alt=Inhibiție presinaptică|thumb|249x249px|O diagramă de circuit a inhibiției postsinaptice (A, B) și a inhibiției presinaptice (C). Excitarea este reprezentată în verde, iar inhibiția în roșu. Inhibiția presinaptică este un fenomen în care un neuron inhibitor oferă input sinaptic axonului altui neuron () pentru a-l face mai puțin probabil să declanșeze un potențial de acțiune. Inhibiția presinaptică apare atunci când un neurotransmițător inhibitor, precum GABA, acționează asupra receptorilor GABA de pe butonii terminali sau când endocanabinoizii acționează ca mesageri retrograzi prin legarea de receptorii presinaptici , modulând astfel indirect GABA și excitabilitatea neuronilor dopaminergici prin reducerea acesteia și a altor neurotransmițători eliberați presinaptic. Inhibiția presinaptică este ubicuă printre neuronii senzitivi.

Funcție Stimulii senzitivi, precum durerea, propriocepția și somatosenzația, sunt detectați de fibrele aferente primare. Neuronii somatosenzoriali codifică informații despre starea actuală a corpului (de exemplu, temperatură, durere, presiune, poziție etc.). Pentru animalele vertebrate, aceste fibre aferente primare formează sinapse pe măduva spinării, în special în zona , pe o varietate de ținte aval, inclusiv atât neuroni excitatori, cât și neuroni inhibitori. Sinapsele dintre fibrele aferente primare și țintele lor reprezintă prima oportunitate pentru ca informația senzorială să fie modulată. Fibrele aferente primare conțin mulți receptori de-a lungul proiecțiilor lor, făcându-le susceptibile la o modulare complexă. Fluxul constant de stimuli din mediu, detectați de fibrele aferente primare, este supus modulării pentru a amplifica sau diminua stimulii (vezi și: și controlul câștigului – ). Deoarece există practic stimuli nelimitați, este imperativ ca aceste semnale să fie filtrate corespunzător.

Pentru a testa dacă somatosenzația, în special durerea, era supusă inhibiției, oamenii de știință au injectat o substanță chimică în măduva spinării a unui rozător pentru a bloca activitatea neurotransmițătorului inhibitor primar (, un ). Au constatat că blocarea farmacologică a receptorilor GABA a amplificat de fapt percepția durerii; cu alte cuvinte, GABA diminuează de obicei percepția durerii.

Metoda prin care GABA modulează transmiterea sinaptică de la fibrele aferente primare la țintele lor aval este disputată (vezi secțiunea Mecanisme de mai jos). Indiferent de mecanisme, GABA acționează într-un rol inhibitor pentru a reduce probabilitatea eliberării sinaptice a fibrelor aferente primare.

Modularea fibrelor aferente primare este critică pentru menținerea confortului general. Un studiu a arătat că animalele fără un anumit tip de receptor GABA pe nociceptorii lor erau hipersensibile la durere, susținând astfel o funcție a inhibiției presinaptice ca analgezic. Anumite condiții patologice, precum , sunt considerate a fi cauzate de descărcarea nemodulată a . Pe lângă atenuarea durerii, inhibiția presinaptică afectată a fost implicată în multe tulburări neurologice, cum ar fi spasticitatea după , epilepsie, autism și .

Mecanisme Fibrele aferente senzoriale primare conțin receptori GABA de-a lungul terminalelor lor (revizuit în:, Tabelul 1). Receptorii GABA sunt canale de clorură , formați prin asamblarea a cinci subunități de . Pe lângă prezența receptorilor GABA de-a lungul axonilor aferenți senzoriali, terminalul presinaptic are, de asemenea, o compoziție ionică distinctă, cu concentrație ridicată de clorură. Acest lucru se datorează cotransportorilor cation-clorură (de exemplu, ) care mențin un nivel intracelular ridicat de clorură.

De obicei, atunci când receptorii GABA sunt activați, aceasta cauzează un influx de clorură, ceea ce hiperpolarizează celula. Totuși, în fibrele aferente primare, datorită concentrației ridicate de clorură la terminalul presinaptic și astfel a potențialului de inversare alterat, activarea receptorilor GABA rezultă de fapt într-un eflux de clorură și, prin urmare, o depolarizare rezultantă. Acest fenomen se numește depolarizare aferentă primară (PAD). Potențialul depolarizat indus de GABA la axonii aferenți a fost demonstrat la multe animale, de la pisici la insecte. Interesant este faptul că în ciuda potențialului depolarizat, activarea receptorilor GABA de-a lungul axonului încă rezultă într-o reducere a eliberării de neurotransmițători și astfel rămâne inhibitorie.

Există patru ipoteze care propun mecanisme în spatele acestui paradox: Membrana depolarizată cauzează inactivarea canalelor de sodiu dependente de tensiune de pe terminale și, prin urmare, potențialul de acțiune este împiedicat să se propage. Canalele deschise ale receptorilor GABA acționează ca un șunt, prin care curentul este disipat în loc să se propage către terminale. Membrana depolarizată cauzează inactivarea canalelor de calciu dependente de tensiune, împiedicând influxul de calciu la sinapsă (care este imperativ pentru neurotransmisie). Depolarizarea de la terminale generează un spike antidromic (adică un potențial de acțiune generat în axon și care călătorește spre soma), care ar împiedica propagarea spike-urilor ortodromice (adică un potențial de acțiune care călătorește de la soma celulei spre terminalele axonului).

Istoria descoperirii inhibiției presinaptice

1933: Grasser & Graham au observat depolarizarea care își are originea în terminalele axonale senzoriale

1938: Baron & Matthews au observat depolarizarea care își are originea în terminalele axonale senzoriale și rădăcina ventrală

1957: Frank & Fuortes au inventat termenul „inhibiție presinaptică”

1961: Eccles, Eccles, & Magni au determinat că Potențialul Rădăcinii Dorsale (DRP) își are originea din depolarizarea terminalelor axonale senzoriale

Note

Categorie:Neurologie Categorie:Semnalizare celulară