FIZJOLOGIA ĆWICZENIA
Neurofizjologia zajmuje się układem nerwowym – przekazywaniem informacji w tym układzie.
Nerwowe komórki odpowiadają za przekazywanie informacji
Glejowe komórki stanowią osłonę dla komórek nerwowych.
1.Klasyfikacja komórek nerwowych uwzględniająca liczbe wypustek:
-rzekomojednobiegunowa
-jednobiegunowa
-dwubiegunowa
2.Klasyfikacja ze względu na funkcje:
-czuciowe (receptor+kom.nerwowa)
-ruchowe (kom.nerwowa+mięsień)
-pośrednie (neuron neuron)
-neuroendokrynne (samodzielnie uwalniają przekaźniki)
3.Błona komórkowa zbudowana jest z dwuwarstwy fosfolipidowej. Fosfolipidy zbudowane są z główki która zawiera resztę fosforanową oraz z ogonka który zbudowany jest z lipidów. Część hydrofobowa skierowana jest do środka komórki, część hydrofilowa do wnętrza błony komórkowej, główka(cz. hydrofilna) na zewnątrz błony komórkowej.
*Błona komórkowa zawiera białka:
-zewnątrzkomórkowe
-wewnątrzkomórkowe
-transbłonowe (przezbłonowe)
Białka transbłonowe tworzą kanały jonowe.
*Funkcja błony komórkowej:
-nadanie i utrzymanie kształtu komórki
-reguluje objętość
-transport
-komunikacja
*Substancje przechodzące przez błonę komórkową:
-z ładunkiem elektrycznym(subst.hydrofilne)-nie mogą przechodzić przez błonę komórkową chyba że w błonie komórkowej będą kanały jonowe, które umożliwiają przechodzenie tych substancji.
-bez ładunku elektrycznego(hydrofobowe) – bez przeszkód przechodzą przez błonę komórkową.
4.Transport aktywny i bierny
Przykładem transportu biernego jest ruch jonów przez kanały jonowe.
Przykładem transportu aktywnego jest pompa sodowo – potasowa.
5.Kanały jonowe – charakteryzują się wybiórczością, tzn. jakie jony przechodzą przez kanał a jakie nie. Kanały jonowe charakteryzują się także mechanizmem bramkowania czyli sposobem w jakim kanały jonowe są otwierane.
*Posiadamy 4 typy kanałów jonowych:
-kanały bramkowane napięciem – kanały które otwierają się przez zmiany napięcia na błonie komórkowej.
-kanały bramkowane przez ligandy – są aktywowane i otwierane przez specyficzne cząsteczki zwane ligandami.
-kanały zależne od temperatury – otwierają się przez zmianę temperatury na błonę komórkową.
-kanały mechaniczne – otwierają się przez zmiany kształtu błony komórkowej.
6.Potencjał spoczynkowy (błonowy) – jest to stała różnica potencjału elektrycznego stwierdzona w komórce pomiędzy wnętrzem a otaczającym środowiskiem zewnątrzkomórkowym w czasie spoczynku.
-Aby komórka mogła przekazywać informacje nerwowe musi wykazywać potencjał spoczynkowy.
-Potencjał spoczynkowy jest warunkowany przez rozłożenie jonów wewnątrz i na zewnątrz błony komórkowej.
-Wnętrze komórki posiada ujemny ładunek dzięki obecności dużych anionów organicznych. Te aniony w żadny sposób nie mogą wychodzić z komórki.
-Dodatni ładunek na zewnątrz komórki jest warunkowany przez jony sodu.
-Jony mogą naciekać do komórki (co jest niekorzystne) dlatego komórka posiada pompę sodowo – potasową.
7.Pompa sodowo – potasowa ma na celu usuwanie jonów sodu z komórki i wprowadzanie do komórki jonów potasu. Pompa jest przykładem transportu aktywnego (energia czerpana jest z hydrolizy).
-Na 3 jony sodu pompa wprowadza 2 jony potasu.
-Aby jony potasu mogły być wprowadzone do komórki to ATP musi się odłączyć i pompa wraca do stanu poprzedniego.
8.Sposobem przekazywania informacji w komórce nerwowej jest potencjał czynnościowy. Jest to częściowa zmiana potencjału błonowego związana z przekazywaniem informacji.
*3 główne etapy w potencjale czynnościowym:
=depolaryzacja – jest to wzrost potencjału błonowego komórki. Depolaryzacja odpowiada za przekazywanie informacji. Następne dwa etapy mają na celu przywrócenie spoczynku.
Podczas depolaryzacji dochodzi do napływu jonów sodu do wnętrza komórki.
Jeżeli wartość depolaryzacji przekroczy wartość progową to dojdzie do przekazania informacji (najpierw otwierają się kanały sodowe)
=repolaryzacja – polega na spadku potencjału błonowego komórki. Repolaryzacja wynika z dwóch faktów:
-aktywacja sodowa jest krótkotrwała
-wypływ jonów potasu z komórki który zachodzi podczas repolaryzacji jest opóźniony.
=hiperpolaryzacja – spadek potencjału błonowego komórki poniżej wartości potencjału spoczynkowego. Hiperpolaryzacja jest efektem opóźnionego zamykania kanałów potasowych, w wyniku czego dochodzi do nadmiernej ucieczki.
*Cechy potencjału czynnościowego:
=powstaje zgodnie z regułą „wszystko albo nic”
Wyróżniamy 3 rodzaje bodźców
-podprogowe
-progowe
-nadprogowe
Tylko bodźce progowe i nadprożowe są w stanie pobudzić potencjał czynnościowy.
=szybkość przewodzenia – zależy od:
-średnicy aksonu – im większa średnica tym szybciej impuls jest przewodzony
-obecność lub brak osłonki mielinowej – osłonka mielinowa umożliwia skokowe przewodzenie informacji. Gdy nie ma osłonki informacja przekazywana jest w sposób ciągły, który jest znacznie wolniejszy.
9.Refrakcja – jest to pobudliwość komórki nerwowej.
Wyróżniamy dwa typy refrakcji:
-względna – stan obniżonej pobudliwości komórki nerwowej
-bezwzględna – całkowity brak komórki nerwowej
*Komórka w stanie refrakcji względnej może zostać pobudzona do potencjału czynnościowego tylko przez bodziec ponadprogowy.
10.Przekaźnictwo synaptyczne
Synapsy:
-chemiczne
-elektryczne
*Synapsy elektryczne – nie posiadają szczeliny synaptycznej, a informacja przekazywana jest w postaci impulsu elektrycznego.
Synapsa elektryczna zbudowana jest z dwóch komórek nerwowych, które są połączone przez kanały jonowe. Te kanały jonowe zbudowane są z koneksyn (białko). Przez te kanały jonowe przepływa impuls nerwowy w czasie przekazywania informacji. W synapsie elektrycznej nie występuje reguła „wszystko albo nic”. Wszystko to ci jest na elemencie presynaptycznym jest przekazywane na element postsynaptyczny. Jest to przekaźnictwo jeden do jednego.
Podział na stronę pre i postsynaptyczny jest umowny. Tzn. że komórka nerwowa może być elementem presynaptycznym, a chwile później może być elementem postynaptycznym. Umożliwia to przewodzenie dwukierunkowe.
*Synapsa chemiczna (pre szczelina post) ze względu na budowę mamy trzy typy synapsy chemicznej:
-synapsa aksoakonalna
-synapsa aksodendrytyczna
-synapsa aksosomatyczna
Elementem presynaptycznym jest zawsze akson. Elementem postsynaptycznym może być akson, dendryt lub ciało komórki.
W synapsie chemicznej dochodzi do zmian natury informacji. Są to tzw. Sprzężenia.
*Wyróżniamy dwa typy sprzężeń:
-elektrowydzielnicze – jest związane z napływem jonów wapnia do komórki. Wielkość impulsu elektrycznego jest wprost proporcjonalna do ilości jonów wapnia, które napływają do komórki. A stężenie jonów wapnia przekłada się na ilość neuroprzekaźnika uwalnianego do szczeliny synaptycznej.
-sprzężenie chemicznoelektryczne – w momencie przekształcenia neuroprzekaźnika na zmiany potencjału błonowego komórki.
*Działanie synapsy chemicznej:
W momencie gdy do elementu presynaptycznego dochodzi impuls nerwowy, otwiera on napięciozależne kanały wapniowe, w wyniku tego dochodzi do napływu jonów wapnia do wnętrza komórki. Te jony wapnia powodują transport pęcherzyków synaptycznych do błony postsynaptycznej. Pęcherzyki synaptyczne łączą się z błona komórkową i dochodzi do uwolnienia neuroprzekaźników do szczeliny synaptycznej. Na błonie postsynaptycznej neuroprzekaźniki mogą się połączyć z kanałami jonowymi – jest to przewodnictwo bezpośrednie, lub mogą się połączyć z receptorami, które uruchamiają kaskadę przekaźników drugorzędowych. Efektem końcowym działania neuroprzekaźnika na błonie postsynaptycznej jest zmiana przepuszczalności błony postsynaptycznej. W wyniku czego dochodzi do zmiany potencjału błony postsynaptycznej.
*Istnieją dwie możliwości zmiany potencjału:
-depolaryzacja błony postsynaptycznej – efekt na błonę postysynaptyczną jest określony jako EPSP (postsynaptyczny potencjał pobudzający) i jest on zawsze związany z depolaryzacja.
EPSP nie powstaje zgodnie z reguła „wszystko albo nic”. Przekształcenie EPSP w potencjał czynnościowy zachodzi zgodnie z regułą „wszystko albo nic”.
Synapsa w której powstaje EPSP to synapsa pobudzająca.
-IPSP (postsynaptyczny potencjał hamujący) – jest on związany z hiperpolaryzacja błony postsynaptycznej. Hiperpolaryzacja może być związana z wypływem jonów potasu lub napływem do komórki anionów.
Blackkalia