Inhibare presinaptică - Presynaptic inhibition

Inhibiție presinaptică
O diagramă de circuit a inhibiției postsinaptice (A, B) și a inhibiției presinaptice (C). Excitația este prezentată în verde, iar inhibarea este afișată în roșu.

Inhibarea presinaptică este un fenomen în care un neuron inhibitor asigură intrare sinaptică la axonul unui alt neuron ( sinapsă axo-axonală ) pentru a face mai puțin probabilă declanșarea unui potențial de acțiune . Inhibiția presinaptică apare atunci când un neurotransmițător inhibitor, cum ar fi GABA , acționează asupra receptorilor GABA de pe terminalul axonului . Inhibarea presinaptică este omniprezentă printre neuronii senzoriali.

Funcția inhibiției presinaptice

Neuronii somatosenzoriale codifică informații despre starea actuală a corpului (de exemplu, temperatură, durere, presiune, poziție etc.); acest aflux constant de informații este supus modulației pentru a spori sau diminua stimulii (vezi și: teoria controlului porții și controlul câștigului - biologic ). Deoarece există în esență stimuli nelimitați, este imperativ ca aceste semnale să fie filtrate corespunzător. Pentru a diminua anumiți stimuli, aferenții primari primesc un aport inhibitor (probabil de la GABA, dar ar putea fi și glicină) care le reduc probabilitatea de ieșire sinaptică. Există dovezi care susțin ipoteza că inhibiția presinaptică funcționează ca un analgezic pentru ameliorarea durerii. Atunci când declanșarea neuronilor nociceptivi (detectarea durerii) este redusă, acest lucru va reduce și percepția durerii. Un studiu a arătat că animalele fără un tip specific de receptor GABA pe nociceptorii lor erau hipersensibile la durere, susținând astfel o funcție de analgezic. În plus față de diminuarea durerii, inhibarea presinaptică afectată a fost implicată în multe tulburări neurologice, cum ar fi epilepsia , autismul și sindromul fragil-X .

Mecanisme de inhibare presinaptică și depolarizare aferentă primară (PAD)

Aferențele senzoriale primare conțin receptori GABA de-a lungul terminalelor lor (revizuite în: Tabelul 1). Receptorii GABA sunt canale de clorură cu ligand , formate prin asamblarea a cinci subunități ale receptorilor GABA . Pe lângă prezența receptorilor GABA de-a lungul axonilor aferenți senzoriali, terminalul presinaptic are, de asemenea, o compoziție ionică distinctă, care are o concentrație mare de clorură. Acest lucru se datorează cotransportorilor de cation-clorură (de exemplu, NKCC1 ) care mențin clorurile intracelulare.

De obicei, atunci când receptorii GABA sunt activați, provoacă un aflux de clorură, care hiperpolarizează celula. Cu toate acestea, în fibrele aferente primare, datorită concentrației ridicate de clorură la terminalul presinaptic și, prin urmare, a potențialului său de inversare modificat, activarea receptorului GABA are drept rezultat un eflux de clorură și, astfel, o depolarizare rezultată. Acest fenomen se numește depolarizare aferentă primară (PAD). Potențialul depolarizat indus de GABA la axoni aferenți a fost demonstrat la multe animale de la pisici la insecte. Interesant, în ciuda potențialului depolarizat, activarea receptorului GABA de-a lungul axonului are ca rezultat o reducere a eliberării neurotransmițătorului și, prin urmare, este încă inhibitoare.

Există patru ipoteze care propun mecanisme în spatele acestui paradox:

  1. Membrana depolarizată determină inactivarea canalelor de sodiu cu tensiune pe terminale și, prin urmare, potențialul de acțiune este împiedicat să se propagă.
  2. Canalele deschise ale receptorului GABA acționează ca un șunt , prin care curentul este disipat în loc să fie propagat la terminale.
  3. Membrana depolarizată determină inactivarea canalelor de calciu cu tensiune , prevenind influxul de calciu la sinapsă (ceea ce este imperativ pentru neurotransmisie).
  4. Depolarizarea la terminale generează un vârf antidromic (adică un potențial de acțiune generat în axon și se deplasează spre soma), ceea ce ar împiedica propagarea vârfurilor ortodromice (adică un potențial de acțiune care se deplasează de la soma celulei către bornele axonului).

Istoria descoperirii inhibiției presinaptice

1933: Grasser & Graham au observat depolarizarea care a apărut în terminalele axonului senzorial

1938: Baron și Matthews au observat depolarizarea care a apărut în terminalele axonului senzorial și în rădăcina ventrală

1957: Frank & Fuortes au inventat termenul „inhibiție presinaptică”

1961: Eccles, Eccles și Magni au stabilit că potențialul rădăcinii dorsale (DRP) provine din depolarizarea în bornele axonului senzorial

Referințe