Dugotrajno potenciranje je osnova za neuronsku plastičnost, a time i preoblikovanje neuronskih struktura ili sklopova u živčani sustav. Bez procesa, niti formiranja memorija ni učenje iskustva bi bila moguća. Poremećaji u potencijali dugovječnosti prisutni su, na primjer, kod bolesti kao što su Alzheimerova bolest.
Što je dugotrajno potenciranje?
Dugotrajno potenciranje je osnova za neuronsku plastičnost, a time i preoblikovanje neuronskih struktura ili sklopova u živčani sustav. Neuroni djeluju s bioelektričnim i biokemijskim akcijskim potencijalima. Akcijski potencijali jezik su središnjeg živčani sustav a koriste se za prijenos pobude. Ovaj prijenos poznat je i kao sinaptički prijenos. Neuroni reagiraju na povećanu generaciju akcijskih potencijala onim što je poznato kao dugotrajno potenciranje. Neuronska plastičnost jedna je od najvažnijih posljedica dugotrajnog potenciranja. Izraz neuronska plastičnost koristi se za opisivanje preoblikovanja unutar neuronske strukture koja ga prilagođava trenutnoj uporabi. Oba pojedinačna neurona i mozak područja mogu proći neuronsko preuređenje. Pomoću procesa preoblikovanja, funkcije središnjeg i perifernog živčanog sustava održavaju se, proširuju i prilagođavaju trenutnoj situaciji upotrebe. Kao osnova remodeliranja neurona, dugoročno potenciranje izuzetno pomaže u osiguravanju što učinkovitijeg i nesmetanijeg funkcioniranja živčanog sustava. Uz to je povezano i dugotrajno potenciranje memorija formacija. Osim toga, pregradnja neurona je također neizbježan proces za učenje procesi.
Funkcija i zadatak
Od mozakS gledišta, naučena vještina povezana je s morfološkim korelatom koji odgovara mreži sinaptičkih veza. Takve mreže omogućuju stvaranje ideja u udruženom korteksu. Na primjer, kada se izgovara određena riječ, posebna mreža već mora doći do aktivacije, što zauzvrat rezultira posebnim obrascem akcijskih potencijala. Kad god osoba nauči nove vještine ili usavrši stare, u sustavu se stvori novi sklop mozak. Neiskorišteni sklop analogno se ponovno poništava. Ova pregradnja odgovara sinaptičkoj plastičnosti. Na neuronskoj razini, učenje je stoga o aktivnosti ovisno preoblikovanje obrazaca neuronskih sklopova i funkcionalnih procesa mozga. Uz presinaptičko pojačanje, posttetansko potenciranje i sinaptičko depresija, dugoročno potenciranje je također važno za procese učenja. Ovo potenciranje odgovara dugotrajnom pojačavanju sinaptičkih prijenosa. Ovaj se postupak sastoji od nekoliko potprocesa. Aktivacija AMPA receptora prvi je korak dugotrajnog potenciranja. Nebrojeno receptora za glutamat nalaze se u postsinaptičkim membranama. Njihov podskup glutamat receptori su oni tipa AMPA. Čim an akcijski potencijal generira se, glutamat pušteno je. Endogena tvar jedan je od najvažnijih neurotransmitera i nakon otpuštanja veže se na AMPA receptore koji se vezivanjem otvaraju. Nakon otvaranja receptora, natrij ioni ulaze. Na taj se način stvara ekscitacijski postsinaptički potencijal. Taj se potencijal stvara unutar postsinaptičke membrane tijekom svake depolarizacije. Uzbudljivi postsinaptički potencijali sumiraju se i obrađuju dotičnim neuronom koji prima. Kad se prekorači prag, neuroni koji primaju opet tvore an akcijski potencijal i prenose ga kroz svoje aksone. U dugotrajnom potenciranju, stvaranje ekscitacijskog postsinaptičkog potencijala praćeno je aktivacijom NMDA receptora. Jednom kada se pojave dodatni akcijski potencijali, dolazi do povećane depolarizacije postsinaptičke membrane. Magnezij ioni napuštaju NMDA receptor i receptor se može otvoriti. Otvaranje NMDA receptora rezultira prilivom kalcijum iona i dovodi do fosforilacije AMPA receptora. Fosforilacija zauzvrat povećava provodljivost receptora i također povećava biosintezu proteina u stanici. Uz to, tijekom opisanih procesa izlučuju se i retrogradne glasničke tvari. Te glasničke tvari odgovaraju, na primjer, derivatima arahidonske kiseline ili plinovima kao što su dušikov oksid. Ovi drugi glasnici uzrokuju pojačano oslobađanje neurotransmitera na presinaptičkoj membrani.
Bolesti i poremećaji
Neurološke bolesti koje utječu na dugotrajno potenciranje trenutni su predmet medicinskih istraživanja. Na primjer, jedna takva bolest je Alzheimerova bolest. Crohnova bolest utječe i na ranije opisane procese. Činjenica da ove bolesti remete dugoročno potenciranje uglavnom je posljedica degeneracije neurona. Čim neuronska sinapse slomiti, dugotrajno potenciranje više nije moguće. To je također kako pogođeni ljudi doživljavaju tamna područja u svojim memorija, na primjer. U degenerativnim bolestima središnjeg živčanog sustava mozak se malo po malo razgrađuje. mjere radi očuvanja neuronskih struktura sada su postali glavni fokus istraživanja u vezi s bolestima kao što su Alzheimerova. Do sada nisu postignuti veći uspjesi u očuvanju sinapse. Dosadašnji uspjeh zabilježen je samo kod životinja s usporedivim bolestima. Znanstvenici još nisu uspjeli prenijeti ove uspjehe na ljude. Budući da dugotrajna diferencijacija više ne funkcionira kod pogođenih osoba, više se ne može izvršiti sinaptičko preuređivanje. Procesi učenja su nemogući, a opća funkcionalnost mozga postupno se smanjuje. Novi neuroni ili veze između neurona više se ne mogu stvarati. Star sinapse više se ne koriste i razgrađuju se tijekom procesa preuređenja. Kako bi se suprotstavila tim procesima, medicina sada promovira održavanje sinapsi pomoću posebnih vježbi. Što se češće koriste sinapse, mozak ih prije prepoznaje kao potrebne. Bolesti poput Alzheimerove ili Crohnova bolest mogu se stoga odgoditi u napredovanju vježbama. Međutim, do sada je bilo nemoguće zaustaviti ove bolesti vježbanjem. Većina oboljelih stoga zahtijeva 24-satnu njegu u određenom stadiju bolesti.
