Возбуждающие нейроны необходимы для работы мозга, однако если бы в нервной системе были только они, то в мозге быстро произошла бы перегрузка, поскольку каждый глутаматергический нейрон возбуждал бы остальные. Тормозные нейроны балансируют возбуждающие для поддержания требуемого уровня активности. Возбуждающие и тормозные нейроны взаимодействуют, создавая регулярные ритмы – наиболее важную часть межрегиональной сигнализации в мозге.
Глутаматный метаболический путь производит также основной тормозный нейромедиатор – ГАМК (гамма-аминомасляную кислоту). Если в синаптическую щель высвобождается ГАМК, то вероятность прохождения потенциала действия по аксону постсинаптического нейрона снижается.
Эффект ГАМК заключается в гиперполяризации, а не деполяризации мембраны, и снижении вероятности прохождения ПД даже в случае одновременного получения клеткой возбуждающего сигнала. Таким образом достигается баланс между возбуждающими и тормозными сигналами, приходящими к клетке с интервалами примерно в 10 мс, который и обусловливает ее текущую активность.
ГАМК-ергический синапс. Обратите внимание, что для производства ГАМК используется глутамин и его производные.
Транспортер – это особая белковая молекула, транспортирующая молекулы медиатора обратно в клетку для повторного использования. Ауторецепторы принимают участие в саморегуляции синапса. GAT– переносчик ГАМК, GAD – глутаматдекарбоксилаза, VIAAT – везикулярный транспортер тормозных медиаторов, Gin – глутамин, Glu – глутаминовая кислота.
Пирамидные нейроны коры обладают по большей части возбуждающей активностью, тогда как олигодендроциты – тормозной. Таким образом, волны возбуждения, непрерывно проходящие по всему мозгу, локально ингибируются ГАМК-секретирующими клетками. Такие клетки называют ГАМК-ергическими, тогда как возбуждающие носят название глутаматергических.
Все контуры в коре включают как возбуждающие, так и тормозные нейроны. Пирамидные клетки на этой схеме выделены голубым, а тормозные интернейроны – красным. Зеленым помечен вход из-за пределов системы (например, из зрительного тракта), возбуждающий кортикальные нейроны.
«Гладкие» нейроны, обозначенные на схеме S1, также являются возбуждающими. Микроконтуры такого типа распространены в коре и определяют различия между одинаковыми с анатомической точки зрения областями мозга.
Ингибирование необходимо для регуляции возбуждающих нейронов и создания барьеров на пути прохождения волны возбуждения. Для предотвращения перегрузки мозга возбуждением существует множество ГАМК-ергичеких синапсов, регулирующих уровни возбуждения.
ГАМК используется в подавляющем большинстве быстрых тормозных синапсов практически в любой части мозга. Большинство транквилизаторов усиливают ГАМК-ергическую активность мозга.
Расслабляющий эффект спиртного также основан на его влиянии на ГАМК-опосредованные процессы. Однако ГАМК имеет, помимо торможения, еще и другие функции.
Биохимические пути клеток используют достаточно ограниченный набор веществ, отобранный и сохраняемый эволюцией. Человек по многим биохимическим характеристикам сходен с широким рядом животных, но имеет тем не менее определенные отличия.
Как мы увидим, эти различия обусловлены в большинстве своем активностью высокоуровневой регуляторной ДНК, а не ДНК, непосредственно экспрессирующейся в белки. Мы не отличаемся от большинства животных по химическому составу. Отличия заключаются главным образом в более высокоуровневой организации генома, опосредующей рост и функционирование обширного неокортекса, и особенно переднего мозга. Человек – новая мелодия, сложенная из нот жизни.
Похожие записи
- Нейроны и нейромедиаторы
- Нейроны мозга и глиальные клетки
- Нейромодуляторы
- Нейроны
- Массивы и карты нейронов мозга
- Адаптация и обучение массивов нейронов
- Регистрация нейронов
- Жирные кислоты
- Жиры и мозг