skrypt neuro

Kanały jonowe​ (białka)

dwa stany: otwarte i zamknięte. Na te stany wpływa konfiguracja łańcuchów białkowych.

Bramki​

są fragmentami łańcucha białka kanałowego. Ich konformacja zmienia się pod wpływem bodźca

Kanał sodowy

bramka aktywacyjna i inaktywacyjna (kanał jest przepuszczalny gdy obie są otwarte)

Kanał potasowy

tylko jedna bramka (zamknięta przy pot. spoczynkowym)

Mechaniczne kanały jonowe

- związane z mechanicznym odkształceniem łańcuchów białkowych np. w komórkach rzęskowatych ucha wewnętrznego.

Ligandozależne

np. kanały wyciekowe

Kanały bramkowane cyklicznymi nukleotydami

np. kanały kationowe w czopkach i pręcikach siatkówki Kanały wyciekowe - ich stan może być regulowany m. in cyklicznymi nukleotydami, tlenem cząsteczkowych, neuroprzekaźnikami.

Pompy jonowe

Wpływają na ​aktywny transport​ jonów. Są ​ATP-azami. W wyniku aktywności pompy zmniejsza się stężenie jonów sodowych w cytoplazmie, a zwiększa stężenie jonów potasowych

Przy każdym obrocie pompy

​2x K+ do wnętrza i 3x Na+ na zewnątrz​. Powoduje to zwiększenie ujemnego ładunku wnętrza komórki - ​pompa działa elektrogennie​.

Pompa posiada także

pośredni udział w regulacji bilansu wodnego. Intensywność pracy może być modulowana przez zmianę gradientu stężeń jonów.

Potencjał spoczynkowy

​ to taki potencjał bł. kom. na którą nie działa żaden bodziec i nie ma efektów działania na nią poprzedniego bodźca, a także nie wykazuje spontanicznej aktywności elektrycznej

Potencjał spoczynkowy ma ​wartość

jemną​ i jest ​wynikiem różnicy w liczbie ładunków elektrycznych między wewn. a zewn​. W neuronach i komórkach mięśniowych wartość zawiera się zwykle między -40, a -90 mV.

Potencjal spoczynkowy powstaje

w wyniku obecności we wnętrzu komórki ​dużych anionów organicznych​ i ​aktywności pompy sodowo-potasowej​, jest ​stabilizowany​ dzięki prądom jonowym przepływającym przez ​kanały wyciekowe​, a zwłaszcza przez prąd potasowy

Bardzo ważnym elementem genezy potencjału spoczynkowego jest

​aktywność pompy​ sodowo potasowej​ i obecnosc anionow organicznych we wnetrzu komorki

W błonie komórki nerwowej ​najwięcej​ jest

​potasowych kanałów wyciekowych​, przez co w stanie spoczynku​ ​przepuszczalność​ jest największa dla jonów ​K+​ (ok. 25 razy większa niż dla Na+). Siła chemiczna dla K+ - zwrot odkomórkowy, siła elektrostatyczna - zwrot dokomórkowy

Potencjal rownowagi W stałej temperaturze ​zależy w

sposób logarytmiczny tylko od stosunku zewnętrznego stężenia jonów do ich stężenia wewnętrznego

Ze względu na występowanie w błonie potasowych kanałów wyciekowych zmiana potencjału spoczynkowego, która ​zwiększy różnice​ między potencjałem błony, a potencjałem równowagi jonu potasu​, będzie powodowała

zwiększenie prądu potasowego​. Prąd ten będzie powodował przywrócenie potencjału błony do wartości jak najbliższej potencjałowi równowagi dla K+.

*Równanie Goldmana

pozwala ustalić ​wartość potencjału błony​ komórkowej na podstawie stężeń i przepuszczalności błony. Równanie to pokazuje, że​ im mniejsza przepuszczalność błony dla danego jony, tym mniejszy wpływ jego gradientu na wartość potencjału błony

Energia zmagazynowana w postaci potencjału spoczynkowego błony jest źródłe

wzmocnienia odpowiedzi komórki na bodźce powodujące otwieranie kanałów jonowych.

Prąd potasowy przez kanały wyciekowe zawsze dąży do

wyrównania potencjału błony z potencjałem równowagowym dla jonu potasu​ (który jest bliski potencjału spoczynkowego)

Podczas potencjału spoczynkowego ​bramka ​inaktywacyjna​ kanałów ​sodowych​

bramkowanych napięciem jest​ ​otwarta​, a ​bramka aktywacyjna zamknięta​.

Kanały wyciekowe​ powodują że

jony mogą przemieszczać się w poprzek błony, a tym samym mogą modulować stan polaryzacji błony. Kanały wyciekowe charakteryzują się dużą selektywnością

W błonie najwięcej jest

​potasowych kanałów wyciekowych​ przez co przepuszczalność błony w stanie spoczynku jest większa dla jonów potasu (ok. 25 razy niż dla Na). W związku z tym jony potasu w największym stopniu wpływają na wartość potencjału spoczynkoweg

Wartość potencjału spoczynkowego jest zwykle bardzo zbliżona do

wartości potencjału równowagi dla jonów potasowych.

Potencjal lokalny jest przewodzony

​Jest przewodzony we wszystkich kierunkach​ pod błoną jako cytoplazmatyczny prąd jonowy. Jest przewodzony ze stratą amplitudy - dekrementem​.

Zaburzenie potencjału spoczynkowego prowadzi d

​otwarcia kanałów jonowych mechanicznych i ligandozależnych​ i ​przepływu prądu jonowego​.

Depolaryzacja​

wzrost potencjału błony powyżej potencjału spoczynkowego. Wynika z ​napływów jonów sodu​ przez napięciozależne kanały sodowe. Prąd sodowy spowoduje dalszą depolaryzację błony komórkowej

Potencjał czynnościowy

jest przejściową zmianą potencjału błony związaną z przekazywaniem informacji. Miejscem jego powstania jest zwykle wzgórek aksonalny lub cieśń węzła.

​napływów jonów sodu​ przez napięciozależne kanały sodowe; Napływ ten jest ​nasilany przez

odkomórkowy prąd potasowy

Prąd potasowy w początkowej fazie procesu odbywa się głównie przez

​kanały wyciekowe​, a w późniejszej fazie także przez ​aksonalne potencjałozależne kanały potasowe​, których bramka otwiera się później niż bramka aktywacyjna kanałów sodowych.

Zmiana potencjału błony w kierunku depolaryzacji powoduje uruchomienie dwóch procesow

szybkiego otwierania się bramki aktywacyjnej ​oraz​ powolnego zamykania bramki inaktywacyjnej​. Jest to mechanizm ograniczający czas otwarcia kanału sodowego​, który jest ważny dla prawidłowego przebiegu potencjału czynnościoweg

Pod wpływem depolaryzacji ​bramka kanału potasowego

otwiera się później niż bramka kanału sodowego

Jeżeli po depolaryzacji nastąpi powrót wartości potencjału błony do stanu spoczynkowego, to bramka aktywacyjna

szybko się zamyka, a inaktywacyjna powoli otwiera. Mechanizm ograniczający czas otwarcia kanału sodowego jest ważny dla prawidłowego przebiegu potencjału czynnościowego.

Sprzężenie zwrotne dodatnie​,

pojawiające się w początkowej fazie potencjału czynnościowego, nazywane jest ​cyklem Hodkin

Wzgórek aksonalny =

wzgórek inicjacyjny​ - miejsce dużej gęstości ​potencjałozależnych kanałów jonowych​. Jest to początkowa część aksonu, przylegająca bezpośrednio do ciała komórki

Wzgorek aksonalny to...

Jest to także pierwszy odcinek aksonu do którego dociera potencjał lokalny powstający w dendrycie lub ciele komówki.

W szczytowym momencie ​odwrotnej depolaryzacji​

zamykają się bramki inaktywacyjne kanałów sodowych, a otwierają bramki kanałów potasowych. Szybko zmniejsza się przepuszczalność błony dla jonów Na+, a jony ​K+​ gwałtownie przemieszczają się ​na zewnątrz ​pod wpływem wysokiej siły elektrochemicznej

zamykają się bramki inak kanałów na, a otwierają bramki kanałów potasowych. Szybko zmniejsza się przepuszczalność błony dla jonów Na+, a jony ​K+​ gwałtownie przemieszczają się ​na zewnątrz ​pod wpływem wysokiej siły elektrochemicznej po tym

Rozpoczyna się ​faza schodząca potencjału czynnościowego​.

Rozpoczyna się ​faza schodząca potencjału czynnościowego​.

Na początku tej fazy wypływające z komórki jony K+ powodują depolaryzację błony (z +30 mV do 0 mV), a następnie utrzymujący się odkomórkowy prąd K+ powoduje repolaryzację błony wynikającą ze zwiększającej się przewagi ładunku ujemnego wewnątrz komórki

Repolaryzacja​

obniżenie potencjału błony do wartości potencjału spoczynkowego. Wynika z ruchu jonów potasu na zewnątrz przez napięciozależne kanały potasowe

Hiperpolaryzacja​

jest to spadek potencjału błony poniżej wartości potencjału spoczynkowego, przez nadmierne ​ucieczki jonów potasu przez potencjałozależne kanały potasowe​.

Po opóźnionym zamknięciu kanałów potasowych hiperpolaryzacja przechodzi w

potencjał spoczynkowy dzięki mechanizmom wpływającym na stabilizację potencjału spoczynkowego.

hiperpolaryzacja wystepuje

Występuje, ponieważ potencjał równowagi​ dla jonów K+ jest ​bardziej ujemny niż potencjał spoczynkowy​.

Po opóźnionym zamknięciu kanałów potasowych hiperpolaryzacja przechodzi w

potencjał spoczynkowy dzięki mechanizmom wpływającym na stabilizację potencjału spoczynkowego.

Nadstrzal

Fragment przebiegu potencjału czynnościowego, w czasie którego błona ma dodatni ładunek po stronie wewnątrzkomórkowej, jest nazywany ​nadstrzałem​

bodziec progowy powoduje

powstanie jednego potencjału czynnościowego

bodziec nadprogowy zgodnie z tym schematem spowoduje powstanie

kilku potencjałów czynnościowych i im będzie silniejszy bodziec nadprogowy tym ta seria będzie większa;

W komórkach które spontanicznie generują potencjał czynnościowy

nie występuje stabilny potencjał spoczynkowy (np ​neuronu jądra nadskrzyżowaniowego w podwzgórzu, komórki węzła zatokowo-przedsionkowego w sercu​)

W komórkach które spontanicznie generują potencjał czynnościowy nie występuje stabilny potencjał spoczynkowy tylko

Jest on zastąpiony stałą powolną spoczynkową depolaryzacją, zwaną ​potencjałem generującym rytm​.

PSD. Gdy endogennie generowana depolaryzacja

osiągnie wartość progową powstaje potencjał czynnościowy, po którego zakończeniu ponownie jest uruchamiany mechanizm potencjału generującego ryt

Refrakcja bezwzględna

występuje po powstaniu potencjału czynnościowego.​ ​Stan całkowitego braku pobudliwości fragmentu błony komórkowej, żaden bodziec nie jest w stanie wzbudzić potencjału czynnościowego: ani progowy, ani nadprogowy

Refrakcja bezwzględna Przypada na okres

​depolaryzacji​ i do ​2/3 repolaryzacji (az do otwierania sie bramek inaktywacyjnych kanalow sodowych bramkowanych napieciem)

Refrakcja bezwzględna jej mechanizm jest zwiazany z

​zamykaniem bramek inaktywacyjnych kanałów sodowych​ ​na szczycie potencjału czynnościowego.

Refrakcja bezwgledna Czynnikiem, który powoduje zamknięcie się bramki inaktywacyjnej, jest

depolaryzacja i dopiero po powrocie potencjału błony do wartości zbliżonej spoczynkowej bramki inaktywacyjne zaczynają powracać do stanu otwartego

depolaryzacja i dopiero po powrocie potencjału błony do wartości zbliżonej spoczynkowej bramki inaktywacyjne zaczynają powracać do stanu otwartego efekt

Nie spowoduje to otwarcie kanału sodowego (w tym czasie szybka bramka aktywacyjna jest już zamknięta), lecz przywraca zdolność kanału do odpowiedzi na depolaryzację.

Refrakcja względna

stan obniżonej pobudliwości fragmentu błony komórkowej, tylko bodziec nadprogowy jest wstanie wzbudzić potencjał czynnościowy, bodziec progowy staje się bodźcem podprogowym

Refrakcja względna rozpoczyna sie

po zakończeniu refrakcji bezwzględnej, czyli od 2/3 repolaryzacji -​ od otwierania się bramek inaktywacyjnych kanałów sodowych bramkowanych napięciem, aż do osiągnięcia przez błonę potencjału spoczynkowego

Podczas refrakcji względnej populacja kanałów sodowych bramkowanych napięciem z otwartą bramką inaktywacyjną jest

mniejsza niż podczas potencjału spoczynkowego, jednak ich liczba zwiększa się w czasie.

Na początku refrakcji względnej populacja funkcjonalnie czynnych kanałów sodowych jest

jest mniejsza niż w stanie spoczynkowym, ponieważ część z nich nie została jeszcze aktywowana po refrakcji bezwzględne

refrakcja wzgledna populacja funkcjonalnie czynnych kanałów sodowych jest mniejsza

Bezpośrednim skutkiem takiego stanu populacji kanałów sodowych jest zwiększenie wartości depolaryzacji progowej koniecznej do inicjacji potencjału czynnościowego. q

Ważnym czynnikiem przyczyniającym się do powstania zjawiska refrakcji względnej jest

zwiększona w tym okresie przepuszczalność błony dla jonów potasowych i związane z tym większe natężenie prądu potasowego.

refrakcja wzgledna Zrównoważenie przez prąd sodowy silniejszego prądu potasowego, co jest konieczne do inicjacji potencjału czynnościowego, będzie wymagało

otwarcia większej liczby kanałów sodowych, co także wiąże się z koniecznością zwiększenia siły bodźca

Metoda voltage-clamp​ (​klamra napięciowa​) kontroluje

kontroluje ​wartość potencjału błony​ komórkowej za pomocą elektrod wewnątrz- i zewnątrzkomórkowych​. Jest to możliwe dzięki ​przeciwdziałaniu naturalnym prądom jonowym generowanym w procesie regulacji potencjału błony​.

Voltage clamp Obserwowanym parametrem jest

prąd jonowy​ przepływający w poprzek błony mierzony w ​mikroamperach​. Metoda ta służy do określania ​kierunku, siły i rodzaju prądów jonowych​, powstałych przy danej wartości potencjału błon

Patch-clamp​

wykorzystywana jest wypełniona elektrolitem szklana elektroda. Końcówkę elektrody przykłada się do błony. Powstaje szczelny kontakt z którego wyizolowuje się fragment błony.

Patch-clamp Wyizolowana łatka ​umożliwia

badanie właściwości nawet pojedynczego kanału jonowego​. Parametrem obserwowanym jest ​natężenie prądu przepływającego przez wyizolowany fragment błony​. Jego wartość podaje się w ​pikoamperach

Patch-clamp umozliwia

Metoda ta umożliwia badania dotycząc​e kinetyki, farmakologii i systematyki kanałów jonowych.

Current clamp

Pozwalają na pomiar prądu w przewodzie bez konieczności fizycznego kontaktu z nim lub odłączenia go w celu wprowadzenia przez sondę.

Current clamp

Cęgi prądowe są zwykle używane do odczytu wielkości prądu przemiennego, a przy dodatkowym oprzyrządowaniu można także mierzyć fazę i kształt fali.

CURRENT CLAMP jest to metoda

metoda wewnątrzkomórkowego rejestrowania wykorzystująca pomiary różnic napięcia wzdłuż błony komórkowej podczas wprowadzania pozytywnych lub negatywnych prądów do komórki o różnej sile.

Current clamp Rejestrowanie napięcia

Rejestrowanie napięcia bez wprowadzania prądów lub bez innych zakłóceń wskażą na potencjał błonowy danej komórki (zwykle jest to to -60 do -80 mV w nie pobudzanych neuronach).

Current clamp

Jednakże rytmiczne wprowadzanie powtórzonych, stałych impulsów do komórek można uzyskać względną miarę pobudliwości komórki.

Oddziaływanie efaptyczne

występuje jeśli dwa neurony są położone wystarczająco blisko siebie. Prądy zewnątrzkomórkowe towarzyszące powstawaniu potencjału czynnościowego na jednym z nich mogą modulować potencjał błony sąsiadującego neuronu.

Oddziaływanie efaptyczne

Mogą występować ​efapsy​. W przypadku braku elementu strukturalnego w postaci połączenia ścisłego, komunikację efaptyczną nazywa się ​efektem pola

Synapsy elektryczne​

przekaz sygnału między komórkami odbywa się dzięki przepływowi prądu jonowego przez ​połączenia szczelinowe​.

Synapsy elektryczne​ polaczenia szczelinowe

W błonach budujących połączenia szczelinowe znajdują się liczne kanały jonowe, które łączą środowiska zewnętrzne komórek. Kanały te są zbudowane z ​dwuch koneksonów​.

Synapsy chemiczne​

przewodzenie informacji o zmianie potencjału błony przez szczelinę synaptyczną odbywa się za pośrednictwem substancji chemicznej - neuroprzekaźnika​.

Synapsa chemiczna

Synapsa jest utworzona przez komórkę pre- i postsynaptyczną. Przepływ informacji odbywa się tylko w jednym kierunku (budowa błony pre- jest inna niż błony post- ). Brak połączenia strukturalnego.

Wyrzut neuroprzekaźnika w przypadku, gdy dochodzi do pełnej fuzji pęcherzyka z błoną presynaptyczną w procesie egzocytozy ma

​charakter kwantowy​ - istnieje najmniejsza objętość neuroprzekaźnika która może być uwolniona. Każda większa objętość byłaby wielokrotnością tej najmniejszej objętości

​. W przypadku​ "kiss and run"

wyrzut nie ma charakteru kwantowego​

Wyrzut neuroprzekaźnika w czasie fuzji typu kiss and run podleg

regulacji nawet jeśli pęcherzyk jest już połączony z błoną presynaptyczną. Jest to możliwe dzięki ​sieci wymiany jonów​ we wnętrzu pęcherzyka oraz ​kanałów jonowych w jego błonie​.

W momencie fuzji błony pęcherzyka synaptycznego z błoną presynaptyczną zmienia się

pot bł pęch; wartość bł presyn. Zmiana potencjału spowoduje otwarcie potencjałozależnych kanałów jonowych w błonie pęcherzyka, co umożliwia napływ do pęcherzyka kationów i​ uwolnienie neuroprzekaźnika z sieci wymiany jonów​.

To w jakim stopniu pęcherzyk będzie opróżniony z neuroprzekaźnika w czasie kiss and run zależy od

​czasu trwania fuzji​, ​rodzaju kanałów jonowych w błonie pęcherzyka ​oraz ​od potencjału błony presynaptycznej​ - im większa będzie zmiana pot. błony pęcherzyka, tym więcej kanałów otworzy się

Centralnym elementem sprzężenia elektrowydzielniczego​ jest

​zmiana stężenia jonów wapnia​ w aksoplazmie zakończenia synaptycznego. Wzrost ich stęż. inicjuje kaskadę wydarzeń prowadzącą do fuzji pęcherzyków z błoną presynaptyczną.

Wzrost ich stęż. inicjuje kaskadę wydarzeń prowadzącą do fuzji pęcherzyków z błoną presynaptyczną. Stężenie to jest zależne od (ca2_)

​liczby otwartych kanałów wapniowych i czasu, w którym są one otwarte​. Większa ​częstotliwość​ ​potencjału czynnościowego spowoduje zwiększenie stężenia jonów wapniowych w zakończeniu synaptycznym.

Im większe stężenie jonów wapniowych, tym

więcej czujników wapnia zostanie uaktywnionych, co spowoduje, że większa liczba pęcherzyków ulegnie fuzji z błoną presynaptyczną i uwolni neuroprzekaźnik do szczeliny synaptycznej

Potencjał postsynaptyczny

Najistotniejszym elementem budowy błony postsynaptycznej są białka receptorowe oraz kanały jonowe związane funkcjonalnie z receptorami.

Receptory jonotropowe

są ​elementem budowy białek kanałowych​ - kanałów ligandozależnych. Przyłączenie neuroprzekaźnika z miejscem receptorowym powoduje otwarcie tych kanałów.

Receptory jonotropowe Charakteryzują się

dużą szybkością działania ze względu na brak etapów pośrednich.

receptory jonotropwoe rezultat

Rezultatem aktywacji receptorów jonotropowych są ​szybkie potencjały postsynaptyczne​ - ​powstają w bardzo krótkim czasie​ po aktywacji receptorów przez neuroprzekaźnik i​ trwają stosunkowo krótko

Receptory metabotropowe

nie jest fizycznie związany z kanałem jonowym - receptor jest samodzielnym integralnym z błoną białkiem. Pojawiają się przez to etapy pośrednie

Rezultatem aktywacji receptorów metabotropowych jes

przyłączenie ​przekaźnika drugiego stopnia​ do białka kanałowego lub fosforylacja białka kanałowego przez jedną z kinaz aktywowanych przez przekaźniki drugiego stopnia.

W wyniku aktywacji receptorów metabotropowych powstają

​wolne potencjały postsynaptyczne​ - ​powstają z większym opóźnieniem​ i ​trwają znacznie dłużej R

Receptory metabotropowe mogą wpływać

nie tylko na typowe ligandozależne kanały jonowe, lecz także na ​stan otwarcia kanałów wyciekowych​ i zmniejszenie przepuszczalności błony dla jonów potasowych.

Depolaryzacja błony postsynaptycznej​ - powstaje w wyniku

otwarcia ​kanałów ​sodowo-potasowych (przepuszczalne dla obu jonów w tym samym stopniu) po przyłączeniu się neuroprzekaźnika do miejsca receptorowego. W jej wyniku występuje gwałtowny napływ Na+ do wnętrza i powolne wypływanie K+ na zewnątrz.

Przeważający prąd sodowy, wynikający z

większej różnicy między potencjałem równowagowym Na+, a potencjałem spoczynkowym, spowoduje depolaryzację, która kończy się wraz z zamknięciem kanałów sodowo-potasowych ​po dysocjacji neuroprzekaźnika

Zmiana potencjału w postaci depolaryzacji błony jest nazywana

​postsynaptycznym potencjałem pobudzającym (EPSP)​. Jest on potencjałem ​lokalnym​. Po dotarciu do ​wzgórka aksonalnego​, jeżeli ma wartość co najmniej progową, może spowodować powstanie ​potencjału czynnościowego​.

Hiperpolaryzacja postsynaptyczna​

powstaje zwykle w wyniku otwarcia kanałów przepuszczalnych dla jonów Cl-​, lub ​jonów K+​. W typowej komórce potencjał równowagi dla tych jonów jest ​bardziej ujemny (ok -85mV)​ niż potencjał spoczynkowy.​

Zjawisko AUTORECEPCJI

czynnik ograniczający wyrzut neuroprzekaźnika. Na błonie PREsynaptycznej ​mogą znajdować się autoreceptory, których ligandem jest neuroprzekaźnik. Aktywacja tych receptorów powoduje zahamowanie fuzji pęcherzyków z błoną presynaptyczną

Zjawisko autorecepcji ma charakter

Mechanizm ten ma charakter sprzężenia zwrotnego ujemnego

Synapsy akso-aksonalne​

tworzone przez zakończenie synaptyczne jednego neuronu na buławce synaptycznej drugiego neuronu

Sumowanie w czasie​

zwiaz z kom ​postsyn​ pot czynn. Zachodzi w pojedynczej synapsie i jest możliwe dzięki temu, że potencjał postsynaptyczny​ trwa zawsze ​dłużej​, niż ​presynaptyczny​ potencjał czynnościowy, który go wywołał.

Jeżeli czas powstawania kolejnych potencjałów czynnościowych na błonie presynaptycznej będzie wystarczająco krótki

(​wysoka częstotliwość potencjału​) to ​dwa potencjały postsynaptyczne nałożą się na siebie - ​ich amplitudy się zsumują​. (sumowanie w czasie)

Sumowanie w przestrzeni​

dochodzi do sumowania potencjałów postsynaptycznych z co najmniej dwóch synaps. Synapsy muszą być aktywowane jednocześnie.

Kiedy potencjał lokalny o charakterze depolaryzacyjnym wywołany przez bodziec progowy dotrze do

wzgórka aksonalnego i wywoła w pierwszej kolejności ​otwarcie bramek aktywacyjnych kanałów sodowych bramkowanych napięciem​, w rezultacie zacznie przepływać ​dokomórkowy prąd sodowy

​dokomórkowy prąd sodowy powodując dalszą depolaryzację błony komórkowej. Zwiększa się także wtedy

​odkomórkowy prąd potasowy​(przeciwdziałając depolaryzacji). Im większa depolaryzacja, tym większe prawdopodobieństwo otwarcia się kanałów sodowych bramkowanych napięciem,

Im większa depolaryzacja, tym większe prawdopodobieństwo otwarcia się kanałów sodowych bramkowanych napięciem, a tym samym

większy dokomórkowy prąd sodowy - jest to dodatnie sprzężenie zwrotne zwane​ cyklem Hodkina​.

Potencjał czynnościowy powstaje wtedy gdy

zostanie otwarta ​wystarczająca liczba kanałów sodowych​ do uruchomienia dodatniego sprzężenia zwrotnego, żeby wywołać gwałtowną depolaryzację błony komórkowej,

​potencjał czynnościowy powstaje wtedy gdy

, natężenie dokomórkowego prądu sodowego jest większe niż natężenie odkomórkowego prądu potasowego

Prąd potasowy przeciwdziała

dokomórkowemu prądowi sodowemu, ponieważ zwrot i kierunek prądu potasowego jest odkomórkowy.

Prąd potasowy przez kanały wyciekowe zawsze dąży do

wyrównania potencjału błony z potencjałem równowagowym dla jonów potasu, tym samym dąży do powstania potencjału spoczynkowego

Depolaryzacja błony presynaptycznej

Zmiana potencjału bł. presynaptycznej jest związana z docierającym do zakończenia synaptycznego potencjałem lokalnym lub czynnościowym.

Depolaryzacja błony postsynaptycznej​.

Powstaje w wyniku otwarcia kanałów sodowo-potasowych po przyłączeniu się neuroprzekaźnika do miejsca receptorowego

Zwiększenie przepuszczalności w ​równym stopniu dla jonów sodu i potasu​ powoduje

wałtowny napływ​ jonów Na+ do komórki oraz​ powolny wypływ ​jonów potasu​. ​Taka dynamika wynika z tego, że potencjał równowagi dla jonów Na+ znacznie bardziej różni się od potencjału spoczynkowego niż potencjał równowagi jonów K+

Czucie​

wykrywanie zmian w środowisku i przewodzenie informacji o tej zmianie do OUN

czucie jest

​monomodalne​ - obejmuje tylko jeden rodzaj bodźca i wiąże się ze skupieniem tylko na jego jednej modalności (typie energii z jaką związany jest dany bodziec - każdy receptor z danego narządu zmysłu odbiera określony rodzaj bodźca.

Percepcja​

analiza oraz interpretacja bodźca środowiskowego. Zapewnia ​multimodalną analizę bodźców, czyli dzięki bodźcom docierającym z ​różnych narządów zmysłów​ może w dokładniejszy sposób scharakteryzować bodziec oraz go zinterpretować

Bodziec adekwatny

Bodziec który aktywuje dany typ receptora sensorycznego nazywany jest ​bodźcem adekwatnym​ dla tego receptora.

Modalność​

determinuje, które komórki receptorowe będą reagowały na ten dany bodziec i w związku z tym, do której struktury mózgu informacja o pobudzeniu będzie docierała

Kryterium modalności może

podzielić receptory sensoryczne na typy w zależności od rodzaju energii: mechanoreceptory, chemoreceptory, fotoreceptory, termoreceptory.

Intensywność bodźca​

kodowana zwykle przez komórkę receptorową w postaci ​amplitudy​ ​potencjału lokalnego​, zwanego w tym przypadku ​POTENCJAŁEM RECEPTOROWYM​.

Potencjał receptorowy po dotarciu do ​wzgórka aksonalnego​

może powodować powstanie potencjałów czynnościowych, o ​częstotliwości​, która odzwierciedla ​siłę bodźca​.

Czas trwania bodźca

sposób kodowania zależy od typu komórki receptorowej. Wszystkie receptory sensoryczne adaptują się do bodźca, lecz różnią się stopniem i czasem adaptacji.

Potencjał błony komórek receptorowych szybko adaptujących się wraca

po pewnym czasie do ​stanu spoczynkowego​ mimo że bodziec nie przestał działać.

​Potencjał receptorowy​ pojawia się

ponownie po zakończeniu działania bodźca​. Reakcja komórki receptorowej w tym przypadku jest związana z początkiem i końcem czasu, w którym bodziec działa na receptor.

Reakcja komórki receptorowej w tym przypadku jest związana z początkiem i końcem czasu, w którym bodziec działa na receptor. Takie receptory określa się mianem

​receptorów fazowych​. Przykładem jest ciałko Paciniego.

​receptory toniczne

Receptory, które ​bardzo wolno adaptują się​ do działania bodźca -

​receptory toniczne​. ​Utrzymują one

zwiększoną aktywność elektryczną przez cały czas działania bodźca​. Przykładem jest większość nocyceptorów (receptorów bólu).

Proces adaptacji​ receptora sensorycznego może być związana z

z mechanizmami wewnatrzkom albo struktruami zewkom

​mechanizmami wewnątrzkomórkowymi​

np. czopki i komórki włoskowate narządu Cortiego

​strukturami zewnątrzkomórkowymi ​

​otaczającymi receptor np. ciałka Paciniego w których odkształcenie warstwy tkanki łącznej otaczającej komórkę receptorową powoduje szybką adaptację (usunięcie tkanki łącznej powoduje zmianę tego receptora z fazowego na toniczny).

Długotrwałe wzmocnienie synaptyczne​ powstaje przez

akt synapsy przez pot czyn o wys częst co prowadzi do zmian strukturalnych->większa ilość neuroprzekaźnika zostanie uwolniona z zak syn pod wpływem pot czynn o stosunkowo małej częstotliwości

Długotrwałe wzmocnienie synaptyczne zaobserwowaen

(zaobserwowane w synapsach pobudzających CA1 hipokampa)

Umiejscowienie bodźca

rozpoznawane przez miejsce występowania komórek, który dany bodziec odebrały lub przez analizę na wyższych poziomach układu nerwowego informacji pochodzących z wielu receptorów.

Transdukcja sensoryczna

ierwszy etap recepcji, polegający na ​wykorzystaniu energii bodźca na zmianę potencjału błonowego​ komórki receptorowej w postaci ​potencjału receptorowego​.

Transdukcja sensoryczna odbywa sie dzieki

Odbywa się dzięki ​zmianie konformacji kanałów jonowych​ w błonie komórki receptorowej (termorecepcja) lub przez kaskadę reakcji​ (fotorecepcja, narząd słuchu).

Zmysł słuchu

Fala dźwiękowa - zmiana ciśnienia ośrodka - bodziec mechaniczny Amplituda to głośność

Komórki włoskowate budowa

Ich ciało komórkowe jest osadzone w błonie podstawnej, a na jego przeciwstawnym biegunie występuje struktura z cylindrycznych wypustek - ​stereocylia​, a najdłuższa z nich to ​kinocylium​.

Górne części stereociliów tworzą

sprezyny bramkujace

Bodziec wywołuje

​drgania błony podstawnej​ i przez błonę nakrywkową powoduje ​przechylenie stereociliów​, czego efektem jest ​zwiększenie napięcia sprężyn bramkujących​ i ​otwarcie ​mechanicznych kanałów jonowych​.

sluch;​otwarcie ​mechanicznych kanałów jonowych​ prowadzi do

Otwarcie kanałów prowadzi do ​przepływu jonów ​wapnia i potasu​ i powstania potencjału receptorowego

słuch: Otwarcie kanałów potasowych zwykle wywołuje

hiperpolaryzację. W przypadku komórek włosowatych narządu Cortiego ich otwarcie powoduje jedynie depolaryzację. Jest to związane ze ​śródchłonką (endolimfą)​, która wypełnia przewód ślimaka

Śródchłonka charakteryzuje się

bardzo ​dużym stężeniem jonów ​K+​ co powoduje przesunięcie przesunięcie wartości ​potencjału równowagi dla K+​ ​w kierunku bardziej dodatnim​ i ​napływ ​tego jonu ​do wnętrza​ komórki.

sluch Napływające ​Ca2+​

również wpływają na ​depolaryzację​ ale przyczyniają się także do ​adaptacji receptora​. Adaptacja polega na ​zmniejszeniu napięcia mechanicznych filamentów łączących stereocilia​.

Po napłynięciu do wnętrza stereociliów ​jony wapnia

łączą się z ​KALMODULINĄ​ przez którą aktywują miozynę 1Beta​.

sluch ​Miozyna 1B

powoduje odkształcenie górnych części stereocyliów, które prowadzi do zmniejszenia napięcia sprężyn bramkujących​ i zamknięcia się części kanałów mechanicznych związanych z procesem transdukcji.

Czopki i pręciki - ich ciało komórkowe

dzieli się na 3 części: segment zewnętrzny, segment wewnętrzny i zakończenia synaptyczne.

czopki i preciki ​Segment zewnętrzny

zawiera charakterystyczne struktury błonowe: ​dyski cytoplazmatyczne w pręcikach i pofałdowania błony komórkowej w czopkach​. Ich obecność zwiększa liczbę cząsteczek barwników znajdujących się w jednej komórce

​dyski cytoplazmatyczne w pręcikach i pofałdowania błony komórkowej w czopkach W błonach tych struktur znajdują się

barwniki światłoczułe zbudowane z ​retinolu ​i ​białka opsyny​.

Potencjał spoczynkowy fotoreceptorów

jest stosunkowo mało ujemny (ok -40 mV). Taka wartość wynika z dużej spoczynkowej przepuszczalności błony fotoreceptorów dla jonów ​K+ ​oraz ​Na+​.

Fotoreceptory Duża przepuszczalność błony dla ​jonów potasowych​ wynika z

wynika z dużej liczby kanałów wyciekowych potasowych w ​segmencie wewnętrznym​, a na ​spoczynkowy prąd sodowy​ wpływają ​zależne od cGMP kanały sodowe​ skoncentrowane w błonie komórkowej ​segmentu zewnętrznego​.

Ze względu na występowanie tych dwóch typów kanałów w błonie fotoreceptorów przez błonę przepływa

odkomórkowy prąd potasowy​ i ​dokomórkowy prąd sodowy​. Prąd ten nazywany jest ​prądem ciemnym​, ponieważ występuje gdy fotoreceptory są w ciemności

Skład chemiczny jest regulowany... fotoreceptory

działaniem ​pompy sodowo-potasowej​ znajdującej się w dużej gęstości w błonie komórkowej ​segmentu wewnętrzneg

fotoreceptory Stosunkowa mało ujemna wartość potencjału spoczynkowego powoduje, że

w st spocz ​kan ca znajdujące się w ​bł zak syn są ciągle ​otwarte​. Konsekwencją tego jest ciągły wyrzut neuroprzekaźnika - ​kwasu glutaminowego​ - do szczeliny synaptycznej (synapsa fotoreceptor - komórka dwubiegunowa siatkówki).

Podobnie jak we włoskowatych komórkach węchowych, w fotoreceptorach

​ nie powstają potencjały czynnościowe​

Wzrok transdukcja rozpoczyna sie

przekształceniem ​retinalu 11-cis​ w ​retinal trans​ pod wpływem bodźca świetlnego. ​W pręcikach retinal jest elementem budulcowym rodopsyny​, w której jest związany z białkiem opsyną.

Zmiana konformacji izomerycznej retinalu prowadzi do

powstania niestabilnej formy rodopsyny - metarodopsyny​, która rozpada się na ​opsynę ​i ​trans-retinal​.

Fotoaktywacja rodopsyny prowadzi do

aktywacji białek G - ​transducyny​, a ta wpływa na aktywację fosfodiesterazy cGMP​ - enzymu rozkładającego cykliczny GMP

W rezultacie ​zwiększenia aktywności aktywności tej fosfodiesteraz

​ zmniejsza się stężenie cGMP​, co powoduje ​zamykanie zależnych od cGMP kanałów sodowych​ i ​zmniejszenie przepuszczalności błony dla jonów Na+

​zamykanie zależnych od cGMP kanałów sodowych​ i ​zmniejszenie przepuszczalności błony dla jonów Na+​. Przepuszczalność błony dla jonów ​K+​

nie uległa zmianie, więc potencjał błony fotoreceptora staje się bardziej ujemny - dochodzi do powstania potencjału receptorowego, który ma charakter ​hiperpolaryzacji (do -70 mV).

fotoreceptory Zwiększenie ujemności potencjału błony prowadzi do

zamknięcia potencjałozależnych kanałów wapniowych błony presynaptycznej i zahamowanie wyrzutu kwasu glutaminowego.

Przekaz informacji o bodźcu świetlnym odbywa się przez

zahamowanie aktywności synapsy znajdującej się między receptorem a komórką dwubiegunową siatkówki.

Kanały transdukcyjne

kanały jonowe zaangażowane w procesy transdukcji.

Adaptacja

Część procesów dostosowania wzroku do nowych warunków świetlnych jest związana ze zmianami w innych niż fotoreceptory elementach budowy oka (np. zwężanie lub rozszerzanie źrenic).

Adaptacja Bardzo istotna część zmian odbywa się na

na poziomie komórek receptorowych. Zmiany adaptacyjne w fotoreceptorach są możliwe dzięki oddziaływaniu jonów wapnia na metabolizm cGMP. Ca2+ hamują aktywność ​cyklazy guanylowej​ - enzymu przekształcającego​ GTP​ w ​cykliczne GMP​.

Konsolidacja polega na

długotrwałych zmianach neurofizjologicznych, skutkujących łatwiejszym wpływem neuronów na sąsiednie komórki nerwowe, bądź na zmianie ilości neuroprzekaźników, bądź też na wzroście ilości połączeń synaptycznych między neuronami.

Prawo Coulomba mówi, że

siła wzajemnego oddziaływania dwóch punktowych ładunków elektrycznych jest wprost proporcjonalna do iloczynu tych ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.

Prawo Ohma

Proporcjonalność natężenia prądu płynącego przez przewodnik do napięcia panującego między końcami przewodnika.

Dyfuzja

proces samorzutnego rozprzestrzeniania się cząsteczek w danym ośrodku (np. w gazie, cieczy lub ciele stałym), będący konsekwencją chaotycznych zderzeń cząsteczek dyfundującej substancji między sobą i/lub z cząsteczkami otaczającego ją ośrodka.

Efektem dyfuzji w gazach i cieczach jest

wyrównywanie się stężeń wszystkich składników w całej objętości fazy. Dyfuzja prowadzi do wyrównania się stężeń. Proces dyfuzji opisują prawa Ficka.

Synapsa elektryczna​ występuj

am gdzie jest wymagane szybkie przekazywanie informacji. W synapsie tej obowiązuje zasada jeden do jednego – zjawisko które jest obecne na błonie presynaptycznej jest identyczne do tego jakie się pojawi na błonie postsynaptycznej;

w synapsie elektrycznej nie ma takich zjawisk jak

hamowanie pre- czy postsynaptyczne, sumowanie w czasie lub przestrzeni (są one możliwe tylko wtedy, gdy występuje zmiana natury informacji

Synapsa chemiczna​ jest przykładem

komunikacji międzykomórkowej pośredniej parakrynnej.

Uwolnienie neuroprzekaźnika jest zależne od

wzrostu stężenia jonów wapniowych w kolbie synaptycznej, więc potencjał czynnościowy powinien otworzyć kanały wapniowe bramkowane napięciem (obecne w błonie kolby synaptycznej), przez które jony zaczną dyfundować do kolby synaptycznej