Dolgotrajno potenciranje

The Dolgotrajno potenciranje je osnova za nevronsko plastičnost in s tem preoblikovanje nevronskih struktur ali medsebojnih povezav v živčnem sistemu. Brez tega ne bi bilo mogoče oblikovati spomina ali učnih izkušenj. Motnje dolgotrajnega potenciranja se pojavijo na primer pri boleznih, kot je Alzheimerjeva bolezen.

Kaj je dolgoročno potenciranje?

Nevroni delujejo z bioelektričnimi in biokemičnimi potenciali delovanja. Akcijski potenciali so jezik centralnega živčnega sistema in služijo prenosu vzbujanja. Ta prenos je znan tudi kot sinaptični prenos. Živčne celice reagirajo na povečano generiranje akcijskih potencialov s tako imenovanim dolgoročnim potenciranjem.

Nevronska plastičnost je ena najpomembnejših posledic dolgoročnega potenciranja. Izraz nevronska plastičnost opisuje preoblikovanje znotraj nevronske strukture, ki ga prilagodi trenutni uporabi. Tako posamezne živčne celice kot možganska območja je mogoče obnoviti nevronsko. S postopkom pretvorbe se funkcije centralnega in perifernega živčnega sistema ohranjajo, širijo in prilagajajo trenutnim razmeram uporabe. Kot osnova nevronske rekonstrukcije dolgoročno potenciranje izredno pomaga, da živčni sistem deluje čim bolj učinkovito in nemoteno.

Dolgotrajno potenciranje je povezano tudi z oblikovanjem spomina. Poleg tega je rekonstrukcija nevronskih struktur neizogiben proces učnih procesov.

Funkcija in naloga

Z vidika možganov se naučeni spretnosti dodeli morfološki korelat, ki ustreza mreži sinaptičnih povezav. Takšne mreže omogočajo oblikovanje idej v asortimanu korteksa. Ko je določena beseda izgovorjena, mora biti na primer aktivirana posebna mreža, kar ima za posledico poseben vzorec akcijskih potencialov.

Kadar koli se človek nauči novih veščin ali izboljša stare, se v možganih pojavijo nove medsebojne povezave. Povezave, ki se ne uporabljajo, spet prekličejo na enak način. To preoblikovanje ustreza sinaptični plastičnosti. Učenje na nevronski ravni je torej od aktivnosti odvisna rekonstrukcija vzorcev v nevronski medsebojni povezanosti in funkcionalnih procesov v možganih.

Poleg presinaptične okrepitve, post-tetaničnega potenciranja in sinaptične depresije je dolgoročno potenciranje pomembno tudi za učne procese. To potenciranje ustreza dolgoročni krepitvi sinaptičnih prenosov. Ta postopek je sestavljen iz različnih podprocesov.

Aktivacija AMPA receptorjev je prvi korak pri dolgoročnem potenciranju. V postsinaptičnih membranah je nešteto receptorjev za glutamat. Podskupina teh receptorjev za glutamat je vrsta AMPA. Takoj, ko nastane akcijski potencial, se sprošča glutamat. Sama telesna snov je eden najpomembnejših nevrotransmiterjev in se po sproščanju veže na receptorje AMPA, ki se z vezanjem odprejo. Ko se receptorji odprejo, vstopijo natrijevi ioni. To ustvarja vznemirljivi postsinaptični potencial. Ta potencial se pojavi z vsako depolarizacijo znotraj postsinaptične membrane. Prejemni nevron seštevajo in obdelujejo vznemirljive postsinaptične potenciale. Ko je presežena vrednost praga, sprejemni nevroni ponovno tvorijo akcijski potencial in ga posredujejo prek svojih aksonov.

Nastajanju ekscitatornega postinaptičnega potenciala sledi aktiviranje NMDA receptorjev pri dolgotrajnem potenciranju. Ko se pojavijo dodatni akcijski potenciali, pride do povečane depolarizacije postsinaptične membrane. Magnezijevi ioni zapustijo NMDA receptor in receptor se lahko odpre. Odpiranje NMDA receptorjev povzroči priliv kalcijevih ionov in vodi do fosforilacije AMPA receptorjev. Fosforilacija pa povečuje prevodnost receptorjev in poveča tudi sintezo beljakovin v celici.

Poleg tega se retrogradne snovi iz glasil sprostijo med opisanimi postopki. Te glasbene snovi ustrezajo na primer derivatom arahidonske kisline ali plinov, kot je dušikov oksid. Te glasbene snovi povzročajo presinaptična membrana, da sprosti več nevrotransmiterjev.

Tu lahko najdete svoja zdravila

Bolezni in bolezni

Nevrološke bolezni, ki vplivajo na dolgoročno potenciranje, so aktualna tema medicinskih raziskav. Ena takih bolezni je Alzheimerjeva bolezen. Crohnova bolezen vpliva tudi na zgoraj opisane procese. Da te bolezni motijo ​​dolgoročno potenciranje, je predvsem posledica degeneracije živčnih celic. Takoj, ko se nevronske sinapse pokvarijo, dolgoročno potenciranje ni več mogoče. Na primer, to ustvari tudi temna območja v njihovem spominu.

Možgani se po delih razgradijo pri degenerativnih boleznih centralnega živčnega sistema. Ukrepi za vzdrževanje nevronskih struktur so postali osrednji poudarek raziskav v zvezi z boleznimi, kot je Alzheimerjeva bolezen. Do zdaj ni bilo zabeleženih velikih uspehov pri ohranjanju sinaps. Doslej so bili prelomni uspehi zabeleženi le pri živalih s primerljivimi boleznimi. Znanstvenikom teh uspehov še ni uspelo prenesti na ljudi.

Ker dolgoročno razlikovanje pri prizadetih ne deluje več, ne more več potekati sinaptičnega preoblikovanja. Učni procesi so nemogoči, splošna funkcionalnost možganov pa se postopoma zmanjšuje. Nove živčne celice ali povezave med nevroni ne morejo več tvoriti. Stare sinapse se ne uporabljajo več in jih razstavljajo kot del prenove.

Da bi preprečila te procese, medicina zdaj s posebnimi vajami spodbuja vzdrževanje sinaps. Bolj pogosto se uporabljajo sinapse, prej jih možgani prepoznajo kot potrebne. Bolezni, kot sta Alzheimerjeva ali Crohnova bolezen, lahko torej z gibanjem odložijo svoj potek. Toda do zdaj je nemogoče ustaviti bolezni z vajami. Večina prizadetih zato potrebuje določeno 24-urno oskrbo z določene stopnje bolezni.