Кіріспе

Реобаза - мембраналық потенциалдың қозғылмалылығының өлшемі. Нейробиологиялық ғылымда реобаза - бұл шексіз ұзақтықтағы ең аз ток амплитудасы, ол жасуша мембранасының деполяризациялық табалдырығына жетуімен, мысалы, әрекет потенциалы немесе бұлшық еттің жиырылуымен байланысты. Грек тілінде тамыр rhe "ағымдағы немесе ағыс" деп аударылады, ал basi "төмен немесе негіз" дегенді білдіреді: осылайша реобаза - бұл әрекет потенциалын немесе бұлшықет жиырылуын тудыратын ең аз ток. Реобазаны күш-қуат пен ұзақтықтың арақатынасы тұрғысынан жақсы түсінуге болады (сурет. 1) қараңыз. Мембрананы ынталандырудың оңайлығы екі айнымалыға байланысты: ынталандырудың күші және ынталандырудың қолданылу ұзақтығы. Бұл айнымалылар кері байланысты: қолданылатын токтың күші өскен сайын мембрананы ынталандыру үшін қажетті уақыт азаяды (және керісінше) тұрақты әсерді сақтау үшін. Бұрын күш-қуат ұзақтығының қисықтары мен реобазаларды анықтау жүйке зақымдануын бағалау үшін пайдаланылған; бүгінгі таңда олар көптеген неврологиялық патологияларды, соның ішінде диабетикалық нейропатияны, CIDP, Machado Joseph ауруын және ALS клиникалық анықтауда рөл атқарады.

Қуат-ұзақтығы қисығы

Күші ұзақтығы уақыт тұрақтысы (хронаксия) және реобаза - күші ұзақтығы қисығын сипаттайтын параметрлер. Сынақ ынталандыруының ұзақтығы ұлғайған сайын, бір талшықтың әрекет потенциалын іске қосу үшін қажетті ток күші төмендейді. Қуат ұзақтығы қисығы - қоздырғышты ұлпаны ынталандыру үшін қажетті шекті ток (I) мен импульс ұзақтығының (d) графигі. Жоғарыда айтылғандай, қисықтағы екі маңызды нүкте - реобаза (b) және хронокси (c), бұл реобазаның (2b) екі есесіне сәйкес келеді. Қуат ұзақтығы қисықтары импульс ұзақтығы өзгерген кезде қажетті ток өзгерген зерттеулерде пайдалы.

Лапик теңдеуі

1907 жылы француз нейробиологы Луи Лапикк күш-қуат ұзақтығы қисығы үшін экспоненциалдық теңдеуді ұсынды. Оның I токты анықтау теңдеуі: мұнда b реобазалық мәнге, ал c хроноксикалық мәнге байланысты d ұзақтығына байланысты. Лапикктің гиперболалық формуласы ынталандырудың шекті амплитудасын оның ұзақтығымен біріктіреді. Бұл - әртүрлі тіндердің қоздырғыштығын салыстыратын физиологиялық анықтамалармен басқаруға болатын алғашқы препарат, бұл 20-ғасырдың басында шұғыл қажеттілікті көрсетеді. Осылайша, беріктік ұзақтығы уақыт тұрақтысы тұрақты Na + арна функциясының көрінісі болып табылады және сонымен қатар мембраналық потенциал мен пассивті мембраналық қасиеттерге әсер етеді. Осылайша, жүйке қоздырғыштығын тексерудің көптеген аспектілері натрий арнасының функцияларына байланысты: атап айтқанда, күш ұзақтығының уақыт тұрақтысы, қалпына келтіру циклі, ынталандыруға жауап беру қисығы және ағымдағы шекті қатынас. Тораптық функциямен (көшімдік уақыт тұрақтысы мен реобазаны қоса алғанда) және интернодальдық функциямен байланысты жүйкедегі жауаптарды өлшеу аксонның қалыпты физиологиясын, сондай-ақ электролит концентрациясының қалыпты ауытқуларын түсінуге мүмкіндік берді. Нәтижесінде сезім жүйкелері күш-қуат ұзақтығы уақыт тұрақтысына ие және моторлық жүйкелерге қарағанда реобазасы төмен. Сонымен қатар, сенсорлық аксондар моторлық аксондарға қарағанда ұзақ уақытқа созылған гиперполяризациялық тоқтарға көбірек бейімделеді, бұл гиперполяризацияның ішкі түзетуші арналардың белсенділігін арттырады. Тері және қозғалтқыш афференттерінің күш-қуат ұзақтығы уақыт константасы жасқа қарай төмендейді, бұл реобазаның артуына сәйкес келеді. Жасқа байланысты күш-қуат ұзақтығы уақыт тұрақтысының төмендеуінің екі ықтимал себебі ұсынылды. Біріншіден, жүйке геометриясы аксондардың жоғалуы мен нейрондық фиброздың салдарынан жасқа қарай өзгеруі мүмкін. Екіншіден, тұрақты Na+ өткізгіштігі пісіп жетілуін тежеуі мүмкін. Ишемия кезінде сенсорлық және моторлық талшықтар шегінің айтарлықтай төмендеуі байқалады. Сонымен қатар, шекті деңгейдің төмендеуі күшейтудің ұзақ уақыт тұрақтысының елеулі өсуімен байланысты болды, бұл реобазалық токтың елеулі төмендеуін көрсетеді. Бұл өзгерістер тынығу потенциалында белсенді болатын, кернеуге тәуелді, белсенді емес Na + арналарының нәтижесі деп есептеледі.

Клиникалық маңызы

Аксондардың дегенерациясы мен регенерациясы көптеген жүйке ауруларында жиі кездесетін процестер болып табылады. Миелинді қайта құру нәтижесінде интернодальдық ұзындығы тұрақты түрде қысқа болып қалатыны белгілі. Нейрондардың түйіндердің санының артуына қалай төтеп беретіндігі туралы аз мәлімет бар, бірақ интернодальдық тығыздықты қалпына келтіру үшін Na + арналарының өсімі болуы мүмкін. Дегенмен, қазіргі кездегі зерттеулердің көпшілігі регенерацияланған аксондардың функционалдық жағынан кем болуы мүмкін екенін айтады, өйткені паранодальді миелин астындағы K + арнасына қол жеткізу мүмкіндігін арттырады. Клиникалық жағдайда интернодтың қызметін тек қоздырғыштық зерттеу арқылы ғана зерттеуге болады (Мастеп алу). Миелинді жүйке талшықтарының қоздырғыштығын бағалау үшін шекті өлшеулерді пайдалана отырып, тәжірибелік байқаулар регенерацияланған интернодтардың қызметі шынымен де тұрақты түрде қалыпты емес екенін көрсетті, регенерацияланған мотор аксондары реобазаның артуын және хроноксиялық өзгерістердің төмендеуін көрсетеді, бұл қалыпты емес белсенді мембраналық қасиеттерге сәйкес келеді. Бұл зерттеулер сонымен қатар миелиндеудегі белсенділікке тәуелді өткізгіш блогы гиперполяризация, сондай-ақ Na + ағымдарының қалыптан тыс артуы және жылдам K + түзетушілердің қол жетімділігінің артуымен байланысты екенін анықтады. Төменде жүйке қоздырғыштығының өзгеруі туралы және сондықтан күш ұзақтығының уақыт тұрақтылығы туралы бірнеше жүйке ауруларында байқалған нәтижелер келтірілген.

Амиотрофиялық бүйірлік склероз

Амиотрофиялық бүйірлік склероз (АБС) жоғарғы және төменгі қозғалыс жүйелеріне әсер етеді, бұлшықет атрофиясынан, гиперрефлексиядан және фасцикуляциялардан тұратын белгілер бар, олардың барлығы аксондардың қозғайтындығы жоғары екенін көрсетеді. Көптеген зерттеулер K+ өткізгіштігінің қалыптан тыс төмендеуі аксондардың деполяризациясына әкеледі, бұл аксондардың гиперекситабелдігіне және фасцикуляция пайда болуына әкеледі деген қорытындыға келді. Бұл зерттеулердегі ALS пациенттерінде реобазаның күш- қуат ұзақтығы уақыт константалары мен төменгі мәндері бақылаудағыларға қарағанда жоғары болды. Басқа зерттеуде сенсорлық реобазалар пациенттерде жас ерекшеліктерімен сәйкес келетін бақылау топтарындағыдан айырмашылығы жоқ екені, ал моторлық реобазалар едәуір төмен екені дәлелденді. ALS-те моторлық аксонның реобазасы төмен және күш-қуат ұзақтығы ұзақ уақытқа ие екендігі ALS-те моторлық нейрондар сезім нейрондарына ұқсас қасиеттері бар, ALS-те қалыпты емес қозғайды деген тұжырымға келді. Бұл реобазаның ауысуына перифериялық жүйкедегі аксондардың жоғалуынан жүйке геометриясының өзгеруі себеп болуы мүмкін. Қазіргі деректерден алынған логикалық қорытынды: ALS ауруы бар пациенттердің моторлық аксондарында қалыпты жағдайдан гөрі тынышталғанда тұрақты Na+ өткізгіштігі жоғары.

Мачадо-Жозеф ауруы

Махадо-Жозеф ауруы (МЖБ) - мишашасының атаксиясы, пирамидалық белгілері, офтальмоплегия және полиневропатиямен сипатталатын үштік қайталану ауруы. МЖД кезінде бұлшық еттердегі суғысу жиі кездесетіндіктен, ауруда аксондардың гиперекситациялануы рөл атқарады деп есептелген. Зерттеулер көрсеткендей, МЖД- мен ауыратын науқастарда күш- қуат ұзақтығы уақыт тұрақтылығы бақылау топтарына қарағанда едәуір ұзағырақ, бұл реобазаның едәуір төмендеуіне сәйкес келеді. Na+ арна блоктарының нәтижелерімен бірге бұл деректер MJD- дегі суреттерге аксондардың реиннервациясы кезінде реттелмеуі мүмкін тұрақты Na+ арналарының өткізгіштігінің артуы себеп болуы мүмкін екендігін көрсетеді (бұл аксондардың ұзақ мерзімді дегенерациясынан туындайды).

Диабеттік полиневропатия

Диабетикалық полиневропатияның негізгі белгісі - аксондар мен демиелинизациялау зақымдануының араласқандығы, ол механикалық демиелинизациядан және канал / насос дисфункцияларынан туындайды. Диабетпен ауыратын науқастарда күш- қуаттылық ұзақтығы уақыт константасы айтарлықтай қысқа және реобаза нормалы науқастарға қарағанда әлдеқайда жоғары. Диабетиктерде дистальды жүйке сегменттеріндегі сезімдік өткізгішті өлшеу диабетпен ауыратын науқастарда айқын ақауларды көрсетті, бұл диабетпен ауыратын науқастарда тұрақты Na + арналарының қызметі төмендейді дегенді білдіреді. Бұл тәжірибелер дәрі-дәрмектің алдын алу тиімділігін арттырудың жаңа жолдарын ашты. Сырлы сезім талшықтарындағы хроноксия мен реобазаның өлшеуі диабетпен ауыратын науқастарда қоздырғышты азайтуды көрсетті, бұл өткізгіш жылдамдықтың елеулі төмендеуі мен реобазаның сәйкесінше өсуімен бірге сезім талшықтарының хроноксиясы. Бұл әсерлер диабетпен ауыратын науқастардың аксондарындағы Na+ K+ АТФаза белсенділігінің төмендеуіне байланысты, бұл Na+ иондарының жасушалар ішіндегі жиналуына әкеледі, сондай- ақ трансмембраналық Na+ градиенттің төмендеуіне әкеледі.

CharcotMarieТіс ауруы

Charcot-Marie-Tooth ауруы (CMT) тұқым қуалайтын нейропатияның ең көп таралған түрі болып табылады және оны екі түрге бөлуге болады: 1-түр: демиелинизациялық және 2-түр: аксоналдық. Бұл аурулы жүйкелердің хроноксиясы мен реобазасын өлшеу нәтижесінде электрофизиологиялық тұрғыдан демиелинизациялық (I типті) КМТ- мен ауыратын науқастың жүйке өткізгіш жылдамдығы баяу, бұл жиі қозғалыс және сезімдік әрекет потенциалдарының амплитудасының төмендеуімен бірге жүреді; сонымен қатар, аксоналдық (II типті) КМТ Шванн жасушалары мен аксондардың өзара әрекеттесуінің бұзылуына байланысты болуы мүмкін. Эксцитабильділік өлшемдеріндегі өзгерістер әдетте жалпыға бірдей және пациенттер арасында аз өзгереді, бұл демиелинизацияның диффузиялық таралуынан туындауы мүмкін, бұл қысқа интернодтармен байланысты кабель қасиеттерінің өзгеруін білдіреді.

Көпфокусты моторлы нейропатия

Мультифокалды моторлы нейропатия (ММН) - бұл сирек кездесетін клиникалық жағдай, ол дерлік бұлшықет әлсіздігімен, атрофиямен және фасцикуляциямен сипатталады. ММН-нің маңызды ерекшелігі - беріктік ұзақтығы тұрақтысының айтарлықтай аз болуы, реобазаның елеулі өсуіне сәйкес келеді. Екі өлшем де ішекті иммуноглобулинмен емдеуден кейін қалыпқа келетіндігі дәлелденді.

Созылмалы қабынушы демиелинизациялық полиневропатия

Созылмалы қабынуды демиелинизациялық полиневропатия (СКДП) - иммунологиялық демиелинизациялық полиневропатия. Демиелинизациядан пайда болған паранодальді сыйымдылықтың артуы нәтижесінде пациенттерде стимуляция шегінің артуы, күштің ұзақтығы уақыт константасының қысқаруы және реобазаның артуы байқалады.