Les processus d'inhibition dans le système nerveux central (SNC) ont été présentés comme une découverte scientifique en 1962 par IM Sechenov. Le chercheur a remarqué ce phénomène en étudiant les réflexes de flexion des grenouilles, dont l'excitation était régulée par des réactions chimiques de stimulation dans les régions médianes du cerveau. A ce jour, il est reconnu qu'un tel comportement du système nerveux est essentiel pour les réactions protectrices de l'organisme. Dans le même temps, les scientifiques modernes identifient différentes étapes et caractéristiques de ce processus. Une attention particulière est accordée aux inhibitions présynaptiques et pessimales, qui affectent la coordination des réflexes et la mise en œuvre des fonctions de protection dans les cellules nerveuses de différentes manières.
Le processus d'inhibition dans le SNC en tant que réaction biochimique
Les synapses responsables de la régulation de l'excitation et de l'irritation fonctionnent principalement avec les canaux chlorure, en les ouvrant. Dans le contexte de cette réaction, les ions sont capables de traverser la membrane neuronale. Dans ce processus, il est important de comprendre la signification du potentiel de Nernst pour les ions. Elle est égale à -70 mV, alors que la charge d'un neurone membranaire à l'état calme est également négative, mais elle correspond déjà à -65 mV. Cette différence provoqueouvrant des canaux pour assurer le mouvement des ions négatifs du liquide extracellulaire.
Au cours de cette réaction, le potentiel de membrane change également. Par exemple, il peut monter jusqu'à -70 mV. Mais aussi l'ouverture des canaux potassiques peut provoquer une inhibition pessimale. La physiologie avec les processus de régulation de l'excitation dans ce cas s'exprimera dans le mouvement des ions positifs vers l'extérieur. Ils augmentent progressivement leur potentiel négatif à mesure qu'ils perdent leur paix. En conséquence, les deux processus contribuent à une augmentation des potentiels négatifs, ce qui provoque des réactions irritantes. Une autre chose est qu'à l'avenir, les charges peuvent être contrôlées par des facteurs de régulation tiers, grâce auxquels, en particulier, l'effet d'arrêter une nouvelle vague d'excitation des cellules nerveuses se produit parfois.
Processus inhibiteurs présynaptiques
De telles réactions provoquent une inhibition de l'influx nerveux dans les terminaisons axonales. En fait, le lieu de leur origine a déterminé le nom de ce type d'inhibition - ils précèdent les canaux interagissant avec les synapses. Ce sont les éléments axonaux qui agissent comme lien actif. Un axone étranger est envoyé à la cellule excitatrice, libérant un neurotransmetteur inhibiteur. Ce dernier affecte la membrane postsynaptique, provoquant des processus de dépolarisation dans celle-ci. En conséquence, l'entrée de la fente synaptique profondément dans l'axone excitateur est inhibée, la libération du neurotransmetteur diminue et un arrêt à court terme de la réaction se produit.
Juste à ce stade, il y a parfois une inhibition pessimiste,qui peut être vu comme répété. Il se développe dans les cas où le processus primaire d'excitation dans le contexte d'une forte dépolarisation ne s'arrête pas sous l'influence d'impulsions multiples. Quant à l'achèvement de la réaction présynaptique, il atteint son apogée après 15-20 ms et dure environ 150 ms. Le blocage de cette inhibition est assuré par des poisons convulsifs - la picrotoxine et la biculine, qui neutralisent les médiateurs axonaux.
La localisation dans les services du CNS peut également différer. En règle générale, les processus présynaptiques se produisent dans la moelle épinière et d'autres structures du tronc cérébral. Un effet secondaire de la réaction peut être une augmentation des vésicules synaptiques, qui sont libérées par les neurotransmetteurs dans l'environnement excitateur.
Types de processus d'inhibition présynaptique
En règle générale, les réactions latérales et inverses de ce type sont distinguées. De plus, l'organisation structurelle des deux processus converge largement avec l'inhibition postsynaptique. Leur différence fondamentale tient au fait que l'excitation ne s'arrête pas au neurone lui-même, mais à l'approche de son corps. Lors de l'inhibition latérale, la chaîne de réaction est caractérisée par l'influence non seulement sur les neurones cibles, qui sont affectés par l'excitation, mais également sur les cellules voisines, qui peuvent initialement être faibles et non enflammées. Ce processus est dit latéral car le site d'excitation est localisé dans les parties latérales par rapport au neurone. Des phénomènes similaires se produisent dans les systèmes sensoriels.
Quant aux réactions de type inverse, leur exemple est une dépendance particulièrement notable du comportementles cellules nerveuses des sources d'impulsions. D'une certaine manière, le contraire de cette réaction peut être appelé inhibition pessimale. La physiologie du système nerveux central dans ce cas détermine la dépendance de la nature du flux d'excitation non pas tant sur les sources que sur la fréquence des stimuli. L'inhibition inverse suppose que les médiateurs axonaux seront dirigés vers les neurones cibles via plusieurs canaux de collatéraux. Ce processus est mis en œuvre sur le principe de la rétroaction négative. De nombreux chercheurs notent qu'il est nécessaire pour la possibilité d'autorégulation de l'excitation des neurones avec la prévention des réactions convulsives.
Mécanisme de freinage pessimal
Si le processus présynaptique décrit ci-dessus est déterminé par l'interaction de cellules individuelles avec d'autres sources d'irritation, alors dans ce cas, le facteur clé sera la réponse des neurones aux excitations. Par exemple, avec des impulsions rythmiques fréquentes, les cellules musculaires peuvent répondre par une augmentation de l'irritation. Ce mécanisme est également appelé inhibition pessimale de Vvedensky du nom du scientifique qui a découvert et formulé ce principe d'interaction entre les cellules nerveuses.
Pour commencer, il convient de souligner que chaque système nerveux a son propre seuil d'excitation optimal, stimulé par une stimulation d'une certaine fréquence. Au fur et à mesure que le rythme des impulsions s'accumule, la contraction tétanique des muscles augmentera également. De plus, il existe également un niveau d'augmentation de fréquence auquel les nerfs cesseront d'être irrités et entreront dans la phase de relaxation, malgré la poursuiteprocessus passionnants. La même chose se produit lorsque l'intensité de l'action des médiateurs diminue. On peut dire qu'il s'agit d'un mécanisme régénérateur inverse d'inhibition pessimale. La physiologie des synapses dans ce contexte doit être considérée selon les caractéristiques de la labilité. Dans les synapses, cet indicateur est plus faible que dans les fibres musculaires. Cela est dû au fait que la traduction de l'excitation est déterminée par les processus de libération et de division ultérieure du médiateur. Encore une fois, selon le comportement d'un système particulier, de telles réactions peuvent se produire à des rythmes différents.
Qu'est-ce que l'optimum et le pessimum ?
Le mécanisme de transition de l'état d'excitation à l'inhibition est influencé par de nombreux facteurs, dont la plupart sont liés aux caractéristiques du stimulus, sa force et sa fréquence. L'apparition de chaque onde peut modifier les paramètres de labilité, et cette correction est également déterminée par l'état actuel de la cellule. Par exemple, une inhibition pessimale peut se produire lorsqu'un muscle est dans une phase d'ex altation ou réfractaire. Ces deux états sont définis par les notions d'optimum et de pessimum. Quant au premier, dans ce cas, les caractéristiques des impulsions correspondent à l'indicateur de labilité cellulaire. À son tour, le pessimum suggère que la labilité du nerf sera inférieure à celle des fibres musculaires.
En cas de pessimum, le résultat de l'impact de l'irritation précédente peut être une forte diminution ou un blocage complet de la transition des ondes excitatrices des terminaisons nerveuses vers le muscle. En conséquence, le tétanos sera absent et une inhibition pessimale se produira. Optimum et pessimum dans cecontexte diffèrent en ce qu'avec les mêmes paramètres de stimulation, le comportement du muscle s'exprimera soit en contraction, soit en relaxation.
Soit dit en passant, la force optimale est simplement appelée la contraction maximale des fibres à la fréquence optimale des signaux excitateurs. Cependant, augmenter et même doubler le potentiel d'impact ne conduira pas à une contraction supplémentaire, mais au contraire, cela diminuera l'intensité et, après un certain temps, amènera les muscles à un état de calme. Il existe cependant des réactions excitatrices opposées sans neurotransmetteurs irritants.
Inhibition conditionnelle et inconditionnelle
Pour une compréhension plus complète des réponses aux stimuli, il convient de considérer deux formes différentes d'inhibition. Dans le cas d'une réponse conditionnée, on suppose que le réflexe se produira avec peu ou pas de renforcement par des stimuli inconditionnés.
Séparément, il convient de considérer l'inhibition conditionnée différentielle, dans laquelle il y aura une libération d'un stimulus utile pour le corps. Le choix de la source d'excitation optimale est déterminé par l'expérience antérieure d'interaction avec des stimuli familiers. S'ils changent dans la nature de l'action positive, les réactions réflexes cesseront également leur activité. D'autre part, l'inhibition pessimale inconditionnelle nécessite que les cellules réagissent immédiatement et sans ambiguïté aux stimuli. Cependant, dans des conditions d'influence intense et régulière d'un même stimulus, le réflexe d'orientation diminue et aussi partemps, il n'y aura pas de réaction de freinage.
Les exceptions sont des stimuli qui contiennent constamment des informations biologiques importantes. Dans ce cas, les réflexes fourniront également des signaux de réponse.
L'importance des processus de freinage
Le rôle principal de ce mécanisme est de permettre la synthèse et l'analyse de l'influx nerveux dans le SNC. Après traitement du signal, les fonctions du corps sont coordonnées, à la fois entre elles et avec l'environnement extérieur. Ainsi, l'effet de coordination est atteint, mais ce n'est pas la seule tâche de freinage. Ainsi, le rôle de sécurité ou de protection est d'une importance considérable. Il peut être exprimé dans la dépression du système nerveux central par des signaux afférents insignifiants sur fond d'inhibition pessimale. Le mécanisme et la signification de ce processus peuvent être exprimés dans le travail coordonné de centres antagonistes qui excluent les facteurs d'excitation négatifs.
L'inhibition inverse, à son tour, peut limiter la fréquence des impulsions des motoneurones dans la moelle épinière, jouant à la fois un rôle de protection et de coordination. Dans un cas, les impulsions des motoneurones sont coordonnées avec le taux de contraction des muscles innervés, et dans l'autre cas, la surexcitation des cellules nerveuses est empêchée.
Signification fonctionnelle des processus présynaptiques
Tout d'abord, il faut souligner que les caractéristiques des synapses ne sont pas constantes, par conséquent, les conséquences de l'inhibition ne peuvent être considérées comme inévitables. Selon les conditions, leur travail peut se poursuivre avec l'un ou l'autredegré d'activité. Dans l'état optimal, l'apparition d'une inhibition pessimale est probable avec une augmentation de la fréquence des impulsions irritantes, mais, comme le montrent les analyses de l'influence des signaux précédents, une augmentation de l'intensité peut également entraîner une relaxation des fibres musculaires. Tout cela indique l'instabilité de la signification fonctionnelle des processus d'inhibition sur le corps, mais ceux-ci, selon les conditions, peuvent s'exprimer de manière assez spécifique.
Par exemple, à des fréquences de stimulation élevées, une augmentation à long terme de l'efficacité de l'interaction entre les neurones individuels peut être observée. C'est ainsi que la fonctionnalité de la fibre présynaptique et, en particulier, son hyperpolarisation peuvent se manifester. D'autre part, des signes de dépression post-activation ont également lieu dans l'appareil synaptique, ce qui se traduira par une diminution de l'amplitude du potentiel excitateur. Ce phénomène peut également se produire dans les synapses lors d'une inhibition pessimale dans le contexte d'une sensibilité accrue à l'action du neurotransmetteur. C'est ainsi que se manifeste l'effet de désensibilisation membranaire. La plasticité des processus synaptiques en tant que propriété fonctionnelle peut également déterminer la formation de connexions neuronales dans le SNC, ainsi que leur renforcement. De tels processus ont un effet positif sur les mécanismes d'apprentissage et de développement de la mémoire.
Caractéristiques de l'inhibition postsynaptique
Ce mécanisme se produit au stade où le neurotransmetteur est libéré de la chaîne, ce qui se traduit par une diminution de l'excitabilité des membranes des cellules nerveuses. Selon les chercheurs, ce type d'inhibitionse produisent dans le contexte de l'hyperpolarisation primaire de la membrane neuronale. Cette réaction provoque une augmentation de la perméabilité de la membrane postsynaptique. À l'avenir, l'hyperpolarisation affecte le potentiel de membrane, l'amenant à un état d'équilibre normal, c'est-à-dire que le niveau critique d'excitabilité diminue. En même temps, on peut parler d'une connexion transitionnelle dans les chaînes d'inhibition post- et présynaptique.
Des réactions pessimales sous une forme ou une autre peuvent être présentes dans les deux processus, mais elles sont davantage caractérisées par des vagues secondaires d'irritation. À leur tour, les mécanismes postsynaptiques se développent progressivement et ne laissent pas de réfractaire. C'est déjà la dernière étape de l'inhibition, bien que des processus d'augmentation inverse de l'excitabilité puissent également se produire s'il y a une influence d'impulsions supplémentaires. En règle générale, l'acquisition de l'état initial des neurones et des fibres musculaires s'accompagne de la réduction des charges négatives.
Conclusion
L'inhibition est un processus spécial du système nerveux central, étroitement lié aux facteurs d'irritation et d'excitation. Avec toute l'activité de l'interaction des neurones, des impulsions et des fibres musculaires, de telles réactions sont tout à fait naturelles et bénéfiques pour le corps. En particulier, les experts soulignent l'importance de l'inhibition pour les humains et les animaux comme moyen de réguler l'excitation, de coordonner les réflexes et d'exercer des fonctions de protection. Le processus lui-même est assez complexe et multiforme. Les types de réactions décrits en constituent la base et la nature de l'interaction entre les participantsdéterminé par les principes de l'inhibition pessimale.
La physiologie de tels processus est déterminée non seulement par la structure du système nerveux central, mais également par l'interaction des cellules avec des facteurs externes. Par exemple, selon le médiateur inhibiteur, le système peut donner des réponses différentes, et parfois avec la valeur opposée. C'est grâce à cela que l'équilibre de l'interaction des neurones et des réflexes musculaires est assuré.
L'étude dans ce sens laisse encore de nombreuses questions, ainsi que sur l'activité cérébrale humaine en général. Mais aujourd'hui, il est évident que les mécanismes d'inhibition sont un élément fonctionnel important dans le travail du système nerveux central. Qu'il suffise de dire que sans la régulation naturelle du système réflexe, le corps ne pourra pas se protéger complètement de l'environnement, étant en contact étroit avec lui.
