nervna regulacija
DESCRIPTION
fiziologijaTRANSCRIPT
NERVNA REGULACIJA
Doc. dr Miroslav Savi ćInstitut za farmakologiju
Farmaceutski fakultet Univerziteta u Beogradu
Neuroanatomski supstrat svesti
1. Nije poznat2. Lociran je u limbi čkom sistemu3. Lociran je u kori velikog mozga4. Lociran je u retikularnom
aktivacijskom sistemu
NE DAMOŽDA
Arvid Carlsson Paul Greengard Eric R. Kandel
Laureati Nobelove nagrade iz
Fiziologije ili medicine
2003Paul C. Lauterbur, Sir Peter Mansfield
2002Sydney Brenner, H. Robert Horvitz, John E. Sulston
2001Leland H. Hartwell, Tim Hunt, Sir Paul Nurse
2000Arvid Carlsson, Paul Greengard, Eric R. Kandel
1999Günter Blobel
1998Robert F. Furchgott, Louis J. Ignarro, Ferid Murad
1997Stanley B. Prusiner
1996Peter C. Doherty, Rolf M. Zinkernagel
1995Edward B. Lewis, Christiane Nüsslein-Volhard, Eric F. Wieschaus
1994Alfred G. Gilman, Martin Rodbell
1993Richard J. Roberts, Phillip A. Sharp
1992Edmond H. Fischer, Edwin G. Krebs
1991Erwin Neher, Bert Sakmann
1990Joseph E. Murray, E. Donnall Thomas
1989J. Michael Bishop, Harold E. Varmus
1988Sir James W. Black, Gertrude B. Elion, George H. Hitchings
1987Susumu Tonegawa
1986Stanley Cohen, Rita Levi-Montalcini
1985Michael S. Brown, Joseph L. Goldstein
If the human brain were so simple that we could understand it, we would be
so simple that we couldn't.
Emerson M. Pugh (prema citatu George E. Pugha, Emersonovog sina,u: G.E. Pugh, The Biological Origin of Human Values, 1977, p. 154)
U bazalnim uslovima, brzina rada srca
1. Ne zavisi od autonomne inervacije2. Pod dominantnim je uticajem
simpatikusne inervacije3. Pod dominantnim je uticajem
parasimpatikusne inervacije
Holinergička vlakna inervišu
1. Ekkrine znojne žlezde dlanova2. Ekkrine znojne žlezde čela3. Holokrine znojne žlezde u aksilama4. Pilomotorni miši ć pilosebacealne
jedinice5. Endotel krvnih sudova
Enterički nervni sistem
1. Na sadrži vlakna simpatikusa i parasimpatikusa
2. Sastoji se od neurona čija tela leže u intramuralnim pleksusima
3. Realizuje reflekse koji nisu mogu ći u odsustvu ulaza (informacija) iz CNS-a
Gospodin na slici bi mogao da leži stoga što je
1. Umoran2. Pod dejstvom lekova
koji blokiraju nervno-miši ćnu transmisiju
3. Oboleo od mijastenijegravis
4. Lenj
ORGANIZACIJA NERVNOG SISTEMA
MOZAKKI ČMENA MOŽDIN A
CENTRALNINERVNISISTEM (CNS)
PERIFERNINERVNISISTEM
AFERENTNI
NERVI
EFERENTNI
NERVI
EKSTERO-RECEPTORI
INTERO-RECEPTORI
SOMATSKI AUTONOMNI
EFEKTORNIORGANI
SKELETNIMIŠIĆI
GLATKI I SR ČANI MIŠIĆ I ŽLEZDE
Nervni sistem• Kontroliše i integriše sve aktivnosti
organizma u okviru odre ñenih granica
• Tri osnovne funkcijeSenzorna- detektovanje promena
(stimulusa) preko senzornihreceptora
Integrativna – interpretacija i upam ćivanje ovih promena, i odlu čivanje da li je potrebna akcija
Motorna – reakcija na promene preko efektora
• Kontrakcija miši ća (skeletnih, glatkih i sr čanih)
• Sekrecija žlezda (egzokrinih i endokrinih)
1011 neurona1015 sinapsi
Refleksi• ‘nevoljni motorni akti’• brzi u egzekuciji• autonomni• stereotipni• refleksni luk: pet struktura
Interneuron
Mozak kao organ
Masa2-3% ukupne
Potrošnja O 220% ukupne
Potrošnja energije (glukoza)20% ukupne (a 50% ukupne
potrošnje glukoze)
Protok krvi20% minutnog volumena u
mirovanju
Elementi
Neuroni ≈ 100 milijardi
Glija ćelije (= lepak; “potporne” ćelije) ≈ 1 000
milijardi
Sinapse > više od svih zvezda i planeta u
Univerzumu? (jedan neuron može da formira i
do 200 000 sinapsi!)
Geni 50% od ≈ 30 000 gena u genomu je
eksprimirano samo u mozgu[70% preostalih gena je takoñe eksprimirano u nervnom sistemu: ukupno,
85% genoma]
Centralni nervni sistem Periferni nervni sistem
Komora Ependimskaćelija Kapilar Neuron Astrocit
ŠvanovaćelijaOligodendrocitMikroglija
Neuron (nervna ćelija)
Visoko specijalizovana, strukturna jedinica nervnogsistema – prenosi informaciju (akcioni potencijal, nervni impuls) iz jednog dela organizma u drugi
Raznolike strukture, ali svi neuroni imaju ćelijsko telo i jedan ili više produžetaka.
Ćelije dugog života, po pravilu amitotske, savisokim metaboličkim prometom(ne mogu da prežive duže od par minuta bez O2)
Skupine ćelijskih tela (soma, perikarion) formiraju jedra (nukleusi)i slojeve (lamine) u CNS-u i ganglijeuPNS-u
Nastavci
Produžeci iz ćelijskih tela. CNS sadrži i ćelijska tela i nastavke. PNS se sastoji većinom od ćelijskih nastavaka.
Dva tipa: aksoni i dendriti
Snopovi neuronskih produžetaka se zovutraktusiu CNS-u i nerviu PNS-u
Potporne ćelije -neuroglija
• 10 puta brojnije od nervnih ćelija u CNS-u; ½mase mozga
• Astrociti, mikroglija, ependimske ćelije, oligodendrociti
• Van CNS-a, satelitske i Schwann-ove ćelije
Kičmena moždina
Belamasa
Sivamasa
Centralnikanal
Dorzalnikoren
Ganglija dorzalnog korena
Ventralnikoren
Periferninerv
DELOVI MOZGA
• Veliki mozak• Meñumozak• Moždano stablo• Mali mozak
Kora velikog mozga
Frontalnirežanj
Više intelektualnefunkcije
Primarnamotornaregija
Premotornaregija
Govor
Motornaregija
nogatrup
rukašakalicejezik
ParijetalnirežanjPrimarna
senzornaregija
Sensornaasocijativna
regija
Okcipitalnirežanj
Primarnavizuelnaregija
Vizelnaasocijativna
regija
Temporalnirežanj
Memorija
Primarnaauditornaregija
JezikRazumevanjeFormiranje
reči
Centralni nervni sistem
• Čine:– Mozak
• Smešten u lobanji
– Kičmena moždina• Smeštena u
kičmenom kanalu
Mozak - terminiProsencephelon (eng. forebrain)
Telencephalon (cerebrum)
Diencephelon (talamus, hipotalamus)
Mesencephalon (eng. midbrain)
Rhombencephalon (eng. hindbrain)
Metencephalon (pons, cerebelum)
Myencephalon (medula)
Forebrain
Midbrain
Hindbrain
Periferni nervni sistem
• Čine:– Kranijalni nervi
• 12 pari– Spinalni nervi
• 31 par– Ganglije
Nerv vs. neuron• Nerv je snop nervnih vlakana ili
aksona, koji uklju čuje glija ćelije koje izoluju aksone mijelinom. Neuroni se ponekad zovu nervnim ćelijama, iako mnogi neuroni ne ulaze u sastav nerava i stoga se termin ne može smatrati adekvatnim.
• Nervi su deo perifernog nervnog sistema. Aferentni nervni provode senzorne signale do centralnog nervnog sistema, npr. od kože ili unutrašnjih organa, dok eferentni nervi provode signale od CNS-a do miši ća i žlezda. Aferentni i eferentni nervi često formiraju mešovite nerve.
Organizacija autonomnognervnog sistema (ANS)
• Centralne komponente– hipotalamus– moždano stablo– kičmena moždina
• Periferne komponente– simpatikusni nervi– paraimpatikusni nervi– pripadaju će ganglije
• Preganglijski neuroni su locirani u intermedio-lateralnim stubovima (jedrima) kičmene moždine (bočni rogovi) i moždanom stablu
SimpatikusTorako-lumbalni sistem: nervna vlakna
koja ulaze u sastav spinalnih nerava (priključuju se prednjim korenovima) potiču iz segmenata T1-L2 (crveno na slici)
• Postganglijske ćelije polaze iz ganglija lokalizovanih blizu kičmene moždine
Parasimpatikus• Kranio-sakralni sistem: preganglijski
nueroni su smešteni u moždanom stablu i bočnim rogovima sive mase sakralnog dela kičmene moždine (S2-S4) (plavo na slici)
• Preganglijska vlakna su dugačka, a ganglije se nalaze blizu ili u samom ciljnom organu
Enteri čni nervni sistem
• Enterični nervni sistem – senzorni i motornineuroni uključeni u digestivne reflekse, uglavnom autonomno od CNS-a; sadrži neurona koliko i kičmena moždina (?!)
• Koncept uveo Langley početkom 20. veka; jošuvek nedoumica da li je ENS posebna celina u odnosu na simpatikus i parasimpatikus
Autonomnafunkcijaglatkih mišića
Nervna regulacijaEkstrinzički NS (CNS)
intrinzički NS
GI hormoni
Parakrinimedijatori
humoralna regulacija
pacemaker aktivnostelektrični “coupling”
Regulacija gastrointestinalne funkcije
Simpatikusni nervni sistem
Glavni procesi koje reguliše autonomni nervni sistem su•Kontrakcija i relaksacija vaskularnih i visceralnih glatkih mišića•Sve egzokrine i odreñene endokrine sekrecije•Rad srca•Energetski metabolizam, posebno u jetri i skeletnim mišićima
Parasimpatikusni nervni sistem
ACh
Koji neurotransmiter se oslobañasa parasimpatikusnog
pre-ganglijskog neurona?
Kičmena moždina
PSPre-ganglijski
ACh
Za koji se receptor AChveže u ganglijama?
Kičmena moždina
PSPre-ganglijski NN
Post-ganglijski
ACh
Koji se neurotransmiteroslobaña sa post-
ganglijskog neurona?
Kičmena moždina
PSPre-ganglijski NN
ACh ACh
Za koji se receptor ACh veže u efektornom organu?
Kičmena moždina
PSPre-ganglijski NN
ACh
M
ACh
Pre-ganglijski
Post-ganglijski
Koji se neurotransmiteroslobaña sa simpatikusnog pre-
ganglijskog neurona?
Glatki mišić
Znojna žlezda
ACh
S
S
ACh
Pre-ganglijski
Post-ganglijski
Glatki mišić
Znojna žlezda
ACh
A receptor u ganglijama?
NN
NN
S
S
Koji se neurotransmiter oslobaña sa post-ganglijskog neurona i koji se receptor aktivira na ....
ACh Glatki mišić
Znojna žlezda
ACh
NN
NN
. . . glatkoj mišićnoj ćeliji?
NE
α, βS
S
ACh Glatki mišić
Znojna žlezda
ACh
NN
NN
NE
α, β
. . . znojnoj žlezdi?
ACh
M
S
S
Šta je sržnadbubrežne
žlezde?
Modifikovana simpatikusna ganglija koja oslobaña adrenalin i noradrenalin
ACh Glatki mišić
Znojna žlezda
ACh
NN
NN
NE
α, βACh
M
AChPS Pre-ganglijski
NN
ACh
M
S
S
ACh
NN Adrenalna medula
Epi, NE
Post-ganglijski
Koji se neurotransmiteroslobaña?
Somatskimotorni neuron
ACh
Somatskimotorni neuron
ACh
Koji je receptor?
NM
Efekti stimulacije adrenergičkih receptoraOrgan Efekat
Oko m. dilatator pupillae Kontrakcija –midirijaza α1
m. ciliaris Relaksacija- blaga β (nisu inervisani)
Srce SA čvor ↑ frekvence (poz. hronotropni efekat) β1, β2
Pretkomore ↑ kontraktilnosti (poz. inotropni efekat) β1, β2
AV nodus ↑ brzina sprovoñenja (poz. dromotropni efekat) β1,2
Komore ↑kontraktilnosti (poz. inotropni efekat) β1, β2
Krvni sudovi Konstrikcija α1 i α2
Dilatacija β2 (skeletni mišići, vene)
GIT Motilitet Smanjenje α1, α2, β2
Sfinkteri Konstrikcija α2, β2 (relaksakcija radijalnih mišića?)
Uterus Kontrakcija α, relaksacija β2
Sekrecija renina βPilosebacealna jed. (m. arrector pili) Piloerekcija α
Znojne ž.(ekkrine dlanovi, apokrine)
Žlezde: pljuvačne Sekrecija α, β
Sekrecija α1
Vazdušni putevi Bronhodilatacija β2
Jukstaglomerularni aparat
Efekti stimulacije muskarinskih receptoraOrgan Efekat
Oko m. sphincter pupillae Kontrakcija –mioza M3, M2
m. ciliaris Kontrakcija- akomodacija M3, M2
Srce SA čvor ↓ frekvence (neg. hronotropni efekat) M2
Pretkomore ↓ kontraktilnosti (neg. inotropni efekat) M2
AV nodus ↓ brzina sprovoñenja (neg. dromotropni efekat) M2
Komore (oskudna inervacija) ↓kontraktilnosti (neg. inotropni efekat) M2
Krvni sudovi Dilatacija (EDRF) – NO; M3 na endotelnim ćelijama
Vazdušni putevi Bronhokonstrikcija M3, M2
Bronhijalne žlezde Stimulacija M2, M2
GIT Motilitet Povećanje M3, M2
Sfinkteri Relaksacija M3, M2 (kontrakcija radijalnih mišića?)
Sekrecija žlezda Povećanje M3, M2 (M1 u ganglijama u želucu)
Vesica urinaria
Detrusor Kontrakcija M3
Trigonum i sfinkter Relaksacija M3
Žlezde: znojne, pljuvačne, suzne Sekrecija M3, M2
Dominantni endogeni ligandi adrenergičkih receptora
Receptor Pretežna lokacija Pretežni efekat Pretežni ag onist
ββββ1 Srce -sinapsa Porast sr čane frekvencePovećanje kontraktilnosti
Noradrenalin
ββββ2 Krvni sudovi; bronhije –ekstrasinapti čki i presinapti čki
VazodilatacijaBronhodilatacija
Adrenalin
αααα1 Sinapti čki Vazokonstrikcija Noradrenalin
αααα2 ekstrasinapti čki i presinapti čki
Vazokonstrikcija/vazodilatacija
Adrenalin
ANS i homeostaza
• Homeostaza– Regulacija (relativne) konstantnosti “milieu intérie ur”,
uprkos promena u okolini
– Esencijalna uloga ANS: održavanje homeostatskih varijabli našeg organizma. Uvek kada do ñe do poreme ćaja neke od homeostatskih varijabli, informacija stiže do CNS-a, CNS aktivira ANS, a ANS uklju čuje odgovaraju će fiziološke regulatorne mehanizme koji vraćaju homeostatsku varijablu u granice normalnih vrednosti.
– Stoga, ANS se ponekad naziva i “nervni sistem za homeostatsku regulaciju”; alternativno, “visceromot orni sistem”
Integrativni koncept
• Bihejvior (ponašanje) predstavlja celokupnost aktivnosti individue, posebno onaj njen segment koj i je podložan (spoljašnjoj) opservaciji (Bureš i sar., 1983).
• Ponašanje se sastoji od somatomotornih, autonomnih i (neuro)endokrinih odgovora koje generišu ciljne ćelije eferentnih (motornih) neurona ova tri sistema
• Koncept postavljen u: Swanson LW, Mogenson GJ. Neural mechanisms for the functional coupling of autonomic, endocrine and somatomotor responses in adaptive behavior. Brain Res 1981; 228:1-34.
Homeostatske varijableregulisane nervnim
sistemom• Kardiovaskularne,
respiratorne, gastrointestinalne....
• Primer: ANS reguliše vrednost arterijskog pritiska i volumena cirkulišu će krvi preko velikog broja autinomnih kardiovaskularnih refleksa čija se centralna integracija odvija u medularnom kardiovaskularnom centru
• Najznačajniji kardiovaskularni refleksi čija se centralna integracija odvija preko kardiovaskularnog centra su baroreceptorski refleks, hemoreceptorski refleks, atrijski refleks i ishemijska reakcija CNS-a.
...a imunski sistem?
• Ljudski organizam kolonizuje najmanje 100 puta više mikrobnih ćelija nego što ima sopstvenih eukariotskih ćelija. Imunski sistem sisara je visoko efektivan u zaštiti od invazije kože i sluznice od strane potencijalnih patogena.
• Ali, da li imunski sistem deluje sam u ovom defanzivnom poduhvatu? Da li je mogu će da nervni sistem prati egzekutivne aktivnosti imunskog sistema, kao što prati/reguliše frekvencu rada srca ili druge visceralne funkcije?
Nervna regulacija imunske funkcije
• Blalock ( J Immunol 1984; 132: 1067) postavlja hipotezu da imunski sistem funkcioniše kao šesto čulo, koje detektuje mikrobe i toksine koje ne možemo videti, čuti, okusiti,, opipati ili omirisati... Šesto čulo koje obaveštava nervni sistem o prisustvu entiteta, poput bakterija i virusa, koje klasi čna čula ne mogu da percipiraju.
• Placebo efekat lekova, delom, može se pripisati povezanosti nervnog i imunskog sistema
• Primer: “Holinergi čki antiinflamatorni put”• Pavlov VA, Ochani M, Gallowitsch-Puerta
M, Ochani K, Huston JM, Czura CJ, Al-Abed Y, Tracey KJ. Central muscarinic cholinergic regulation of the systemic inflammatory response during endotoxemia. Proc Natl Acad Sci U S A 2006; 103: 5219-23.
• Czura CJ, Tracey KJ. Autonomic neural regulation of immunity. J Intern Med 2005;257: 156-66.
Autonomni sistem
NA α ili β R+ / -
ACh M R
+ / -
ACh N R+
ACh N R+
simpatikus
parasimpatikus
Transmiteri u ANS• Dva glavna NT
– ACh i NA– Preganglijska vlakna osloba ñaju ACh
• Deluje na nAChR postganglijskih vlakana– Postganglijska vlakna osoba ñaju NA i ACh
• NA – simpatikusni NT i deluje na αααα ili ββββreceptore
• ACh – parasimpatikusni i deluje na mAChR• Izuzetak: holinergi čka simpatikusna vlakna
inervišu ekkrine znojne žlezde (sve semdlanova)
• NANC transmiteri/ko-transmisija– NO, VIP, ATP, NPY (snažno poja čava
vazokonstrikotorne efekte NA), 5-HT, GABA, DA
REGULACIJA OSLOBAðANJA TRANSMITERA
Kotransmisija: pravilo, a ne izuzetak
Različiti medijatori koji se uporedo/sukcesivno oslobañaju omogućuju da se u odreñenom organu izazovu brzi, srednje brzi i spori odgovori
GLATKI MI ŠIĆ
rastvornagvanililCiklaza
αααα1
PARASIMPATIKUSNINEURON
nNOS
Ca2+
NO
Ca2+
NO
NO
cGMPRELAKSACIJA
SIMPATIKUSNINEURON
NA
KONTRAKCIJA
GLATKI MIŠIĆ
ββββ2
sGCVIP-R
EP-R
NA
VIPPGE1
NO
AC
cAMP
cGMP
Intracelul. kalcijum
RELAKSACIJA KONTRAKCIJA
αααα1
NA
ETA
ET PGF2aTXA2AngII
R
Hemijski medijatori u CNS-uAcetilholin
Biogeni aminiNoradrenalinAdrenalinDopamin
Serotonin (5-HT)
Histamin
Amino kiselineGABAGlicinGlutamat
Peptidi
LH Somatostatin
ACTH Endorfin
ADH Oksitocin
Substance P Holecistokinin (CCK)
VIP Neurotenzin
Insulin Glukagon
Angiotenzin II
Neuropeptid Y
Noviji
Azot monoksid (gas)
Ugljen monoksid (gas)
ATP, adenozin
Eikosanoidi
Receptori za hemijske medijatoreAcetilholin:
Muskarinski: M1, M2, M3, M4, M5Nikotinski: N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7, N8, N9, N10
Noradrenalin: Adrenalin:
Dopamin: D1, D2, D3, D4, D5
Serotonin: 5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT1C, 5-HT1D, 5-HT1E
5-HT2A, 5-HT2B, 5-HT2C, 5-HT3, 5-HT4, 5-HT5A, 5-HT5B, 5-HT6, 5-HT7
GABA: GABAA, GABAB
Glutamat: NMDA, AMPA, kainatni, metabotropni
α1, α2, α3, β1, β2, β3
Zašto toliko puno transmitera?
Zašto toliko različitih receptora za transmitere?
Sinapsa - definicija
• Od grčke reči synapsis što zna či dodir, spoj, veza. Anatomska veza neurona sa drugom ćelijom koja omogu ćuje transmisiju impulsa (razmenu informacija) izme ñu neurona, ili izme ñu neurona i miši ćne ili žlezdane ćelije. Termin uveo Sir Charles Sherrington.
Konvergencija, integracija i divergencija
Svaki neuron prima hiljade signala od drugih neurona = KONVERGENCIJA
Svaki neuron šalje signal na hiljade drugih neurona = DIVERGENCIJA
Neuron ‘integriše’ sve ulaze
Klasifikacija sinapsi prema:
• Citoarhitekturi• Metodu provo ñenja signala
(elekri čna/hemijska)• Promeni sprovodljivosti
postsinapti čke membrane za selektivne jone(ekscitatorne/inhibitorne)
Klasifikacija sinapsi
• Prema citoarhitekturi– Akso-dendritska sinapsa– Akso-somatska sinapsa– Akso-aksonska sinapsa– Dendro-dendritska sinapsa– Soma-somatska sinapsa– Neuro-muskularna sinapsa (skeletni
miši ć: NM spojnica)– Neuro-glandularna sinapsa
Klasifikacija sinapsi
• Na osnovu na čina sprovo ñenja impulsa– Elektri čna sinapsa (gap
junction) – kontinuitet citoplazmi uzme ñu pre- i postsinapti čkih elemenata omogu ćuje direktno provo ñenje elektri čne struje izmeñu ćelija, mehanizmom prelaska jona kroz koneksona. Dvosmerna je.
– Hemijska sinapsa – mnogo zastupljenija. Hemijski transmiter difunduje preko20-30 nm sinpati čke pukotine izmeñu ćelija. Jednosmerna, sa kašnjenjem od oko 0.3-5 ms.
• Akcioni potencijal stiže na terminal
• Otvaranje Ca 2+ kanala• Fuzija vezikula sa pre-
sinapti čkom membranom• Transmiter se osloba ña u
sinapti čku pukotinu• Vezivanje za
postsinapti čki receptor
Neurotransmisija Terminologija…..
Presinaptički neuron(oslobaña neurotransmiter)
postsinaptički neuron(ima receptore zaneurotransmitere)
presinaptičkamembrana
postsinaptičkamembrana
Neurotransmisijapotencijal mirovanja
A-A-
A-A-K+
K+K+
K+
K+
K+
K+K+K+
K+
K+
K+Na+
Na+
K+
K+K+
Na+ Na+
Na+
Na+
Na+
Na+Na+
Na+Na+
Na+
Na+
Na+
Na+ Na+
Na+
Na+
Izvan
INSIDE
Membrana neurona
K+ K+
K+K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
Neurotransmisijapotencijal mirovanja
A-A-
A-A-K+
K+K+
K+
K+
K+
K+K+
K+
K+
K+Na+
Na+
K+
K+K+
Na+ Na+
Na+
Na+
Na+
Na+Na+
Na+Na+
Na+
Na+
Na+
Na+ Na+
Na+
Na+
K+ K+
K+K+
K+
K+
K+
Na+
Na+
K+
Leak:• NA+ and K+ “leak”
across the membrane
• A “pump” restores the imbalance
Curenje:• NA+ i K+ “cure” kroz
membranu
• “Pumpa” ispravlja neravnotežu
Natrijum-kalijum pumpa
– Približno 40% potrošnje ATP u neuronu koristi se za održavanje ravnoteže elektrostati čkih i hemijskih sila
– tri jona natrijuma izbacuje, a dva jon akalijuma ubacuje; u 1 sekundi izmeni se 300 jona natrijuma i 200 jona kalijuma.
– Svaki neuron ima oko 1 milion pumpi.
Neurotransmisijavoltažno zavisni jonski kanali
A-A-
A-A-K+
K+K+
K+
K+K+K+
K+
Na+
Na+
K+K+
Na+
Na+
Na+
Na+Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+ Na+
Na+
Na+
K+ K+
K+
K+
K+
Na+
Voltažno-zavisni kanali su zatvoreni pri potencijalu mirovanja
Sa depolarizacijom, voltažno-zavisni kanal ise otvaraju što omogućuje da Na+ “nagrune” u neuron
Nešto kasnije, voltažno-zavisni K+ kanali se otvaraju i K+ izlazi iz neurona
Na+
Na+
Na+Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+K+
K+ K+
K+
K+K+
K+K+
Ali, da bi se to desilo, prethodno na aksonskim brežuljku mora da se dostigne kritična sumacija sa ekscitatornih (i i nhibitornih) ulaznih sinapsi
Pasivni potencijali vs akcionipotencijal
Tip signala Amplituda Trajanje Sposobnost sumiranja?
Efekat Propagacija
Receptorski potencijali
0.1- 10mV 5-100 ms Gradiran Hiper- ili de-polarizacija
Pasivna
Sinaptički potencijali
0.1-10mV 5 ms-20 min Gradiran Hiper- ili de-polarizacija
Pasivna
Akcioni potencijal
70-110mV 1-10ms Sve ili ništa De- polarizacija
Aktivna
Ekscitacija i inhibicija
SINAPSA može da bude ekscitatorna ILI inhibitorna
Isti neurotransmiter može da posreduje eksicitacijui inhibiciju
u zavisnosti od tipa receptora na koji deluje
EPSP i IPSP
•Uzrokovan ekscitatornom sinapsom
•Otvaranje Na+ ili Ca2+ kanala
•Izaziva kratku depolarizaciju
•Pomera membranski potencijal prema pragu(povećava verovatnoću generisanja AP)
Inhibitorni postsinaptički potencijal (IPSP):
•Uzrokovan inhibitornom sinapsom
•Otvaranje K+ or Cl - kanala
•Izaziva kratku hiperpolarizaciju
•Pomera membranski potencijal od praga(smanjuje verovatnoću generisanja AP)
Ekscitatorni postsinaptički potencijal (EPSP):
Neurotransmiteri deluju preko receptora koji sadrže jonske kanale: “čine da se stvari dešavaju”
Neuromodulatori deluju preko receptora vezanih za G proteine i sistema drugih glasnika – modulišu efekte neurotransmitera
Neurotransmiteri
Neuromodulatori
Prag akcionog potencijala (-50 mV)
Potencijal mirovanja (-60 mV)
(0 mV)
(-70 mV)
Jonotropni i metabotropni receptori
Brzi
Protok jona
milisekunde
Spori
Kaskada drugih glasnika
sekundi
Neurotransmiter vs neuromodulator
Transmiter Receptor
“Vratnica”
Modulator
ReceptorG protein
Efektorni protein
Ekstracelularno
Intracelularno
Ekstracelularno
Intracelularno
odgovor
dani6 h 12 h 1 dan 10 dana
aktivacija/inhibicija jonskih kanala (milisekunde)
formiranje drugih glasnika
aktivacija enzima
sinteza RNK
sinteza proteina
enzimska aktivnost
Razlike u nastupu i trajanju postsinaptičkog efekta
INICIJALNI EFEKTI
ADAPTIVNI EFEKTI
Pitanja i komentari?