Neurofizjo 2 wyklad

KIERUNEK ORTODROMOWY PRZEWODZENIA IMPULSU W AKSONIE:

od miejsca powstania na wzgórku aksonalnym do zakończenia włókna nerwowego

endokrynna

polega na tym, że sygnał chemiczny jest transportowany na znaczne odległości od miejsca powstania (w płynach ustrojowych)

parakrynna

jest to komunikacja, gdzie sygnał chemiczny uwalniany z jednej komórki jest rozpoznawany przez receptory komórki z bezpośredniego sąsiedztwa (np. komunikacja poprzez synapsy chemiczne)

autokrynna

sygnał chemiczny wydzielony z jednej komórki opuszcza ją, po czym łączy się z receptorem zewnątrzbłonowym tej samej komórki

intrakrynna

różni się od autokrynnej lokalizacją receptorów - w tym przypadku uwolniony sygnał chemiczny nie opuszcza komórki - wiąże się z receptorami wewnątrz komórki

Komunikacja bezpośrednia

bez udziału mediatora chemicznego, sygnał zachowuje swoją naturę elektryczną

Komunikacja międzykomórkowa pośrednia

– wykorzystująca sygnały chemiczne

Każda synapsa będzie zawsze zbudowana z

3 podstawowych elementów: części presynaptycznej, części postsynaptycznej i szczeliny synaptycznej.

część presynaptyczna,

bez względu na typ synapsy, zawsze będzie zakończeniem aksonu i będzie generować sygnał

część postsynaptyczna

może być fragmentem błony dendrytu (synapsa aksodendrytyczna), fragmentem błony ciała komórki nerwowej (synapsa aksosomatyczna) lub fragmentem błony aksonu (synapsa aksoaksonalna); ta część będzie odbierać sygnał

synapsy nerwowo-nerwowe możemy w sensie funkcjonalnym podzielić na

dwie grupy - na synapsy elektryczne i chemiczne

w synapsie chemicznej jest obszerniejsza

szczelina synaptyczna - ok. 10 razy grubsza niż w synapsie elektrycznej, oraz brak jest bezpośredniego połączenia miedzy błoną pre- i postsynaptyczną

synapsy elektryczne wykorzystują

połączenia szczelinowe (gap junctions); pomiędzy błoną pre- i postsynaptyczną są przerzucone mosty białkowe, dzięki czemu nie zmienia się natura elektryczna sygnału

sygnałem chemicznym w synapsie chemicznej jest

przekaźnik synaptyczny

na błonie presynaptycznej potencjał czynnościowy, który dociera do zakończenia aksonu uruchamia

kaskadę zdarzeń - finałem tego musi być uwolnienie przekaźnika;

przekaźnik pokonuje

szczelinę synaptyczną, dociera do błony postsynaptycznej i musi otworzyć kanały jonowe na błonie postsynaptycznej, żeby uruchomić dyfuzję jonów (jeżeli ją uruchomi to pojawi sie potencjał LOKALNY)

 w synapsie chemicznej na błonie postsynaptycznej pojawia się

potencjał lokalny, zwany postsynaptycznym, który może, ale nie musi, dać początek potencjałowi czynnościowemu

na błonie presynaptycznej mamy

sprzężenie elektro-wydzielnicze (początkiem kaskady zdarzeń jest dotarcie potencjału czynnościowego do zakończenia aksonu, a finałem uwolnienie przekaźnika do szczeliny synaptycznej

potencjał postsynaptyczny jest przykładem

potencjału lokalnego

uwolnienie neuroprzekaźnika jest zależne

od wzrostu stężenia jonów wapniowych w kolbie synaptycznej, więc potencjał czynnościowy powinien otworzyć kanały wapniowe bramkowane napięciem

sprzężenie elektro-wydzielnicze dokonuje się na

napięciowozależnych kanałach wapniowych

neurotransmiter jest pakowany w

pęcherzyki synaptyczne, które potem muszą połączyć się z błoną komórkową (w tzw. strefie aktywnej), gdzie dokonuje się „kotwiczenie” pęcherzyków

pęcherzyki synaptyczne jako struktury błoniaste powstają w

w ciele komórki; wędrują one wypełnione lub puste wzdłuż aksonu

pęcherzyki będą wędrowały wypełnione wtedy, gdy

neurotransmiter ma charakter peptydu (peptydy są syntetyzowane w ciele komórki nerwowej przy udziale aparatu Golgiego - pakowanie neurotransmitera w pęcherzyk odbywa się na poziomie ciała komórki nerwowej)

jeżeli neurotransmiter nie jest peptydem, to powstaje

w kolbie synaptycznej aksonu (np. noradrenalina, acetylocholina)

acetylocholina po zadziałaniu zostaje

rozłożona i wtórnie transportowana do kolby synaptycznej, gdzie powstają nowe cząsteczki acetylocholiny

pęcherzyki, które docierają do kolby,

nie wędrują od razu do strefy aktywnej; zatrzymują się one w kolbie na aktynowych włóknach cytoszkieletu

Synapsyna I

łączy pęcherzyk z włóknami aktynowymi cytoszkieletu; utrzymuje te pęcherzyki w tej sieci tylko wtedy, gdy nie jest fosforylowana; fosforylacja tego białka jest równoznaczna z uwolnieniem pęcherzyka z sieci

kiedy dochodzi do wzrostu stężenia jonów wapniowych w cytoplazmie kolby synaptycznej, dochodzi do

aktywacji kalmoduliny, która wiąże jony wapniowe i aktywuje kinazę białkową II, która przeprowadza fosforylację synapsyny I

potencjał czynnościowy, dochodząc do kolby synaptycznej (czyli do zakończenia aksonu), otwiera

potencjałozależne kanały wapniowe; ponieważ wewnątrzkomórkowe stężenie jonów wapniowych jest niższe od zewnątrzkomórkowego, to jony wapnia napływają do wewnątrz aksonu

pompa protonowa transportuje

protony do wewnątrz pęcherzyka synaptycznego

wysokie stężenie protonów powoduje, że dyfundują one

z pęcherzyka na zewnątrz (zgodnie z ich gradientem stężeń), co jest siłą napędową dla transportu aktywnego acetylocholiny do wnętrza pęcherzyka

pęcherzyki uwolnione z sieci cytoszkieletu muszą uzyskać energię która pozwoli im dotrzeć do strefy aktywnej, ponieważ w kolbie nie ma już

szyn mikrotubularnych; energia ta jest uzyskiwana z wykorzystaniem białka Rab-3 (białko o małej masie cząsteczkowej, wiążące GTP), które wiąże i hydrolizuje kolejne cząsteczki GTP

białka v-SNARE

(białka błony pęcherzyka) - synaptobrewina

białka t-SNARE

(białka strefy aktywnej błony presynaptycznej) - syntaksyna - SNAP-25

synaptotagmina

białko błony strefy aktywnej, zwane czujnikiem wapnia (związanie jonów wapniowych przez synaptotagminę jest sygnałem do uruchomienia egzocytozy - mechanizmu odpowiadającego za uwolnienie neurotransmitera z pęcherzyka synaptycznego)

Gdy pęcherzyk zaczyna dokować

synaptobrewina, syntaksyna i SNAP-25 zaczynają się skręcać, przytrzymując pęcherzyk w odpowiednim miejscu strefy aktywnej. Po fuzji błony pęcherzyka i błony strefy aktywnej dochodzi do uwolnienie neurotransmitera do szczeliny synaptycznej.

toksyny botulinowe A i E powodują

degradację białko SNAP-25

toksyny botulinowe B, D, F i G

niszczą synaptotrewinę

botulina C1

hydrolizuję syntaksynę

toksyna tężca powoduje

proteolizę synaptobrewiny

jeżeli do zakończenia presynaptycznego dotrze jeden potencjał czynnościowy, to

na jakiś czas otworzy on napięciowo-zależne kanały wapniowe

stosownie do czasu otwarcia (nie chodzi o to, ile kanałów się otworzy, bo one są otwierane napięciem, więc otworzą się wszystkie - istotny jest czas otwarcia się kanałów)

wzrośnie stężenie jonów wapniowych w kolbie synaptycznej

stosownie do tego, na ile wzrośnie stężenie jonów wapniowych w kolbie

zostanie uwolniona odpowiedni ilość neurotransmitera do szczeliny synaptycznej

depolaryzacja świadczy o

postsynaptycznym potencjale pobudzającym (EPSP), a hiperpolaryzacja świadczy o postsynaptycznym potencjale hamującym (IPSP)

neurotransmiter jako ligand może

związać się w błonie postsynaptycznej z dwoma rodzajami kanałów ligandozależnych - z kanałami jonotropowymi lub metabotropowymi

kanały jonotropowe

receptor znajduje się na białkach budujących kanał jonowy

kanały metabotropowe

receptor nie ma fizycznego połączenia z kanałem jonowym, znajduje się w innym miejscu błony komórkowej; jest związany z białkiem z rodziny G

połączenie neurotransmitera z receptorem metabotropowym powoduje

rozpad białka G; zostaje uwolniona kaskada wewnątrzkomórkowych zdarzeń, która może doprowadzić do otworzenia się różnego rodzaju kanałów jonowych

acetylocholina na błonie postsynaptycznej ma

2 rodzaje receptorów: nikotynowy i muskarynowy; receptor muskarynowy jest metabotropowy, a receptor nikotynowy - jonotropowy

dywergencja

jeden rodzaj neuroprzekaźnika może otwierać różne kanałów jonowe

Koneksony

występujące w synapsie elektrycznej białkowe (zbudowane z koneksyn) mosty między błoną presynaptyczną i błoną postsynaptyczną umożliwiające przejście zjawiska elektrycznego.