Гальмівний постсинаптичний потенціал

Ця система працює таким чином, що гальмівні постсинаптичні потенціали підсумовуються в часі з підпороговими або надпороговими збудливими потенціалами, в результаті чого зменшується результуючий постсинаптичний потенціал. Еквівалентні по модулю збуджувальні (позитивні) і гальмівні (негативні) постсинаптичні потенціали дають у сумі нейтральний стан, взаємно скасовуючи дію один одного на клітину. Баланс між збудливими і гальмівними постсинаптичними потенціалами дуже важливий для інтеграції клітиною всіх надходжень від різних збудливих і гальмівних синапсів електричної та хімічної інформації.

Схема, що показує вплив одночасно збудливого і гальмівного потенціалів на нейрон і їх суммацию: в даному конкретному випадку сума потенціалів виявляється все одно нижче порога виникнення потенціалу дії.

Розмір нейрона також може впливати на ефект, який чинить на клітину гальмівний постсинаптичний потенціал. Просте і миттєве тимчасове підсумовування постсинаптичних потенціалів має місце бути в нейронах порівняно невеликого розміру, тоді як у великих нейронах більшу кількість синапсів, метаботропних і іонотропних рецепторів, а також наявність довгих аксонів і більшу відстань від синапсів до тіла нейрона дозволяє нейронам ще якийсь час продовжувати електричне та хімічна спілкування з іншими нейронами (тобто перебувати в стані збудження), незважаючи на наявність гальмівних потенціалів на віддалених від тіла синапсах, поки гальмуючий сигнал «подорожує» до тіла клітини.

Іонотропні рецептори (також відомі як відкриваємі лігандом іонні канали) відіграють важливу роль у швидкій генерації гальмівних постсинаптичних потенціалів. Нейромедіатор зв'язується зі специфічним доменом рецептора - так званим доменом зв'язування ліганда ( ligand -binding site or domain) рецептора, розташованим на зовнішній стороні поверхневої мембрани клітини (зверненим в синаптичну щілину). Це призводить до зміни просторової конфігурації рецептора і до відкриття в ньому іонного каналу, який утворюється всередині ендомебранного (проходить крізь мембрану) домену рецептора. В результаті виникає швидкий вхідний або вихідний струм іонів - всередину або назовні клітини. Іонотропні рецептори здатні продукувати дуже швидкі зміни постсинаптичного потенціалу - протягом мілісекунд після генерації потенціалу пресинаптичною клітиною. Іонні канали здатні впливати на амплітуду і тимчасові характеристики потенціалу дії клітини в цілому. Іонотропні ГАМК-рецептори, пов'язані з каналами іонів хлору, є мішенню дії багатьох ліків, зокрема барбітуратів, бензодіазепінів, ГАМК-аналогів і агоністів, ГАМК-антагоністів, таких, як Пікротоксин. Алкоголь також модулює іонотропні ГАМК-рецептори.

Метаботропні рецептори, більшість з яких відносяться до сімейства G-білок-зв'язаних рецепторів, не містять вбудованих в їх структуру іонних каналів. Замість цього вони містять позаклітинний домен зв'язування ліганда ( ligand-binding domain) і внутрішньоклітинний домен зв'язування з первинним ефекторним білком, яким найбільш часто буває G-білок. Зв'язування агоніста з метаботропним рецептором призводить до такої зміни конфігурації рецептора, при якому активується первинний ефекторний білок. Так, наприклад, у випадку G-білка активація пов'язаного з ним рецептора призводить до дисоціації β- і γ- субодиниць G-білка у вигляді βγ-димера і до активації ними ряду «додаткових» внутрішньоклітинних сигнальних шляхів (зокрема en: GIRK), в той час як активована α-субодиниця G-білка змінює активність класичного аденилатціклазного шляху (підвищує в разі стимулюючого G -білка і пригнічує в разі інгібіторного альфа -субодиниці Gi ). Це, в свою чергу, призводить до зміни внутрішньоклітинної концентрації вторинного посередника - циклічного АМФ - підвищенню, у разі підвищення активності аденілатциклази, або зниження, у разі зниження. А зміна концентрації циклічного АМФ впливає на активність цАМФ-залежної протеїнкінази A - вторинного ефектора. Підвищення або зниження активності протеїнкінази А запускає спадний ефекторний каскад аж до ефекторів N-го порядку. Зокрема, відкриваються або закриваються іонні канали.

Інгібіторні метаботропні рецептори пов'язані завжди з інгібіторним підтипом G-білка. Таким чином, вони пригнічують активність аденілатциклази і знижують концентрацію циклічного АМФ, ефективно пригнічуючи тим самим активність протеїнкінази А. Крім цього, вони активують вхідний потік іонів калію через активований βγ -дімером G-білка, і пригнічують активність кальцієвих каналів, що викликає гіперполяризацію клітини. Саме таким чином влаштовані метаботропні ГАМК-рецептори (гетеродімери R1 і R2 субодиниць). Подібним чином влаштований і 5-HT1A-рецептор.

Метаботропні інгібіторні рецептори генерують повільні гальмівні постсинаптичні потенціали (тривалістю від мілісекунд до хвилин). Вони можуть активуватися одночасно з іонотропними (з деякими типами іонотропних рецепторів вони можуть формувати «рецепторний дуплет» - гетеродімер) в одному і тому ж синапси, що дозволяє одному і тому ж синапсу генерувати як швидкі, так і повільні гальмівні потенціали.