Potencial postsináptico inhibidor
Un potencial postsináptico inhibitorio es un tipo de potencial postsináptico que hace que la actividad de una neurona postsináptica disminuya, lo que hace que sea menos probable que ocurra un potencial de acción [1] .
Lo contrario de un potencial postsináptico inhibidor es un potencial postsináptico excitatorio , que hace que aumente la actividad de la neurona postsináptica y que sea más probable que se produzca un potencial de acción .
La aparición de varios tipos de potenciales postsinápticos es posible en varios tipos de sinapsis químicas , que utilizan la secreción de ciertos neurotransmisores para asegurar la neurotransmisión (transmisión de señales intercelulares).
Las neuronas presinápticas inhibidoras (inhibitorias) liberan neurotransmisores inhibidores en la sinapsis (por ejemplo, como GABA , glicina , serotonina , según el tipo de neurona). Estos neurotransmisores inhibidores luego se unen a sus respectivos receptores postsinápticos "inhibidores" específicos. Como resultado de la activación de estos receptores inhibidores, se producen cambios en la actividad de la neurona postsináptica, en particular, canales iónicos que se abren o cierran (por ejemplo, canales iónicos de cloruro en el caso del receptor GABA-A o canales iónicos de potasio en el caso del receptor GABA-A). el caso del receptor 5-HT 1A ). Esto conduce a un cambio en la conductividad eléctrica de la membrana de la neurona postsináptica. Se genera una corriente eléctrica que cambia el potencial postsináptico : la membrana postsináptica se vuelve más electronegativa (más cargada negativamente). Si el potencial de membrana inicial está entre el umbral de reposo y el umbral para la aparición de un potencial de acción, entonces, como resultado de la exposición a este potencial inhibidor, puede ocurrir la despolarización de la célula. Los potenciales postsinápticos inhibitorios también conducen a un cambio en la permeabilidad de la membrana para los iones de cloruro, ya que como resultado de un cambio en el potencial de membrana, la fuerza electrostática que actúa sobre los canales de cloruro cambia [2] . Los microelectrodos se pueden utilizar para medir los potenciales postsinápticos en las sinapsis excitadoras e inhibidoras.
En general, el potencial postsináptico resultante de la célula depende de una combinación de factores: los tipos y combinaciones de receptores y canales iónicos de la célula expuestos simultáneamente, la naturaleza de los efectos ( agonista o antagonista ), el potencial postsináptico inicial de la célula , el potencial inverso, el umbral para la aparición de un potencial de acción, la permeabilidad de los canales iónicos de la célula para determinados iones, así como el gradiente de concentración de iones dentro y fuera de la célula. Toda esta combinación de factores determina en última instancia si la célula estará en un estado de excitación o en un estado de reposo o incluso de opresión. Los potenciales postsinápticos inhibitorios siempre tienen como objetivo reducir (hacer más electronegativo) el potencial de membrana de la célula y mantenerlo por debajo del umbral para la aparición de un potencial de acción. Así, el potencial postsináptico inhibidor puede considerarse como una especie de "hiperpolarización temporal" de la célula. [3] Los potenciales postsinápticos inhibitorios y excitatorios compiten entre sí en múltiples terminales sinápticas de una neurona. Su suma determina si el potencial de acción generado por la célula presináptica en una sinapsis particular será repetido (regenerado) por un potencial de acción similar en la membrana postsináptica. La misma suma de todos los potenciales disponibles también predetermina la reacción de la célula postsináptica a la siguiente, “otra”, señal inhibitoria o excitatoria que no alcanza por sí sola el valor del potencial de acción. Algunos neurotransmisores típicos involucrados en la generación de potenciales postsinápticos inhibidores son GABA y glicina, y en muchos pero no en todos los casos (dependiendo del tipo de receptor) serotonina.
Componentes
Tipos
Este sistema funciona de tal manera que [1] los potenciales postsinápticos inhibitorios se agregan a tiempo a los potenciales excitatorios subumbrales o supraumbrales, lo que resulta en una disminución en el potencial postsináptico resultante. Los potenciales postsinápticos excitatorios (positivos) e inhibidores (negativos) equivalentes en módulo dan un estado neutral en total, cancelando mutuamente el efecto del otro sobre la célula. El equilibrio entre los potenciales postsinápticos excitadores e inhibidores es muy importante para la integración celular de toda la información eléctrica y química procedente de varias sinapsis excitatorias e inhibidoras.
Factores adicionales
El tamaño de una neurona también puede influir en el efecto que tiene el potencial postsináptico inhibitorio sobre la célula. En neuronas de tamaño relativamente pequeño se produce una suma temporal simple e instantánea de potenciales postsinápticos, mientras que en neuronas grandes se produce un mayor número de sinapsis, receptores metabotrópicos e ionotrópicos, así como la presencia de axones largos y una mayor distancia de las sinapsis a la cuerpo de una neurona, permite que las neuronas continúen la actividad eléctrica durante algún tiempo y la comunicación química con otras neuronas (es decir, estar en un estado de excitación), a pesar de la presencia de potenciales inhibitorios en sinapsis remotas del cuerpo, mientras que la señal inhibitoria "viaja" al cuerpo celular.
Moléculas inhibidoras
El GABA es un neurotransmisor inhibidor muy común (un neurotransmisor cuya acción conduce a la generación de un potencial postsináptico inhibidor) en el sistema nervioso y la retina de los mamíferos. [1] [4] Los receptores GABA son pentámeros, que con frecuencia consisten en tres subunidades diferentes (α, β, γ), aunque hay varias otras subunidades (δ, ε, θ, π, ρ) y posibles configuraciones del receptor GABA . Los canales abiertos son selectivamente permeables a los iones de cloruro o potasio (según el tipo de receptor) y permiten que estos iones atraviesen la membrana. Si el potencial electroquímico de la corriente iónica resultante es más negativo que el umbral para la aparición de un potencial de acción, entonces el cambio en la carga eléctrica (potencial) de la membrana y su conductividad que se produce como resultado de esta corriente iónica (que en sí mismo es una consecuencia de la activación del receptor GABA) y su conductividad conduce al hecho de que el potencial postsináptico resultante se vuelve más bajo (más electronegativo) que el umbral del potencial de acción, y esto reduce la probabilidad de que la neurona postsináptica genere una acción. potencial. Las moléculas y los receptores de glicina actúan de la misma manera tanto en el sistema nervioso como en la retina.
Receptores inhibidores
Hay dos tipos de receptores inhibitorios:
Receptores ionotrópicos
Los receptores ionotrópicos (también conocidos como canales iónicos abiertos por ligando) juegan un papel importante en la generación rápida de potenciales postsinápticos inhibidores. [1] El neurotransmisor se une a un dominio receptor específico, el llamado sitio de unión al ligando o dominio del receptor, ubicado en el lado externo de la membrana superficial de la célula (frente a la hendidura sináptica). Esto conduce a un cambio en la configuración espacial del receptor ya la apertura de un canal iónico en él, que se forma dentro del dominio de la endomembrana (que atraviesa la membrana) del receptor. Como resultado, hay una rápida entrada o salida de corriente de iones, dentro o fuera de la célula. Los receptores ionotrópicos pueden producir cambios muy rápidos en el potencial postsináptico, en milisegundos después de que la célula presináptica genera el potencial. Los canales iónicos pueden influir en la amplitud y las características temporales del potencial de acción de la célula en su conjunto. Los receptores ionotrópicos GABA acoplados a los canales de iones de cloruro son el objetivo de muchos fármacos, en particular los barbitúricos, las benzodiazepinas, los análogos y agonistas del GABA, los antagonistas del GABA como la picrotoxina. El alcohol también modula los receptores ionotrópicos GABA.
Receptores metabotrópicos
Los receptores metabotrópicos, la mayoría de los cuales pertenecen a la familia de los receptores acoplados a proteína G , no contienen canales iónicos integrados en su estructura. En su lugar, contienen un dominio de unión a ligando extracelular y un dominio de unión intracelular a una proteína efectora primaria, más comúnmente la proteína G. [1] La unión de un agonista a un receptor metabotrópico da como resultado un cambio en la configuración del receptor que activa la proteína efectora primaria. Por ejemplo, en el caso de una proteína G, la activación del receptor asociado conduce a la disociación de las subunidades β y γ de la proteína G en forma de dímero βγ y su activación de una serie de de vías de señalización intracelular “adicionales” (en particular, en:GIRK ), mientras que la subunidad α activada de la proteína G cambia la actividad de la vía clásica de adenilato ciclasa (aumenta en el caso de una proteína G estimulante e inhibe en el caso de un inhibidor G i ). Esto, a su vez, conduce a un cambio en la concentración intracelular del segundo mensajero , el AMP cíclico , un aumento, en el caso de un aumento en la actividad de la adenilato ciclasa, o una disminución, en el caso de una disminución. Y un cambio en la concentración de AMP cíclico afecta la actividad de la proteína quinasa A dependiente de cAMP , un efector secundario. Un aumento o disminución en la actividad de la proteína quinasa A desencadena una cascada descendente de efectores hasta efectores de N-ésimo orden. En particular, los canales iónicos se abren o cierran.
Los receptores metabotrópicos inhibidores siempre están asociados con el subtipo inhibidor de la proteína G, es decir, con G i . Por lo tanto, inhiben la actividad de la adenilato ciclasa y reducen la concentración de AMP cíclico, lo que inhibe de manera efectiva la actividad de la proteína quinasa A. Además, activan la entrada de iones de potasio a través de la GIRK activada por el dímero βγ de la proteína G e inhiben la actividad de los canales de calcio, lo que provoca hiperpolarización. Así es como se organizan los receptores GABA metabotrópicos (heterodímeros de las subunidades R1 y R2). El receptor 5-HT1A tiene una estructura similar .
Los receptores inhibidores metabotrópicos generan potenciales postsinápticos inhibidores lentos (que duran desde milisegundos hasta minutos). Se pueden activar simultáneamente con los ionotrópicos (con algunos tipos de receptores ionotrópicos, pueden formar un "doblete receptor" - un heterodímero) en la misma sinapsis, lo que permite que la misma sinapsis genere potenciales inhibidores tanto rápidos como lentos.
Significado
Investigación
Véase también
Notas
- ↑ 1 2 3 4 5 Purves et al. neurociencia 4ª ed. Sunderland (Massachusetts): Sinauer Associates, Incorporated; 2008.
- ↑ Thompson SM, Gahwiler BH. DESINHIBICIÓN DEPENDIENTE DE LA ACTIVIDAD .1. LA ESTIMULACIÓN REPETITIVA REDUCE LA FUERZA IMPULSORA Y LA CONDUCTA DE IPSP EN EL HIPOCAMPO INVITRO // Revista de Neurofisiología : diario. - 1989. - vol. 61 . - Pág. 501-511 .
- ↑ Levy et al. Principios de Fisiología. 4ª ed. (PA): Elsevier; 2005.
- ↑ Chavas J., Marty A. Coexistencia de sinapsis GABA excitadoras e inhibidoras en la red de interneuronas cerebelosas // Journal of Neuroscience : diario. - 2003. - vol. 23 . - Pág. 2019-2031 .
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