IV. Общая характеристика процесса торможения в ЦНС

С точки зрения физиологических механизмов, лежащих в основе тормо­жения безусловных и условных рефлексов в ЦНС, в на­стоящее время принято различать первичное и вторичное торможение. Первичное торможение является результа­том активации особых тормозящих структур (тормозных, или тормозящих нейронов), действующих на тормозимую клетку и вызывающих в ней торможение как первичный процесс без предварительного возбуждения. К первично­му торможению относятся пресинаптическое и постсинаптическое торможение (разновидностью постсинаптического являются реципрокное торможение, возвратное, или антидромное, торможение и латеральное). Вторичное тор­можение возникает в клетке без действия на нее специ­фических тормозящих структур, а как следствие ее воз­буждения, т.е. вторично. Ко вторичному торможению от­носят пессимальное торможение и торможение вслед за возбуждением. Среди процессов торможения в коре больших полушарий, в результате которых временно пре­кращается реализация условных рефлексов, принято вы­делять внешнее торможение, пессимальное торможение и внутреннее, или условное, торможение (дифференцировочное, угасательное, запаздыавающее, условно-тормоз­ное). О процессах торможения в коре больших полуша­рий более подробно излагается в главе 34 (Торможение условных рефлексов).

Рассмотрим тормозные нейроны в ЦНС. Любой вид первичного торможения осуществляется с участием специализиро­ванных вставочных нейронов, или интернейронов, кото­рые получили название тормозных нейронов. Часть этих нейронов называются по имени автора, описавшего соот­ветствующий тип (например, клетки Реншоу, клетки Уилкинсона, грушевидные клетки Пуркинье в мозжечке, звездачатые клетки коры и другие). Их аксоны образу­ют контакты (аксо-дендритные, аксо-соматические) не­посредственно с тормозимой клеткой, либо аксоны тор­мозных клеток взаимодействуют с аксоном возбуждаю­щего нейрона, который направляется к тормозимому нейрону - в этом случае образуется аксо-аксональный синапс, который блокирует проведение возбуждения по аксону, и возбуждающий сигнал не доходит до тормози­мого нейрона. Тормозные нейроны имеются во всех от­делах ЦНС, но особенно их много в спинном мозге, в мозжечке, в базальных ядрах и в коре больших полуша­рий. Отметим еще раз, что на долю вставочных нейро­нов приходится до 97-99% всех нейронов мозга. Даже если только часть этих нейронов является тормозными, то и в этом случае можно утверждать, что тормозные нейроны составляют достаточно большую нейронную по­пуляцию. Трагические последствия нарушения процессов торможения в ЦНС (как это, например, имеет место при столбняке) еще раз доказывают важность тормоз­ных процессов в деятельности ЦНС, в том числе для выполнения координационной ее деятельности.

Постсинаптическое, или координационное, торможе­ние как вариант первичного торможения. Этот вид тор­можения развивается в основном в аксо-дендритных си­напсах. Наличие в нервной системе тормозящих синапсов было показано Ллойдом, Реншоу, Уилкинсоном. Основой постсинаптического торможения является гиперполяриза­ция постсинаптической мембраны тормозимого нейрона, представляющая собой тормозный постсинаптический по­тенциал (ТПСП). В качестве медиатора постсинаптическо­го торможения могут выступать гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), глицин, норадреналин, дофамин, серотонин, эндогенные бензодиазепины (эндозепины), эндо­генные опиоиды (эндорфин, энекефалин и др.), фактор J (Флори), некоторые аминокислоты и пептиды. Все они приводят к повышению проницаемости постсинаптической мембраны тормозимого нейрона к ионам К⁺ и Сl^-, в ре­зультате чего возникает ТПСП. Важным условием эф­фективности тормозного процесса является наличие на тормозимом нейроне соответствующих рецепторов, спо­собных воспринять тормозной медиатор. Исследование механизмов генерации ТПСП первоначально было под­робно проанализировано в опытах на альфа-мотонейронах спинного мозга, а в последующем изучено в отношении нейронов ретикулярной формации ствола мозга, нейронов коры больших полушарий, мозжечка и таламических ядер теплокровных животных.

Основными тормозными медиаторами являются ГАМК и глицин.

ГАМК-ергические тормозные нейроны очень широко представлены в ЦНС, особенно их много в коре большо­го мозга. Эффект ГАМК-ергических тормозных нейронов может быть заблокирован бикукулином (специфический блокатор ГАМК_А-рецепторов) и факлофеном (блокатор FAMK_Б - рецепторов). В тоже время ряд факторов по­вышают эффективность тормозного действия ГАМК. Сре­ди них - селективный агонист ГАМК_Б - рецепторов баклофен, а также позитивные модуляторы ГАМК_А-рецепторов - барбитураты, бензодиазепины и этанол. Вот почему применение указанных веществ, в том числе бар­битуратов приводит к развитию сна.

Глицинергические тормозные нейроны в основном представлены в стволе мозга и в спинном мозге. Глицин вызывает гиперполяризацию за счет повышения проницае­мости хлорных каналов. Специфическим блокатором гли­циновых рецепторов является стрихнин, а также столбняч­ный токсин. Вот почему при столбняке про­исходит выраженная иррадиация возбуждения по ЦНС, наличию которой препятствует глицинергические нейроны.

Поскольку на постсинаптической мембране одного и того же нейрона взаимодействуют от многих синаптических входов множественные ВПСП и ТПСП, обеспечивая интегративную деятельность нейрона, постсинаптическое торможение получило название координационного.

Пресинаптическое, или фильтрационное, торможе­ние как вариант первичного торможения. Это вид торможения является частным случаем синаптических тор­мозных процессов, проявляющих в подавлении активнос­ти тормозимого нейрона в результате уменьшения эф­фективности действия возбуждающих синапсов еще на пресинаптическом уровне. Оно развивается в пресинаптическом звене путем угнетения процесса высвобожде­ния медиатора возбуждающими нервными окончаниями (при этом свойства постсинатической мембраны тормози­мого нейрона не меняются). Первоначально, когда было отрыто пресинаптическое торможение, его называли «отдаленным» торможением, так как считалось, что тор­можение осуществляется в точке, отдаленной от сомы.

Структурной основной пресинаптического торможе­ния являются аксо-аксональные синапсы, образованные терминалями аксонов тормозных интернейронов и аксонными окончаниями возбуждающих нейронов. При этом окончание аксона тормозного нейрона является пресинаптическим по отношению к терминали возбуждающего нейрона, которая оказывается постсинаптической по от­ношению к тормозному окончанию и пресинаптической по отношению к активируемой им нервной клетки. В этих аксо-аксональных синапсах под влиянием медиатора тормозного нейрона развивается деполяризация, которая вызывает (подобно катодической депрессии Вериго) уменьшение амплитуды потенциала действия, приходяще­го в возбуждающее окончание аксона. В результате про­исходит угнетение процесса высвобождения медиатора возбуждающими нервными окончаниями и снижение амп­литуды возбуждающего постсинаптического потенциала. Благодаря этому возникает частичная или полная блокада проведения возбуждения к нервным окончаниям, образу­ющим синапсы на данном (тормозимом) нейроне. Кроме того, пресинаптическое торможение может реализоваться за счет гиперполяризации пресинаптических терминалей под влиянием специфического тормозного медиатора, на­пример, ГАМК, что также препятствует проведению им­пульса от возбуждающего нейрона к тормозимому нейро­ну. Известно, что пресинаптическое торможение, вызыва­емое с участием ГАМК, блокируется с помощью бикуку-лина, специфического блокатора ГАМК_А-рецепторов. Это означает, что свое тормозное гиперполяризующее дей­ствие ГАМК оказывает за счет повышения проницаемости плазмолеммы аксона для ионов С1^-.

Поскольку пресинаптическое торможение не участву­ет, подобно постсинаптическому, в «синаптической игре», а лишь блокирует синаптические входы, то оно называет­ся фильтрационным, или селективным. В целом, преси­наптическое торможение осуществляется путем выторма-живания какого-то определенного пути, идущего к дан­ному нейрону. Например, к нейрону подходят 10 аксо­нов, и к каждому из этих аксонов подходят аксоны от тормозных нейронов. Они могут тормозить проведение соответственно по каждому из аксонов в отдельности.

Считается, что пресинаптическое торможение чаще всего наблюдается в стволе мозга и в спинном мозге.

Дата добавления: 2017-01-14