Дългосрочно потенциране

Най- Дългосрочно потенциране е основата за невралната пластичност и по този начин прекрояването на нервните структури или взаимовръзките в нервната система. Без процеса не би било възможно нито формирането на памет, нито обучението. Нарушения на дългосрочното потенциране възникват например при заболявания като Алцхаймер.

Какво е дългосрочно потенциране?

Невроните работят с биоелектрични и биохимични потенциали за действие. Потенциалите за действие са езикът на централната нервна система и служат за предаване на възбуждане. Това предаване е известно още като синаптично предаване. Нервните клетки реагират на увеличеното генериране на потенциали за действие с така нареченото дългосрочно потенциране.

Невронната пластичност е една от най-важните последици от дългосрочното потенциране. Терминът неврална пластичност описва ремоделиране в невронната структура, което я приспособява към настоящата му употреба. Както отделните нервни клетки, така и мозъчните области могат да бъдат възстановени невронално. Чрез процесите на преобразуване функциите на централната и периферната нервна система се запазват, разширяват и адаптират към настоящата ситуация на използване. Като основа на невронната реконструкция, дългосрочното потенциране помага изключително много, за да се гарантира, че нервната система функционира възможно най-ефективно и гладко.

Дългосрочното потенциране е свързано и с формирането на паметта. Освен това реконструкцията на невронните структури е неизбежен процес за учебните процеси.

Функция и задача

От гледна точка на мозъка, на наученото умение се назначава морфологичен корелат, който съответства на мрежа от синаптични връзки. Такива мрежи позволяват формирането на идеи в кората на асоциацията. Когато се произнесе определена дума, например, трябва да се активира специална мрежа, което от своя страна води до специален модел на потенциал за действие.

Всеки път, когато човек научи нови умения или подобри старите, в мозъка възникват нови взаимовръзки. Взаимовръзките, които не се използват, се анулират отново по същия начин. Това ремоделиране съответства на синаптичната пластичност. Следователно ученето на нервно ниво е реконструкция, зависима от активността на моделите в невронната взаимовръзка и на функционалните процеси в мозъка.

В допълнение към пресинаптичното укрепване, посттетаничното усилване и синаптичната депресия, дългосрочното потенциране е от значение и за учебните процеси. Това потенциране съответства на дългосрочно усилване на синаптичните предавания. Този процес се състои от различни подпроцеси.

Активирането на AMPA рецепторите е първата стъпка в дългосрочното потенциране. В постсинаптичните мембрани има безброй рецептори за глутамат. Подгрупа от тези глутаматни рецептори са тези от типа AMPA. Веднага след като се генерира потенциал за действие, се освобождава глутамат. Самото вещество в организма е един от най-важните невротрансмитери и след освобождаването му се свързва с AMPA рецептори, които се отварят чрез свързване. След отваряне на рецепторите навлизат натриеви йони. Това създава възбуждащ постсинаптичен потенциал. Този потенциал възниква при всяка деполяризация в рамките на постсинаптичната мембрана. Възбуждащите постсинаптични потенциали се добавят и обработват от приемащия неврон. При превишаване на праговата стойност приемащите неврони образуват отново потенциал за действие и го предават чрез своите аксони.

Генерирането на възбуждащ постсинаптичен потенциал е последвано от активиране на NMDA рецепторите при дългосрочно потенциране. Веднага щом се появят допълнителни потенциални действия, има повишена деполяризация на постсинаптичната мембрана. Магнезиевите йони оставят NMDA рецептора и рецепторът може да се отвори. Отварянето на NMDA рецепторите води до приток на калциеви йони и води до фосфорилиране на AMPA рецепторите. Фосфорилирането от своя страна повишава проводимостта на рецепторите и също така повишава синтеза на протеини в клетката.

В допълнение, ретроградните вещества на пратеника се отделят по време на описаните процеси. Тези вестителни вещества съответстват например на производни на арахидонова киселина или газове, като азотен оксид. Тези пратеници причиняват пресинаптичната мембрана да отделя повече невротрансмитери.

Можете да намерите лекарствата си тук

Болести и неразположения

Неврологичните заболявания, засягащи дългосрочното потенциране, са актуален предмет на медицински изследвания. Една такава болест е болестта на Алцхаймер. Болестта на Крон има влияние и върху описаните по-горе процеси. Това, че тези заболявания нарушават дългосрочното потенциране, се дължи главно на дегенерацията на нервните клетки. Веднага след като невронните синапси се разпадат, дългосрочното потенциране вече не е възможно. Например, това създава и тъмните области в паметта им.

Мозъкът се разгражда малко по малко при дегенеративни заболявания на централната нервна система. Мерките за поддържане на невронните структури се превърнаха в основен фокус на изследванията във връзка със заболявания като болестта на Алцхаймер. Досега не са регистрирани големи успехи в опазването на синапсите. Досега революционни успехи са регистрирани само при животни със съпоставими заболявания. Учените все още не са успели да пренесат тези успехи на хората.

Тъй като дългосрочната диференциация вече не работи при засегнатите, не може да се извърши повече синаптично ремоделиране. Процесите на обучение са невъзможни и общата функционалност на мозъка намалява прогресивно. Новите нервни клетки или връзките между невроните вече не могат да се образуват. Старите синапси вече не се използват и се демонтират като част от процесите на обновяване.

За да противодейства на тези процеси, сега медицината насърчава поддържането на синапсите чрез специални упражнения. Колкото по-често се използват синапси, толкова по-бързо мозъкът ги разпознава като необходими. Следователно болести като болестта на Алцхаймер или Крон могат да бъдат забавени в хода си чрез упражнения. Но засега е невъзможно да се спрат болестите чрез упражнения. Поради това повечето от засегнатите се нуждаят от 24-часова грижа от определен стадий на заболяването.