Os processos de inibição no sistema nervoso central (SNC) foram apresentados como uma descoberta científica em 1962 por IM Sechenov. O pesquisador percebeu esse fenômeno enquanto estudava os reflexos de flexão de sapos, cuja excitação era regulada por reações químicas de estimulação nas regiões médias do cérebro. Até o momento, reconhece-se que tal comportamento do sistema nervoso é essencial para as reações protetoras do organismo. Ao mesmo tempo, cientistas modernos identificam diferentes estágios e características desse processo. Atenção especial é dada às inibições pré-sinápticas e pessimais, que afetam a coordenação dos reflexos e a implementação de funções protetoras nas células nervosas de diferentes maneiras.
O processo de inibição no SNC como uma reação bioquímica
Sinapses responsáveis pela regulação da excitação e irritação, trabalham principalmente com canais de cloreto, abrindo-os. No contexto dessa reação, os íons são capazes de passar pela membrana neuronal. Nesse processo, é importante entender o significado do potencial de Nernst para íons. É igual a -70 mV, enquanto a carga de um neurônio de membrana em estado calmo também é negativa, mas já corresponde a -65 mV. Essa diferença causaabertura de canais para garantir o movimento de íons negativos do líquido extracelular.
Durante esta reação, o potencial de membrana também muda. Por exemplo, pode subir para -70 mV. Mas também a abertura dos canais de potássio pode provocar inibição pessimal. A fisiologia com os processos de regulação da excitação neste caso será expressa no movimento de íons positivos para fora. Eles aumentam gradualmente seu potencial negativo à medida que perdem a paz. Como resultado, ambos os processos contribuem para um aumento dos potenciais negativos, o que causa reações irritantes. Outra coisa é que, no futuro, as cargas podem ser controladas por fatores reguladores de terceiros, devido aos quais, em particular, às vezes ocorre o efeito de interromper uma nova onda de excitação das células nervosas.
Processos inibitórios pré-sinápticos
Tais reações provocam a inibição dos impulsos nervosos nas terminações axonais. Na verdade, o local de sua origem determinou o nome desse tipo de inibição - eles precedem os canais que interagem com as sinapses. São os elementos axonais que atuam como o elo ativo. Um axônio estranho é enviado para a célula excitatória, liberando um neurotransmissor inibitório. Este último afeta a membrana pós-sináptica, provocando nela processos de despolarização. Como resultado, a entrada da fenda sináptica profunda no axônio excitatório é inibida, a liberação do neurotransmissor diminui e ocorre uma parada de curto prazo da reação.
Apenas nesta fase, às vezes há uma inibição pessimal,que pode ser visto como repetido. Desenvolve-se nos casos em que o processo primário de excitação no contexto de forte despolarização não para sob a influência de múltiplos impulsos. Quanto à conclusão da reação pré-sináptica, ela atinge seu pico após 15-20 ms e dura cerca de 150 ms. O bloqueio dessa inibição é fornecido por venenos convulsivos - picrotoxina e biculina, que neutralizam os mediadores axônicos.
A localização nos departamentos do CNS também pode diferir. Como regra, os processos pré-sinápticos ocorrem na medula espinhal e em outras estruturas do tronco cerebral. Um efeito colateral da reação pode ser um aumento nas vesículas sinápticas, que são liberadas por neurotransmissores no ambiente excitatório.
Tipos de processos de inibição pré-sináptica
Como regra, as reações laterais e inversas deste tipo são distinguidas. Além disso, a organização estrutural de ambos os processos converge amplamente com a inibição pós-sináptica. Sua diferença fundamental se deve ao fato de que a excitação não para no próprio neurônio, mas na aproximação de seu corpo. Durante a inibição lateral, a cadeia de reação é caracterizada pela influência não apenas nos neurônios-alvo, que são afetados pela excitação, mas também nas células vizinhas, que podem estar inicialmente fracas e não inflamadas. Este processo é chamado lateral porque o sítio de excitação está localizado nas partes laterais em relação ao neurônio. Fenômenos semelhantes ocorrem em sistemas sensoriais.
Quanto às reações do tipo inverso, seu exemplo é especialmente perceptível na dependência do comportamentocélulas nervosas de fontes de impulsos. De alguma forma, o oposto dessa reação pode ser chamado de inibição pessimal. A fisiologia do sistema nervoso central neste caso determina a dependência da natureza do fluxo de excitação não tanto das fontes quanto da frequência dos estímulos. A inibição reversa assume que os mediadores axônicos serão direcionados aos neurônios-alvo através de vários canais de colaterais. Este processo é implementado com base no princípio do feedback negativo. Muitos pesquisadores observam que é necessário para a possibilidade de autorregulação da excitação dos neurônios com a prevenção de reações convulsivas.
Mecanismo de frenagem Pessimal
Se o processo pré-sináptico discutido acima é determinado através da interação de células individuais com outras fontes de irritação, então neste caso o fator chave será a resposta dos neurônios às excitações. Por exemplo, com impulsos rítmicos frequentes, as células musculares podem responder com um aumento da irritação. Esse mecanismo também é chamado de inibição pessimal de Vvedensky, em homenagem ao cientista que descobriu e formulou esse princípio de interação entre as células nervosas.
Para começar, vale ress altar que cada sistema nervoso tem seu próprio limiar de excitação ideal, estimulado pela estimulação de uma determinada frequência. À medida que o ritmo dos impulsos aumenta, a contração tetânica dos músculos também aumenta. Além disso, há também um nível de aumento de frequência em que os nervos param de ser irritados e entram no estágio de relaxamento, apesar da continuaçãoprocessos excitantes. A mesma coisa acontece quando a intensidade da ação dos mediadores diminui. Pode-se dizer que este é um mecanismo regenerativo reverso de inibição pessimal. A fisiologia das sinapses neste contexto deve ser considerada de acordo com as características de labilidade. Nas sinapses, esse indicador é menor do que nas fibras musculares. Isso se deve ao fato de que a tradução da excitação é determinada pelos processos de liberação e divisão adicional do mediador. Novamente, dependendo do comportamento de um sistema em particular, tais reações podem ocorrer em velocidades diferentes.
Qual é o ótimo e o pessimum?
O mecanismo de transição do estado de excitação para o de inibição é influenciado por muitos fatores, a maioria deles relacionados às características do estímulo, sua força e frequência. O início de cada onda pode alterar os parâmetros de labilidade, e essa correção também é determinada pelo estado atual da célula. Por exemplo, a inibição pessimal pode ocorrer quando um músculo está em uma fase de ex altação ou refratária. Esses dois estados são definidos pelos conceitos de ótimo e pessimum. Quanto ao primeiro, neste caso, as características dos impulsos correspondem ao indicador de labilidade celular. Por sua vez, o pessimum sugere que a labilidade do nervo será menor que a das fibras musculares.
Em caso de pessimum, o resultado do impacto da irritação anterior pode ser uma diminuição acentuada ou bloqueio completo da transição das ondas excitatórias das terminações nervosas para o músculo. Como resultado, o tétano estará ausente e a inibição pessimal ocorrerá. Ótimo e pessimum nestecontexto diferem em que com os mesmos parâmetros de estimulação, o comportamento do músculo será expresso em contração ou relaxamento.
A propósito, a força ótima é apenas chamada de contração máxima das fibras na frequência ideal de sinais excitatórios. No entanto, aumentar e até dobrar o potencial de impacto não levará a uma contração adicional, mas ao contrário, diminuirá a intensidade e, depois de um tempo, levará os músculos a um estado de calma. Existem, no entanto, reações excitatórias opostas sem neurotransmissores irritantes.
Inibição condicional e incondicional
Para uma compreensão mais completa das respostas aos estímulos, vale a pena considerar duas formas diferentes de inibição. No caso de uma resposta condicionada, assume-se que o reflexo ocorrerá com pouco ou nenhum reforço de estímulos incondicionados.
Separadamente, vale a pena considerar a inibição condicionada diferencial, na qual haverá liberação de um estímulo útil para o corpo. A escolha da fonte ideal de excitação é determinada pela experiência anterior de interação com estímulos familiares. Se eles mudarem a natureza da ação positiva, as reações reflexas também cessarão sua atividade. Por outro lado, a inibição pessimal incondicional exige que as células reajam imediatamente e sem ambiguidade aos estímulos. No entanto, sob condições de influência intensa e regular do mesmo estímulo, o reflexo de orientação diminui e também portempo, não haverá reação de frenagem.
Exceções são estímulos que carregam consistentemente informações biológicas importantes. Nesse caso, os reflexos também fornecerão sinais de resposta.
A importância dos processos de frenagem
O principal papel deste mecanismo é permitir a síntese e análise dos impulsos nervosos no SNC. Após o processamento do sinal, as funções do corpo são coordenadas, tanto entre si quanto com o ambiente externo. Assim, o efeito de coordenação é alcançado, mas esta não é a única tarefa de frenagem. Assim, o papel de segurança ou proteção é de considerável importância. Pode ser expresso na depressão do sistema nervoso central por sinais aferentes insignificantes no contexto da inibição pessimal. O mecanismo e o significado desse processo podem ser expressos no trabalho coordenado de centros antagônicos que excluem fatores de excitação negativos.
A inibição reversa, por sua vez, pode limitar a frequência dos impulsos dos motoneurônios na medula espinhal, desempenhando um papel de proteção e coordenação. Em um caso, os impulsos do neurônio motor são coordenados com a taxa de contração dos músculos inervados e, no outro caso, a superexcitação das células nervosas é evitada.
Significado funcional dos processos pré-sinápticos
Em primeiro lugar, deve-se enfatizar que as características das sinapses não são constantes, portanto, as consequências da inibição não podem ser consideradas inevitáveis. Dependendo das condições, seu trabalho pode prosseguir com uma ou outragrau de atividade. No estado ótimo, é provável a ocorrência de inibição pessimal com o aumento da frequência dos impulsos irritantes, mas, como mostram as análises da influência dos sinais anteriores, o aumento da intensidade também pode levar ao relaxamento das fibras musculares. Tudo isso indica a instabilidade do significado funcional dos processos de inibição no corpo, mas eles, dependendo das condições, podem ser expressos de maneira bastante específica.
Por exemplo, em altas frequências de estimulação, um aumento a longo prazo na eficiência da interação entre neurônios individuais pode ser observado. É assim que a funcionalidade da fibra pré-sináptica e, em particular, sua hiperpolarização pode se manifestar. Por outro lado, também ocorrem sinais de depressão pós-ativação no aparelho sináptico, que se expressará em uma diminuição da amplitude do potencial excitatório. Esse fenômeno também pode ocorrer nas sinapses durante a inibição pessimal no contexto de aumento da sensibilidade à ação do neurotransmissor. É assim que se manifesta o efeito da dessensibilização da membrana. A plasticidade dos processos sinápticos como propriedade funcional também pode determinar a formação de conexões neurais no SNC, bem como seu fortalecimento. Tais processos têm um efeito positivo nos mecanismos de aprendizagem e desenvolvimento da memória.
Características da inibição pós-sináptica
Esse mecanismo ocorre na fase em que o neurotransmissor é liberado da cadeia, o que se expressa como uma diminuição da excitabilidade das membranas das células nervosas. Segundo os pesquisadores, esse tipo de inibiçãoocorrem no contexto da hiperpolarização primária da membrana do neurônio. Essa reação provoca um aumento na permeabilidade da membrana pós-sináptica. No futuro, a hiperpolarização afeta o potencial de membrana, levando-o a um estado normal de equilíbrio - ou seja, o nível crítico de excitabilidade diminui. Ao mesmo tempo, podemos falar de uma conexão transicional nas cadeias de inibição pós e pré-sináptica.
Reações pessimais de uma forma ou de outra podem estar presentes em ambos os processos, mas são mais caracterizadas por ondas secundárias de irritação. Por sua vez, os mecanismos pós-sinápticos se desenvolvem gradualmente e não deixam a refratariedade. Este já é o estágio final da inibição, embora processos de aumento reverso da excitabilidade também possam ocorrer se houver influência de impulsos adicionais. Via de regra, a aquisição do estado inicial dos neurônios e fibras musculares ocorre juntamente com a redução das cargas negativas.
Conclusão
A inibição é um processo especial no sistema nervoso central, intimamente relacionado aos fatores de irritação e excitação. Com toda a atividade da interação de neurônios, impulsos e fibras musculares, tais reações são bastante naturais e benéficas para o corpo. Em particular, os especialistas apontam para a importância da inibição para humanos e animais como meio de regular a excitação, coordenar os reflexos e exercer funções protetoras. O processo em si é bastante complexo e multifacetado. Os tipos descritos de reações formam sua base, e a natureza da interação entre os participantesdeterminado pelos princípios da inibição pessimal.
A fisiologia de tais processos é determinada não apenas pela estrutura do sistema nervoso central, mas também pela interação das células com fatores externos. Por exemplo, dependendo do mediador inibitório, o sistema pode dar respostas diferentes e, às vezes, com valor oposto. É devido a isso que o equilíbrio da interação dos neurônios e reflexos musculares é assegurado.
Estudos nessa direção ainda deixam muitas dúvidas, assim como a atividade cerebral humana em geral. Mas hoje é óbvio que os mecanismos de inibição são um importante componente funcional no trabalho do sistema nervoso central. Basta dizer que sem a regulação natural do sistema reflexo, o corpo não será capaz de se proteger totalmente do meio ambiente, estando em contato próximo com ele.
