उत्तेजक और निरोधात्मक सिनैप्टिक क्षमताएं और एकीकरण

एक न्यूरॉन शायद ही कभी एक ही इनपुट से सक्रिय होता है; इसके बजाय यह लगातार कई सिनैप्टिक संकेतों का मूल्यांकन करता है। उत्तेजक इनपुट झिल्ली को थ्रेशोल्ड की ओर विध्रुवित करते हैं, जिससे उत्तेजक पोस्टसिनेप्टिक क्षमताएं (EPSPs) उत्पन्न होती हैं, जबकि निरोधात्मक इनपुट इसे अतिध्रुवित करते हैं या इसे आराम के पास रखते हैं, जिससे निरोधात्मक पोस्टसिनेप्टिक क्षमताएं (IPSPs) उत्पन्न होती हैं। सिनैप्टिक एकीकरण वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा इन विरोधी संकेतों को स्थानिक और अस्थायी रूप से जोड़ा जाता है ताकि यह तय किया जा सके कि न्यूरॉन सक्रिय होगा या नहीं।

Definition

सिनैप्टिक एकीकरण एक पोस्टसिनेप्टिक न्यूरॉन द्वारा उत्तेजक पोस्टसिनेप्टिक क्षमताओं (विध्रुवित) और निरोधात्मक पोस्टसिनेप्टिक क्षमताओं (अतिध्रुवित या शंटिंग) का स्थानिक और अस्थायी योग है, जिसका ट्रिगर ज़ोन पर शुद्ध झिल्ली क्षमता यह निर्धारित करती है कि एक क्रिया क्षमता उत्पन्न होगी या नहीं।

Scope

यह विषय EPSPs और IPSPs, उत्तेजना और अवरोध के आयनिक आधार, स्थानिक और अस्थायी योग, और न्यूरोनल आउटपुट को आकार देने में उत्तेजना और अवरोध के बीच संतुलन की भूमिका को शामिल करता है। इसे शरीर विज्ञान के रूप में प्रस्तुत किया गया है और यह नैदानिक प्रबंधन मार्गदर्शन प्रदान नहीं करता है।

Core questions

• एक EPSP बनाम एक IPSP कौन सी आयनिक घटनाएँ उत्पन्न करती हैं?
• एक न्यूरॉन अपने डेंड्राइट में और समय के साथ इनपुट को कैसे जोड़ता है?
• अतिध्रुवित और शंटिंग अवरोध के बीच क्या अंतर है?
• आउटपुट के लिए उत्तेजना और अवरोध का संतुलन क्यों मायने रखता है?

Key concepts

• उत्तेजक पोस्टसिनेप्टिक क्षमता (EPSP)
• निरोधात्मक पोस्टसिनेप्टिक क्षमता (IPSP)
• उत्क्रमण क्षमता और ड्राइविंग बल
• स्थानिक योग
• अस्थायी योग
• शंटिंग अवरोध
• प्रावस्थागत और टॉनिक अवरोध
• ट्रिगर ज़ोन और सक्रियण थ्रेशोल्ड

Key theories

स्थानिक और अस्थायी योग

पोस्टसिनेप्टिक क्षमताएं तब एक साथ जुड़ती हैं जब वे स्थान (विभिन्न स्थलों पर इनपुट) या समय (तेजी से उत्तराधिकार में इनपुट) में ओवरलैप होती हैं; न्यूरॉन थ्रेशोल्ड तक पहुंचता है या नहीं यह ट्रिगर ज़ोन पर योगित विध्रुवण पर निर्भर करता है।

उत्तेजना-अवरोध संतुलन

न्यूरोनल सक्रियण उत्तेजक और निरोधात्मक ड्राइव के सापेक्ष भार को दर्शाता है, जिसमें प्रावस्थागत और टॉनिक अवरोध प्रतिक्रिया के लाभ और समय को निर्धारित करता है।

Mechanisms

उत्तेजक ट्रांसमीटर धनायन-पारगम्य चैनलों को खोलते हैं जो झिल्ली को विध्रुवित करते हैं, जिससे एक EPSP उत्पन्न होता है, जबकि GABA और ग्लाइसिन जैसे निरोधात्मक ट्रांसमीटर क्लोराइड- या पोटेशियम-पारगम्य चैनलों को खोलते हैं जो झिल्ली को आराम के पास या नीचे रखते हैं, जिससे एक IPSP उत्पन्न होता है; अवरोध शंटिंग द्वारा भी कार्य कर सकता है, झिल्ली प्रतिरोध को कम कर सकता है ताकि उत्तेजक धाराएं कम विध्रुवण उत्पन्न करें। व्यक्तिगत क्षमताएं श्रेणीबद्ध और घटती हुई होती हैं, इसलिए न्यूरॉन उन्हें अपने डेंड्राइटिक वृक्ष में स्थानिक रूप से और अस्थायी रूप से तब जोड़ता है जब वे एक साथ करीब आते हैं। योगित क्षमता को ट्रिगर ज़ोन पर पढ़ा जाता है, और एक क्रिया क्षमता तभी उत्पन्न होती है जब शुद्ध विध्रुवण थ्रेशोल्ड तक पहुंचता है; इसलिए उत्तेजना और अवरोध का क्षण-प्रति-क्षण संतुलन कोशिका के आउटपुट को निर्धारित करता है।

Clinical relevance

उत्तेजना और अवरोध के बीच असंतुलन मिर्गी जैसी न्यूरोलॉजिकल स्थितियों में एक आवर्ती विषय है, जहां अत्यधिक उत्तेजना या अपर्याप्त अवरोध असामान्य सक्रियण को बढ़ावा दे सकता है, और कई दवाएं निरोधात्मक संचरण को बढ़ाकर या कम करके कार्य करती हैं। यह प्रविष्टि सामान्य एकीकृत शरीर विज्ञान का वर्णन करती है और इसका उद्देश्य नैदानिक या उपचार मार्गदर्शन के बजाय पृष्ठभूमि के रूप में है।

History

1950 के दशक में जॉन एक्लेस और सहयोगियों द्वारा मोटर न्यूरॉन्स से इंट्रासेलुलर रिकॉर्डिंग ने EPSP और IPSP और सिनैप्टिक उत्तेजना और अवरोध के आयनिक आधार का खुलासा किया, इस कार्य को नोबेल पुरस्कार से मान्यता मिली। बाद के काम ने अवरोध के विशिष्ट प्रावस्थागत और टॉनिक तरीकों को चित्रित किया और यह समझने में सुधार किया कि योग न्यूरोनल आउटपुट को कैसे नियंत्रित करता है।

Key figures

• John Eccles
• Mark Farrant
• Zoltan Nusser

Seminal works

• eccles-1964
• farrant-nusser-2005

Frequently asked questions

एक EPSP और एक IPSP के बीच क्या अंतर है?

एक EPSP एक विध्रुवित क्षमता है जो झिल्ली को सक्रियण थ्रेशोल्ड की ओर ले जाती है, जबकि एक IPSP एक अतिध्रुवित या स्थिर करने वाली क्षमता है जो इसे थ्रेशोल्ड से दूर ले जाती है; न्यूरॉन का आउटपुट दोनों के योग पर निर्भर करता है।

शंटिंग अवरोध क्या है?

यह एक अवरोध है जो चैनलों को खोलकर काम करता है जो झिल्ली की चालकता को बढ़ाते हैं, ताकि आने वाली उत्तेजक धाराएं एक छोटा वोल्टेज परिवर्तन उत्पन्न करें, कोशिका को दृढ़ता से अतिध्रुवित किए बिना भी उत्तेजना को कम करें।