Pikaajaline potentseerimine on neuronite plastilisuse ja seega neuronaalsete struktuuride või närvisüsteem. Ilma protsessita ei moodustu mälu ega ka õppimine kogemused oleksid võimalikud. Pikaealisuse võimendamise häired esinevad näiteks selliste haiguste korral nagu Alzheimeri haigus.
Mis on pikaajaline potentseerimine?
Pikaajaline potentseerimine on neuronite plastilisuse ja seega neuronaalsete struktuuride või närvisüsteem. Neuronid toimivad bioelektriliste ja biokeemiliste toimepotentsiaalidega. Tegevuspotentsiaalid on keskse keele keel närvisüsteem ja neid kasutatakse ergastuse edastamiseks. Seda ülekannet nimetatakse ka sünaptiliseks ülekandeks. Neuronid reageerivad aktiivsuspotentsiaali suurenenud genereerimisele nn pikaajalise potentseerumisega. Neuronaalne plastilisus on pikaajalise potentseerimise üks olulisemaid tagajärgi. Terminit neuronite plastilisus kasutatakse neuronite struktuuris toimuva ümberkujundamise kirjeldamiseks, mis kohandab seda selle praeguse kasutusega. Nii üksikud neuronid kui ka aju piirkonnad võivad läbida neuronite ümberkujundamise. Ümberkujundamisprotsesside abil säilitatakse, laiendatakse ja kohandatakse kesk- ja perifeerse närvisüsteemi funktsioone praeguse kasutussituatsiooniga. Neuronite ümberkujundamise alusena aitab pikaajaline potentseerimine tohutult kaasa närvisüsteemi võimalikult efektiivse ja sujuva toimimise tagamisele. Pikaajalist potentseerimist seostatakse ka mälu moodustumine. Lisaks on neuronite ümberkujundamine ka vältimatu protsess õppimine protsesse.
Funktsioon ja ülesanne
Alates ajuVaatenurgast seostatakse õpitud oskusi morfoloogilise korrelaadiga, mis vastab sünaptiliste ühenduste võrgule. Sellised võrgustikud võimaldavad ideede moodustumist ühingu ajukoores. Näiteks konkreetse sõna hääldamisel peab aktiveeruma juba spetsiaalne võrk, mille tulemuseks on omakorda eriline tegevuspotentsiaalide muster. Alati, kui inimene õpib uusi oskusi või parandab vanu oskusi, luuakse aju. Kasutamata vooluringid tühistatakse analoogselt uuesti. See ümberehitamine vastab sünaptilisele plastilisusele. Neuronite tasandil õppimine on seega neuronite vooluahelate ja aju funktsionaalsete protsesside mustritest sõltuv aktiivsusest. Lisaks presünaptilisele võimendusele, posttetaanilisele võimendamisele ja sünaptilisele depressioon, pikaajaline potentseerimine on oluline ka õppeprotsesside jaoks. See potentseerimine vastab sünaptiliste ülekannete pikaajalisele võimendamisele. See protsess koosneb mitmest alamprotsessist. AMPA retseptorite aktiveerimine on pikaajalise potentseerimise esimene samm. Müriaad retseptoreid glutamaat asuvad postsünaptilistes membraanides. Nende alamhulk glutamaat retseptorid on AMPA tüüpi retseptorid. Niipea kui tegevuspotentsiaal on loodud, glutamaat vabastatakse. Endogeenne aine on üks olulisemaid neurotransmittereid ja seondub pärast vabanemist AMPA retseptoritega, mis seondumisel avanevad. Pärast retseptorite avanemist naatrium ioonid voolavad sisse. Sel viisil luuakse ergastav postsünaptiline potentsiaal. See potentsiaal tekib postsünaptilises membraanis iga depolarisatsiooni ajal. Erutav postsünaptiline potentsiaal summeeritakse ja töödeldakse vastava vastuvõtva neuroni poolt. Künnise ületamise korral moodustavad vastuvõtvad neuronid taas tegevuspotentsiaal ja edastavad selle oma aksonite kaudu. Pikaajalisel potentseerimisel järgneb ergastava postsünaptilise potentsiaali tekkimisele NMDA retseptorite aktiveerimine. Kui ilmnevad täiendavad tegevuspotentsiaalid, suureneb postsünaptilise membraani depolarisatsioon. Magneesium ioonid lahkuvad NMDA retseptorist ja retseptor saab avaneda. NMDA retseptorite avanemise tagajärjeks on kaltsium ioonid ja viib AMPA retseptorite fosforüülimiseni. Fosforüülimine omakorda suurendab retseptorite juhtivust ja suurendab ka valgu biosünteesi rakus. Lisaks sekreteeritakse kirjeldatud protsesside käigus retrograadseid messenger-aineid. Need käskained vastavad näiteks arahhidoonhappe derivaatidele või sellistele gaasidele nagu lämmastikoksiidNeed teised käskjalad põhjustavad neurotransmitterite suurenenud vabanemist presünaptilises membraanis.
Haigused ja häired
Pikaajalist tugevnemist mõjutavad neuroloogilised haigused on meditsiiniliste uuringute praegune teema. Näiteks üks selline haigus on Alzheimeri haigus. Crohni tõbi mõjutab ka varem kirjeldatud protsesse. Asjaolu, et need haigused häirivad pikaajalist tugevnemist, on peamiselt tingitud neuronite degeneratsioonist. Niipea kui neuronaalne sünapside laguneda, pikaajaline potentseerimine pole enam võimalik. Nii kogevad mõjutatud inimesed ka oma pimedaid alasid mälu, näiteks. Kesknärvisüsteemi degeneratiivsete haiguste korral lagundab aju ennast vähehaaval. Meetmed neuronaalsete struktuuride säilitamiseks on nüüdseks kujunenud peamiseks uurimistööks selliste haiguste osas nagu Alzheimeri. Siiani pole säilinud suuri edusamme sünapside. Ainult võrreldavate haigustega loomadel on läbimurde õnnestumisi seni registreeritud. Teadlastel pole veel õnnestunud neid õnnestumisi inimestele üle kanda. Kuna pikaajaline diferentseerumine mõjutatud isikutel enam ei toimi, ei saa sünaptilist ümberkujundamist enam toimuda. Õppimisprotsessid on võimatud ja aju üldine funktsionaalsus väheneb järk-järgult. Uusi neuroneid ega neuronite vahelisi seoseid ei saa enam tekkida. Vana sünapside neid enam ei kasutata ja need lagunevad ümberkujundamisprotsesside käigus. Nende protsesside neutraliseerimiseks soodustab meditsiin nüüd spetsiaalsete harjutuste abil sünapside säilimist. Mida sagedamini kasutatakse sünapse, seda kiiremini tunneb aju neid vajalikuna. Haigused nagu Alzheimeri tõbi või Crohni tõbi harjutuste abil võib nende edasiliikumist edasi lükata. Siiski on seni olnud võimatu neid haigusi liikumisega peatada. Seetõttu vajavad enamik haigestunutest haiguste teatud staadiumist alates ööpäevaringset ravi.
