ito ay dapat isaalang-alang ayon sa mga katangian ng lability. Sa mga synapses, ang tagapagpahiwatig na ito ay mas mababa kaysa sa mga fibers ng kalamnan. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang pagsasalin ng paggulo ay tinutukoy ng mga proseso ng pagpapalaya at karagdagang paghahati ng tagapamagitan. Muli, depende sa pag-uugali ng isang partikular na sistema, ang mga naturang reaksyon ay maaaring mangyari sa iba't ibang bilis.
Ano ang pinakamabuting kalagayan at ang pesimum?
Ang mekanismo ng paglipat mula sa estado ng paggulo tungo sa pagsugpo ay naiimpluwensyahan ng maraming salik, karamihan sa mga ito ay nauugnay sa mga katangian ng stimulus, lakas at dalas nito. Ang simula ng bawat alon ay maaaring magbago ng mga parameter ng lability, at ang pagwawasto na ito ay tinutukoy din ng kasalukuyang estado ng cell. Halimbawa, ang pessimal inhibition ay maaaring mangyari kapag ang isang kalamnan ay nasa isang ex altation o refractory phase. Ang dalawang estadong ito ay tinukoy ng mga konsepto ng pinakamabuting kalagayan at pessimum. Tulad ng para sa una, sa kasong ito, ang mga katangian ng mga impulses ay tumutugma sa tagapagpahiwatig ng cell lability. Sa turn, ang pessimum ay nagmumungkahi na ang lability ng nerve ay magiging mas mababa kaysa sa mga fibers ng kalamnan.
Sa kaso ng pessimum, ang resulta ng epekto ng nakaraang pangangati ay maaaring isang matalim na pagbaba o kumpletong pagbara ng paglipat ng mga excitatory wave mula sa nerve endings patungo sa kalamnan. Bilang resulta, mawawala ang tetanus at magaganap ang pessimal inhibition. Optimum at pessimum ditoAng konteksto ay naiiba dahil sa parehong mga parameter ng pagpapasigla, ang pag-uugali ng kalamnan ay ipapakita sa alinman sa contraction o relaxation.
Siyanga pala, ang pinakamabuting kalagayan na lakas ay tinatawag na maximum contraction ng mga fibers sa pinakamainam na dalas ng mga excitatory signal. Gayunpaman, ang pagbuo at kahit na pagdodoble ng potensyal na epekto ay hindi hahantong sa karagdagang pag-urong, ngunit sa kabaligtaran, babawasan nito ang intensity at, pagkaraan ng ilang sandali, ay magdadala sa mga kalamnan sa isang estado ng kalmado. Gayunpaman, mayroong kabaligtaran na mga reaksiyong excitatory nang walang mga nakakainis na neurotransmitter.
Kondisyunal at walang kundisyong pagsugpo
Para sa isang mas kumpletong pag-unawa sa mga tugon sa stimuli, ito ay nagkakahalaga ng pagsasaalang-alang ng dalawang magkaibang anyo ng pagsugpo. Sa kaso ng isang nakakondisyon na tugon, ipinapalagay na ang reflex ay magaganap nang kaunti o walang reinforcement mula sa walang kondisyon na stimuli.
Hiwalay, ito ay nagkakahalaga ng pagsasaalang-alang sa differential conditioned inhibition, kung saan magkakaroon ng paglabas ng stimulus na kapaki-pakinabang para sa katawan. Ang pagpili ng pinakamainam na mapagkukunan ng paggulo ay tinutukoy ng nakaraang karanasan ng pakikipag-ugnayan sa pamilyar na stimuli. Kung magbabago sila sa likas na katangian ng positibong aksyon, ang mga reflex na reaksyon ay titigil din sa kanilang aktibidad. Sa kabilang banda, ang unconditional pessimal inhibition ay nangangailangan ng mga cell na tumugon kaagad at hindi malabo sa stimuli. Gayunpaman, sa ilalim ng mga kondisyon ng matinding at regular na impluwensya mula sa parehong stimulus, ang orienting reflex ay bumababa at gayundin sa pamamagitan ngoras, walang magiging reaksyon sa pagpepreno.
Ang Exceptions ay mga stimuli na patuloy na nagdadala ng mahalagang biological na impormasyon. Sa kasong ito, ang mga reflex ay magbibigay din ng mga signal ng pagtugon.
Ang kahalagahan ng mga proseso ng pagpepreno
Ang pangunahing tungkulin ng mekanismong ito ay upang paganahin ang synthesis at pagsusuri ng mga nerve impulses sa CNS. Pagkatapos ng pagproseso ng signal, ang mga pag-andar ng katawan ay pinag-ugnay, kapwa sa kanilang sarili at sa panlabas na kapaligiran. Kaya, ang epekto ng koordinasyon ay nakamit, ngunit hindi lamang ito ang gawain ng pagpepreno. Kaya, ang papel na panseguridad o proteksyon ay may malaking kahalagahan. Ito ay maaaring ipahayag sa depresyon ng gitnang sistema ng nerbiyos sa pamamagitan ng mga hindi gaanong mahalagang signal laban sa background ng pessimal inhibition. Ang mekanismo at kahalagahan ng prosesong ito ay maaaring ipahayag sa coordinated work ng antagonistic centers na nagbubukod ng negatibong excitation factor.
Reverse inhibition, sa turn, ay maaaring limitahan ang dalas ng motoneuron impulses sa spinal cord, na gumaganap ng parehong proteksiyon at coordinating role. Sa isang kaso, ang mga impulses ng motor neuron ay naaayon sa bilis ng pag-urong ng mga innervated na kalamnan, at sa kabilang kaso, pinipigilan ang sobrang pag-excitation ng mga nerve cell.
Functional na kahalagahan ng mga presynaptic na proseso
Una sa lahat, dapat bigyang-diin na ang mga katangian ng synapses ay hindi pare-pareho, samakatuwid, ang mga kahihinatnan ng pagsugpo ay hindi maaaring ituring na hindi maiiwasan. Depende sa mga kondisyon, ang kanilang trabaho ay maaaring magpatuloy sa isa o isa paantas ng aktibidad. Sa pinakamainam na estado, ang paglitaw ng pessimal inhibition ay malamang na may pagtaas sa dalas ng nanggagalit na mga impulses, ngunit, tulad ng pag-aaral ng impluwensya ng mga nakaraang signal ay nagpapakita, ang pagtaas ng intensity ay maaari ring humantong sa pagpapahinga ng mga fibers ng kalamnan. Ang lahat ng ito ay nagpapahiwatig ng kawalang-tatag ng functional na kahalagahan ng mga proseso ng pagsugpo sa katawan, ngunit sila, depende sa mga kondisyon, ay maaaring maipahayag nang partikular.
Halimbawa, sa mataas na frequency ng stimulation, maaaring maobserbahan ang pangmatagalang pagtaas sa kahusayan ng interaksyon sa pagitan ng mga indibidwal na neuron. Ito ay kung paano ang pag-andar ng presynaptic fiber at, sa partikular, ang hyperpolarization nito ay maaaring magpakita mismo. Sa kabilang banda, ang mga palatandaan ng post-activation depression ay nagaganap din sa synaptic apparatus, na ipapahayag sa isang pagbawas sa amplitude ng excitatory potential. Ang kababalaghan na ito ay maaari ding mangyari sa mga synapses sa panahon ng pessimal inhibition laban sa background ng mas mataas na sensitivity sa pagkilos ng neurotransmitter. Ito ay kung paano ipinakikita ang epekto ng desensitization ng lamad. Ang plasticity ng mga proseso ng synaptic bilang isang functional property ay maaari ring matukoy ang pagbuo ng mga neural na koneksyon sa CNS, pati na rin ang kanilang pagpapalakas. Ang ganitong mga proseso ay may positibong epekto sa mga mekanismo ng pag-aaral at pagbuo ng memorya.
Mga tampok ng postsynaptic inhibition
Ang mekanismong ito ay nangyayari sa yugto kapag ang neurotransmitter ay inilabas mula sa kadena, na ipinahayag bilang isang pagbawas sa excitability ng nerve cell membranes. Ayon sa mga mananaliksik, ang ganitong uri ng pagsugpomangyari laban sa background ng pangunahing hyperpolarization ng neuron lamad. Ang reaksyong ito ay naghihikayat ng pagtaas sa permeability ng postsynaptic membrane. Sa hinaharap, ang hyperpolarization ay nakakaapekto sa potensyal ng lamad, na dinadala ito sa isang normal na balanseng estado - iyon ay, bumababa ang kritikal na antas ng excitability. Kasabay nito, maaari nating pag-usapan ang tungkol sa isang transisyonal na koneksyon sa mga kadena ng post- at presynaptic inhibition.
Ang mga pessimal na reaksyon sa isang anyo o iba ay maaaring naroroon sa parehong proseso, ngunit mas nailalarawan ang mga ito ng pangalawang alon ng pangangati. Sa turn, ang mga mekanismo ng postsynaptic ay unti-unting nabubuo at hindi nag-iiwan ng refractoriness. Ito na ang huling yugto ng pagsugpo, kahit na ang mga proseso ng isang reverse na pagtaas sa excitability ay maaari ding mangyari kung mayroong impluwensya ng karagdagang mga impulses. Bilang isang tuntunin, ang pagkuha ng paunang estado ng mga neuron at mga fiber ng kalamnan ay nangyayari kasabay ng pagbabawas ng mga negatibong singil.
Konklusyon
Ang pagsugpo ay isang espesyal na proseso sa gitnang sistema ng nerbiyos, malapit na nauugnay sa mga kadahilanan ng pangangati at paggulo. Sa lahat ng aktibidad ng pakikipag-ugnayan ng mga neuron, impulses at mga fibers ng kalamnan, ang mga naturang reaksyon ay medyo natural at kapaki-pakinabang para sa katawan. Sa partikular, itinuturo ng mga eksperto ang kahalagahan ng pagsugpo para sa mga tao at hayop bilang isang paraan ng pag-regulate ng paggulo, pag-coordinate ng mga reflexes, at paggamit ng mga proteksiyon na function. Ang proseso mismo ay medyo kumplikado at multifaceted. Ang inilarawan na mga uri ng mga reaksyon ay bumubuo ng batayan nito, at ang likas na katangian ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga kalahoktinutukoy ng mga prinsipyo ng pessimal inhibition.
Ang pisyolohiya ng naturang mga proseso ay tinutukoy hindi lamang ng istraktura ng central nervous system, kundi pati na rin ng pakikipag-ugnayan ng mga selula na may mga panlabas na salik. Halimbawa, depende sa nagbabawal na tagapamagitan, ang system ay maaaring magbigay ng iba't ibang mga tugon, at kung minsan ay may kabaligtaran na halaga. Ito ay dahil dito nakasisiguro ang balanse ng interaksyon ng mga neuron at muscle reflexes.
Ang pag-aaral sa direksyong ito ay nag-iiwan pa rin ng maraming katanungan, gayundin sa pangkalahatang aktibidad ng utak ng tao. Ngunit ngayon ay malinaw na ang mga mekanismo ng pagsugpo ay isang mahalagang bahagi ng pagganap sa gawain ng central nervous system. Sapat na sabihin na kung walang natural na regulasyon ng reflex system, hindi lubos na mapoprotektahan ng katawan ang sarili mula sa kapaligiran, dahil malapit itong makipag-ugnayan dito.
