Alex Stone

Что произойдет, если мозговые нейроны не уменьшат чувствительность к нейротрансмиттерам после длительного воздействия?


Человеческая биология Неврология Головной мозг Нейрофизиология Медиатор Биология

По моему мнению, нейроны снижают чувствительность к нейротрансмиттерам за счет уменьшения количества рецепторов на клеточной мембране в ответ на устойчивую активность нейротрансмиттера. Одно из объяснений, которое я слышал, это то, что клетки делают это, чтобы защитить себя от повреждений.

Это заставляет меня спросить: какой ущерб может быть вызван устойчивой нейротрансмиттерной активностью в мозге, если клетки не уменьшают их чувствительность? Может ли мозг выживать / процветать, если у нейронов всегда было такое же количество рецепторов нейротрансмиттеров?

aaaaaa
Я никогда не слышал о повреждении. Однако уменьшение количества каналов / рецепторов в синапсе приводит к снижению шума среди прочего. например, вам необходимо поддерживать количество каналов метаболически.

Ответы


AliceD

Короткий ответ
Насколько мне известно, нейротоксические эффекты хронической возбудительной стимуляции не предотвращаются при торговле рецепторами.

Задний план
Я думаю, что в этом вопросе предполагается, что 1) нейронный ущерб, связанный с непрерывной активацией ( экситотоксичность ), можно предотвратить 2) динамической регуляцией числа рецепторов на нейронной мембране. Насколько я вижу, эти два процесса не связаны друг с другом.

  1. Экситотоксичность

    ... способность глутамата или родственных возбуждающих аминокислот опосредовать смерть центральных нейронов [...], например, после интенсивного воздействия. [...] Экситотоксичность обладает значительной клеточной специфичностью и в большинстве случаев опосредуется глутаматными рецепторами. В среднем активация рецепторов NMDA может приводить к летальному повреждению быстрее, чем активация AMPA или активации каината, возможно, отражает большую способность индуцировать приток кальция и последующую клеточную перегрузку кальция (Choi, 1992) .

Следовательно, это приток токсичных количеств Ca 2+, которые вызывают гибель клеток. Для достижения этого необходимо не много Ca 2+ . Например, эпилептический статус (устойчивый эпилептический припадок) может привести к гиппокампальному повреждению из-за стойкого возбуждения и высвобождения глутамата (Meldrum, 1991) . Эпилептические припадки длительностью более 5 минут считаются опасными в этом смысле, и через 30 минут они потенциально фатальны (часто не связаны напрямую с экситотоксичностью) (Cherian & Thomas, 2009) . В этот короткий промежуток времени регулирование плотности рецепторов клеточной поверхности вряд ли будет играть существенную роль . Например, для ингибиторов обратного захвата серотонина требуется 2 недели для снижения количества рецепторов 5HT1A (Tylee & Wolters, 2009) .

  1. Динамическая регуляция рецепторов . Регулирование количества рецепторов связано через петли обратной связи. Отличным примером является то, как глютаматергические рецепторы AMPA регулируются эндоцитозом (рис.1).

введите описание изображения здесь
Рисунок 1. Торговля рецепторами AMPA. Источник: Anggono Lab .

АМРА-рецепторы являются основными рецепторами, которые опосредуют большую часть быстрой возбуждающей синаптической передачи в мозге млекопитающих (Purves et al ., 2001) . Динамический оборот и правильное синаптическое нацеливание рецепторов AMPA имеют решающее значение для определения прочности и пластичности возбуждающей синаптической передачи . Это динамическое регулирование может также влиять на процессы обучения и памяти. Насколько я знаю, процесс торговли рецепторами, как правило, не связан с операциями по аварийному спасению, чтобы предотвратить экситотоксичность. Тем не менее, эти механизмы необходимы для поддержания адаптируемого мозга, способного к обучению, забыванию и реструктуризации .

Рекомендации
- Cherian & Thomas, Ann Indian Acad Neurol (2009); 12 (3): 140-53
- Чой, Дж. Нейробиол (1992); 23 (9): 1261-76
- Meldrum, Epilepsy Res (1991); 10 (1): 55-61
- Purves et al ., Neuroscience. 2- е изд. Сандерленд (Массачусетс): Sinauer Associates; 2001
- Tyllee & Wolters, BMJ (2007); 334 (7600): 911-2


Chastain

В принципе, многие рецепторы нейротрансмиттеров работают как ионные каналы, и фактический механизм сигнализации включает в себя возможность притока / оттока кальция, калия, магния и т. Д. Хорошим примером этого является ацетилхолиновый рецептор. Предположительно, если бы клетка сохраняла такое же количество рецепторов даже в присутствии обильных лигандов, клетка могла бы заливаться ионами. Мало того, что это сделает путь передачи сигналов нечувствительным, это может привести к проблемам выживания для ячейки / неправильному перекрестному разговору с другими путями.

Это, по крайней мере, как это должно работать в моделях передачи сигналов нейротрансмиттера, с которыми я знаком, вполне вероятно, что в нейро-лаборатории где-то есть клетка или животная модель, которая может дать реальный ответ.

Смотри также