Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Ức chế hóa dài hạn”

Trong [[sinh lý học thần kinh]], '''ức chế hóa dài hạn''' (tiếng Anh: '''''Long-term depression''''') là quá trình làm giảm các [[Điện thế hoạt động|hoạt động điện thế]] diễn ra tại [[Synap hóa học|synap]] trong thời gian dài và từ đó dẫn đến làm giảm đi [[Chất dẫn truyền thần kinh|hiệu quả truyền tin]] giữa [[Nơron|các nơron]]. Ức chế hóa dài hạn xảy ra ở nhiều khu vực của [[Hệ thần kinh trung ương|hệ thống thần kinh trung ương]] (''CNS'') với nhiều cơ chế khác nhau phụ thuộc vào mức độ phát triển về mặt chức năng của chính các cấu trúc thần kinh đó.<ref name="Massey_2007">{{cite journal |vauthors=Massey PV, Bashir ZI | title = Long-term depression: multiple forms and implications for brain function | journal = Trends Neurosci. | volume = 30 | issue = 4 | pages = 176–84 |date=April 2007 | pmid = 17335914 | doi = 10.1016/j.tins.2007.02.005 | }}</ref> Quá trình này trái ngược lại so với [[Điện thế hóa dài hạn|quá trình điện thế hóa dài hạn]] (''long-term potentiation''), đó là làm giảm đi [[Synap hóa học|độ mạnh của synap]]. Ức chế hóa dài hạn (ỨCHDH) làm yếu đi các hoạt động ở synap một cách có chọn lọc, nghĩa là ở các synap mang những thông tin không cần thiết, từ đó có thể sản sinh ra các synap mới và tăng cường độ mạnh cho những synap thiết yếu thông qua việc tạo điều kiện dễ dàng cho quá trình điện thế hóa dài hạn diễn ra.<ref name="one">{{citechú bookthích sách|title=Neuroscience|author=Purves D|publisher=Sinauer|year=2008|isbn=978-0-87893-697-7|edition=4th|location=Sunderland, Mass|pages=197–200|language=|quote=|origyear=}}</ref> Cả hai dạng ĐTHDH và ỨCHDH đều thể hiện [[tính mềm dẻo của synap]]. Synap nào vận động thì synap đó sẽ phát triển mạnh mẽ, synap nào không vận động thì sẽ tiêu biến và thoái hóa. Điều này cũng là dễ hiểu bởi nó phù hợp với ''tính chất đa dạng, phong phú trong [[nguyên lý về sự phát triển]]'' của [[Chủ nghĩa duy vật biện chứng|phép biện chứng duy vật]] trong [[Triết học Marx-Lenin|Triết học Mác-Lênin]]:<blockquote>Mỗi một sự tiến bộ trong sự phát triển hữu cơ đồng thời là sự thoái bộ, vì nó củng cố sự phát triển phiến diện và loại trừ khả năng phát triển theo nhiều khuynh hướng khác nhau.<ref>Các Mác và Ph. Ăngghen: Toàn tập, tập 2, Nhà xuất bản Tiến bộ, Mátxcơva, trang 261</ref> — [[Friedrich Engels|Engels]]</blockquote>

ỨCHDH hiện diện đặc biệt nhất ở các cấu trúc như là [[hồi hải mã]] và [[tiểu não]] và đóng vai trò quan trọng về mặt chức năng, nhưng cũng có nhiều khu vực lân cận khác trong [[Não|não bộ]] tồn tại cơ chế đặc biệt này.<ref name="Massey_2007" /> Ngoài ra, ỨCHDH cũng xảy ra ở các loại [[nơron]] khác nhau được đặc trưng bởi sự đa dạng của [[Chất dẫn truyền thần kinh|các chất dẫn truyền thần kinh]], trong số đó [[Axit glutamic|L-glutamate]] là chất dẫn truyền thần kinh phổ biến nhất trong quá trình ỨCHDH. L-glutamate tác động đến [[Thụ thể (hóa sinh)|các thụ thể]] ''N''-methyl-D-aspartate ([[NMDA]]), thụ thể α-amino-3-hydroxy-5-methylisoxazole-4-propionic acid ([[AMPA]]), thụ thể kainate ([[KA]]) và thụ thể glutamate metabotropic ([[mGlu]]) trong ỨCHDH. Được biết quá trình này có thể được hoạt hóa bởi kích thích điện thế mạnh tại [[Synap hóa học|synap]] (của [[Purkinje|các tế bào Purkinje]] [[Tiểu não|ở tiểu não]]) hoặc là từ các kích thích yếu với một khoảng thời gian dài nhất định (trong hồi hải mã). [[Điện thế hóa dài hạn]] (ĐTHDH) là ''quá trình mâu thuẫn'' với lại ỨCHDH, nó là quá trình làm tăng cường [[Synap hóa học|độ mạnh của synap]] dài hạn. Nhưng chung quy lại là cả hai quá trình ĐTHDH và ỨCHDH đều là yếu tố ảnh hưởng đến khả năng biến hóa linh hoạt của synap. ỨCHDH làm giảm đi mật độ thụ thể ở nơron sau synap cũng như là kìm hãm quá trình giải phóng các chất dẫn truyền thần kinh. Đặc biệt là có tồn tại giả thuyết quá trình ỨCHDH ở tiểu não đóng vai trò quan trọng cho [[Học|học tập vận động]] (''motor learning''). Tuy nhiên là, cũng có vài cơ chế quan trọng khác thể hiện tính linh hoạt của nơron và ảnh hưởng đến loại học tập vận động này. ỨCHDH diễn ra ở hồi hải mã và nó chính là cơ chế quan trọng nhằm xóa bỏ các thông tin đã cũ và lỗi thời, cũng như là làm cho mất hẳn các dấu vết tín hiệu và đường mòn thông tin không còn quan trọng hay cần thiết nữa.<ref name="Nicholls_2008">{{cite journal |vauthors=Nicholls RE, Alarcon JM, Malleret G, Carroll RC, Grody M, Vronskaya S, Kandel ER | title = Transgenic mice lacking NMDAR-dependent LTD exhibit deficits in behavioral flexibility | journal = Neuron | volume = 58 | issue = 1 | pages = 104–17 |date=April 2008 | pmid = 18400167 | doi = 10.1016/j.neuron.2008.01.039 | }}</ref><ref name="Malleret_2010">{{cite journal |vauthors=Malleret G, Alarcon JM, Martel G, Takizawa S, Vronskaya S, Yin D, Chen IZ, Kandel ER, Shumyatsky GP | title = Bidirectional regulation of hippocampal long-term synaptic plasticity and its influence on opposing forms of memory | journal = J. Neurosci. | volume = 30 | issue = 10 | pages = 3813–25 |date=Mar 2010 | pmid = 20220016 | pmc = 6632240 | doi = 10.1523/JNEUROSCI.1330-09.2010 }}</ref> ỨCHDH ở hồi hải mã hay [[Não người|tại vỏ não]] có thể phụ thuộc vào các [[thụ thể NMDA]], [[glutamate metabotropic]] (mGlu), hoặc [[thụ thể cannabinoid]].<ref name="isbn0-7817-6003-8">{{citechú bookthích sách |vauthors=Paradiso MA, Bear MF, Connors BW | title = Neuroscience: exploring the brain |url=https://archive.org/details/neuroscienceexpl00mark | edition = | language = | publisher = Lippincott Williams & Wilkins | location = Hagerstwon, MD | year = 2007 | origyear = | page = [https://archive.org/details/neuroscienceexpl00mark/page/718 718] | quote = | isbn = 978-0-7817-6003-4 }}</ref> Cơ chế phân tử của quá trình ỨCHDH ở tiểu não đó chính là tiến hành phosphoryl hóa các thụ thể AMPA và quá trình tiếp diễn sau đó là loại bỏ đi các thụ thể này nằm trên bề mặt synap tạo thành bởi các [[tế bào Purkinje]] với [[tế bào hạt]] (hay còn gọi là sợi song song).<ref name="pmid18635946">{{cite journal |vauthors=Ogasawara H, Doi T, Kawato M | title = Systems biology perspectives on cerebellar long-term depression | journal = Neurosignals | volume = 16 | issue = 4 | pages = 300–17 | year = 2008 | pmid = 18635946 | doi = 10.1159/000123040 | }}</ref>

Ức chế hóa dài hạn có thể diễn ra hoặc là ở [[đơn synap]] hoặc là ở [[đa synap]]. Ở đơn synap, quá trình ỨCHDH xảy ra khi mà synap đó được hoạt hóa bởi kích thích tần số thấp (''low frequency stimulus'').<ref name="three">{{citechú bookthích sách |vauthors=Escobar ML, Derrick B | editor = Bermudez-Rattoni F | title = Neural plasticity and memory: from genes to brain imaging | edition = | language = | publisher = CRC Press | location = Boca Raton | year = 2007 | origyear = | pages = | quote = | isbn = 978-0-8493-9070-8 | oclc = | doi = | accessdate = | chapter = Long-Term Potentiation and Depression as Putative Mechanisms for Memory Formation }}</ref> Nói cách khác, dạng ỨCHDH này phụ thuộc vào hoạt động điện thế.<ref name="one"/> Trái lại, dạng ỨCHDH đa synap diễn ra trong trường hợp các synap không được ''điện thế hóa'' đồng nghĩa với việc chúng ở trong trạng thái bất hoạt. Và như thế cơ chế làm yếu đi độ mạnh của synap này không cần đến các hoạt động điện thế yếu tại nơron trước và sau synap, điều này là kết quả của sự kích thích [[Nơron trung gian|các nơron trung gian]] đóng vai trò điều chỉnh mạnh. Vì vậy dạng ỨCHDH này tác động đến các synap lân cận có trải qua [[Điện thế hoạt động|hoạt động điện thế]].<ref name="three"/>

[[FileTập tin:Bi-directional modulation of AMPA receptor.png|thumb|Mô hình thể hiện cơ chế ức chế hóa dài hạn bằng việc làm suy giảm cường độ điện thế, tiến hành khử đi các thụ thể AMPA trên màng tế bào sau synap. |286x286px]]ỨCHDH ảnh hưởng đến các synap được tạo bởi các tế bào tháp CA1 với [[sợi bên Schaffer]]. Dạng ỨCHDH ngay tại synap này chịu tác động của lưu lượng ion calci đi vào bên trong tế bào và phụ thuộc vào thời gian và tần số.<ref name="pmid7619513">{{cite journal | author = Bear MF | title = Mechanism for a sliding synaptic modification threshold | journal = Neuron | volume = 15 | issue = 1 | pages = 1–4 | date = July 1995 | pmid = 7619513 | doi = 10.1016/0896-6273(95)90056-X | url = http://bearlab-s1.mit.edu/BearLab/PDFs/bear-.pdf | archiveurl = https://web.archive.org/web/20100623070402/http://bearlab-s1.mit.edu/BearLab/PDFs/bear-.pdf | archivedate = 2010-06-ngày 23 tháng 6 năm 2010}}</ref> Với kích thích tần số thấp (xấp xỉ 1&nbsp;Hz) và được lặp đi lặp lại nhiều lần trong khoảng thời gian dài (từ 10 đến 15 phút).<ref name="one"/> Và chính loại [[Kích thích (sinh lý học)|kích thích điển hình]] này làm giảm đi biên độ [[Điện thế kích thích sau synap|điện thế sau synap]]. Nồng độ calci trong tế bào sau synap đóng vai trò quyết định quá trình nào sẽ phải diễn ra, ĐTHDH hay là ỨCHDH. Sự đi vào trong tế bào sau synap của ion calci chậm kèm theo đó là nồng độ thấp, dẫn đến sự hình thành ỨCHDH. Điều kiện để hình thành là khi dòng ion Ca²⁺ lưu chuyển vào tế bào phải dưới [[Điện thế hoạt động|ngưỡng kích thích]]. Ngưỡng tại phân khu CA1 này phụ thuộc vào các hoạt động trước đó ở synap. Nếu như synap đã có trải qua quá trình ĐTHDH, ngưỡng kích thích sẽ tăng, đồng thời làm tăng xác suất ion calci dưới ngưỡng từ đó hình thành quá trình ỨCHDH. Theo cách này thì hệ điều hòa ngược âm tính đóng vai trò duy trì tính mềm dẻo của synap.<ref name="pmid7619513"/> Thụ thể NMDA thuộc phân loại [[Thụ thể (hóa sinh)|thụ thể]] [[glutamate ionotropic]] (iGlu), và để hoạt hóa nó cần sự lưu thông của ion calci vào trong tế bào sau synap ở phân khu CA1.<ref name="isbn1-4200-4414-1">{{citechú thích booksách |vauthors=Blanke ML, VanDongen AM | editor = VanDongen AM | title = Biology of the NMDA Receptor (Frontiers in Neuroscience) | edition = | language = | publisher = CRC | location = Boca Raton | year = 2008 | origyear = | pages = | quote = | isbn = 978-1-4200-4414-0 | oclc = | doi = | accessdate = |chapter = Activation Mechanisms of the NMDA Receptor | pmid = 21204408 }}</ref> Việc điều chỉnh dòng chảy ion Ca²⁺ nội bào cũng như là kiểm soát nồng độ ion đó, và làm suy hóa điện thế hoạt động ở synap, dẫn đến khởi động nên quá trình ỨCHDH.<ref name="pmid12740110">{{cite journal | author = Bear MF | title = Bidirectional synaptic plasticity: from theory to reality | journal = Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. | volume = 358 | issue = 1432 | pages = 649–55 |date=April 2003 | pmid = 12740110 | pmc = 1693164 | doi = 10.1098/rstb.2002.1255 }}</ref>

Khi kích thích điện thế hoạt động sau synap xảy ra trước kích thích các nơron trước synap, [[Thụ thể cannabinoid|các thụ thể cannabinoid]] (CB1) tại trước synap và thụ thể NMDA sau synap sẽ được kích thích cùng ngay một thời điểm. Các xung điện hoạt động sau synap sẽ làm giảm đi sự ngăn chặn của ion Mg²⁺ tại vị trí đặc hiệu trong thụ thể NMDA. Khi điện thế kích thích sau synap diễn ra, bắt đầu sự giải phóng [[các endocannabinoid]] (2-AG và anandamide) ngược chiều từ sau synap đến trước synap, gắn vào các thụ thể CB1 làm ức chế sự giải phóng các chất dẫn truyền thần kinh. Tiếp theo các ion Mg²⁺ trở về vị trí ban đầu của nó, vì thế dòng lưu chuyển của ion Ca²⁺ vào nội bào giảm đi. Và như vậy hiện tượng khử cực sau synap suy giảm. Các thụ thể CB1 trước synap phát hiện ra các hoạt động sau synap nhờ vào các phân tử truyền tin ngược chiều endocannabinoid.<ref>{{citechú bookthích sách |vauthors=Duguid IC, Smart TG | editor = VanDongen AM | title = Biology of the NMDA Receptor (Frontiers in Neuroscience) | edition = | language = | publisher = CRC | location = Boca Raton | year = 2008 | origyear = | pages = | quote = | isbn = 978-1-4200-4414-0 | oclc = | doi = | accessdate = | chapter = Presynaptic NMDA Receptors | pmid = 21204409 }}</ref>

| title = Mechanisms of Hippocampal Long-Term Depression Are Required for Memory Enhancement by Novelty Exploration | journal = Journal of Neuroscience. | volume = 32| issue = 35| pages = 11980-11990 |date=ngày 29 Augusttháng 8 năm 2012| pmc = 3774153 | pmid = 22933783 | doi =

Giả thuyết ức chế hóa dài hạn đã từ lâu được xem như là cơ chế quan trọng trong [[Học|quá trình học tập]] và hình thành nên [[trí nhớ]] vận động. ỨCHDH ở [[tiểu não]] đóng vai trò chủ đạo quyết định tiến trình học tập vận động, và ỨCHDH ở [[hồi hải mã]] thực hiện nghĩa vụ xóa các thông tin thừa thãi, khai trừ đi các trí nhớ vô dụng hay không cần thiết đến. Tuy nhiên là vẫn có các cuộc nghiên cứu diễn ra ở các cấu trúc thần kinh cho thấy rằng ỨCHDH ở hồi hải mã không hẳn là quá trình đảo ngược lại hoàn toàn so với quá trình ĐTHDH, mà thay vào đó chúng góp phần tạo lập trí nhớ không gian.<ref name="pmid10449713">{{cite journal | author = Bear MF | title = Homosynaptic long-term depression: A mechanism for memory? | journal = Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. | volume = 96 | issue = 17 | pages = 9457–8 |date=August 1999 | pmid = 10449713 | pmc = 33710 | doi = 10.1073/pnas.96.17.9457| bibcode = 1999PNAS...96.9457B }}</ref> Mặc dù là quá trình ỨCHDH cho đến thời điểm hiện tại đã được làm sáng tỏ với nhiều khía cạnh và góc độ khác nhau bởi các nhà khoa học thần kinh lỗi lạc trong giới [[thần kinh học]], nhưng những giả thuyết về vai trò thực sự của nó trong việc học và nhớ vận động vẫn là chủ đề gây tranh cãi.<ref name="isbn0-521-59705-6">{{citechú bookthích sách |vauthors=Harnad SR, Cordo P, Bell CC | title = Motor learning and synaptic plasticity in the cerebellum | edition = | language = | publisher = Cambridge University Press | location = Cambridge, UK | year = 1997 | origyear = | pages = | quote = | isbn = 978-0-521-59705-0 | oclc = | doi = | url = | accessdate = }}</ref>

Từ đó ta thấy được rằng quá trình ỨCHDH có mối tương quan với lại học tập [[Không gian ba chiều|không gian]] ở chuột, và nắm giữ vai trò quyết định trong việc hình thành nên bản đồ không gian với một sự chính xác đến mức hoàn hảo.<ref name="Kemp">{{cite journal |vauthors=Kemp A, Manahan-Vaughan D | title = Hippocampal long-term depression: master or minion in declarative memory processes? | journal = Trends Neurosci. | volume = 30 | issue = 3 | pages = 111–8 |date=March 2007 | pmid = 17234277 | doi = 10.1016/j.tins.2007.01.002 | }}</ref> Đồng thời đó chính là cơ chế ỨCHDH và cơ chế ĐTHDH phối hợp với nhau để mã hóa [[bản đồ nhận thức]], tạo nên sự đa dạng của các loại trí nhớ không gian khác nhau.<ref name="Kemp"/><ref name="Manahan-Vaughan">{{citechú bookthích sách | author = Manahan-Vaughan D |veditors=Scharfman HE, Stanton PK, Bramham C | title = Synaptic plasticity and transsynaptic signaling | edition = | language = | publisher = Springer | location = Berlin | year = 2005 | origyear = | quote = | isbn = 978-0-387-24008-4 | oclc = | doi = 10.1007/0-387-25443-9_18 | accessdate = | chapter = Hippocampal Long-Term Depression as a Declarative Memory Mechanism | pages = 305–319 }}</ref>

* {{citechú bookthích sách | first1 = Andrew L. | last1 = Harris | first2 = Darren | last2 = Locke | year = 2009 | title = Connexins, a guide | pages = 574 | publisher = Springer | location = New York | isbn = 978-1-934115-46-6}}