3. Budowa I Funkcje Neuronu PDF

Preview

Summary

Download 3. Budowa I Funkcje Neuronu PDF

Description

BUDOWA I FUNKCJE NEURONU

1. Tkanka nerwowa = neurony + komórki gleju → Komórki nerwowe i komórki glejowe, z wyjątkiem mikrogleju, pochodzą z ektodermy;  mikroglej rozwija się z mezodermy. 2. Podział neuronów: → ze względu na kształt:  - jednobiegunowe (podwzgórze) - rzekomojednobiegunowe (zwoje czuciowe nerwów czaszkowych) - dwubiegunowe (siatkówka oka, błona węchowa) - wielobiegunowe (gwieździste, piramidowe, różnokształtne, gruszkowate, mitralne, ziarniste) → ze względu na neuryt  komórki wielobiegunowej: - typ Golgi I (długie dendryty - np. neurony ruchowe rdzenia kręgowego) - typ Golgi II (krótkie, rozgałęzione neuryty - np. neurony kojarzeniowe w istocie szarej mózgu i rdzenia kręgowego) → ze względu na czynność:  - hamujące i pobudzające - czuciowe, ruchowe, pośredniczące (interneurony) → ze względu na lokalizację  względem OUN: - w obrębie OUN - częściowo w OUN (np. motoneuron) - poza OUN (protoneurony, komórki zwojów autonomicznych, siatkówki, nabłonka węchowego) perikarion komórki = ok. 1/200 masy cytoplazmy neuronu (pozostała część tworzy wypustki) 3. Budowa neuronu u kręgowców

→ Neuron składa się z: a) ciała komórki - perykarionu - składa się z jądra i cytoplazmy - zachodzi w nim synteza białek b) wypustek - dendrytów, przewodzących pobudzenie do perykarionu - mają liczne rozgałęzienia, zgrubienia (kolce dendrytyczne) - w cytoplazmie znajdują się rybosomy związane z siateczką śródplazmatyczną, co świadczy o syntezie białek c) aksonu, który przewodzi impulsy nerwowe od ciała komórki do zakończeń nerwowych - pojedyncza wypustka - niektóre otoczone osłonką mielinową d) wnętrze neuronu wypełnione jest cytoplazmą → kolce dendryczne - niewielkie wypustki przystosowane do odbioru szczególnego rodzaju informacji; informacje te powodując długoterminowe zmiany w neuronie odgrywają kluczową rolę w procesach uczenia się i pamięci, ich liczba jest różna w zależności od czynności neuronu 4. Porównanie włókna bezrdzennego z rdzennym - włókna bezrdzenne otoczone są jedynie komórkami Schwanna, natomiast we włóknach rdzennych komórki Schwanna wytwarzają długą wypustkę wynikającą między akson a pokrywającą go komórkę; wypustka ta wielokrotnie owija się wokół aksonu, w wyniku czego powstaje osłonka z kilkunastu regularnych warstw błony komórkowej (błony białkowo-lipidowej), stanowiącą dobry izolator ze względu na dużą odporność elektryczną mieliny 5. Powstanie osłonki mielinowej

6. GLEJ → tkanka glejowa - komórki podporowe o licznych wypustkach (gwieździste) umiejscowione w OUN, oddzielają od siebie synapsy, neurony od krwi w naczyniach włosowatych oraz pełnią funkcje odżywcze i ochronne

7. Jak astrocyty pomagają aksonom w synchronizacji - mają liczne, szeroko rozgałęzione wypustki; przez złącza szczelinowe między astrocytami może odbywać się wymiana różnych związków Pełnią następujące funkcje: - stanowią element podporowy dla neuronów - wchodzą w skład bariery krew-mózg - magazynują nadmiar wody i jonów - wychwytują ze szczeliny synaptycznej i inaktywują niektóre neuroprzekaźniki - magazynują glutaminian, przez co zapobiegają gromadzeniu się tego neuroprzekaźnika w synapsie i przeciwdziałają szkodliwemu działaniu nadmiernej jego ilości

8. Histologiczna budowa mózgu → podział komórek gleju - mikroglej (z mezodermy) - tkank- specyficzne, rezydentne makrofagi kontrolujące homeostazę i biorące udział w odpowiedzi immunologicznej - makroglej (z ektodermy) → Ośrodkowy układ nerwowy 1. Astrocyty - protoplazmatyczne - charakterystyczne dla istoty szarej; posiadają gęstą sieć krótkich wypustek przylegających do perikarionów, ścian naczyń lub opony miękkiej - włókniste - występują głównie w istocie białej; wypustki posiadają gliofilamenty; są mniejsze od protoplazmatycznych 2. Oligodendrocyty - formują osłonki mielinowe w OUN → Obwodowy układ nerwowy 1. Komórki Schwanna (lemocyty) - tworzą wzdłuż aksonów osłonkę mielinową (neurolemę lub neurolemmę) 2. Komórki satelitarne - przylegają do perikarionów neuronów zwojów nerwów czaszkowych, rdzeniowych i współczulnych

9. BARIERA KREW-MÓZG 1. Odpowiednie uporządkowanie komórek śródbłonka kapilar mózgowych. 2. Przez barierę krew mózg mogą przechodzić biernie dwie grupy cząsteczek: małe nie posiadające ładunku elektrycznego np. O2 i CO2 oraz cząsteczki mogące

rozpuszczać się w tłuszczach, z których zbudowane są ściany kapilar np. większość leków stosowanych w psychiatrii oraz substancje narkotyczne jak heroina, nikotyna, kannabinol 3. Bariera krew-mózg nie przepuszcza wirusów, ale również nie przepuszcza wielu potrzebnych związków chemicznych, włączając w to większość substancji odżywczych; dostarczenie ich odbywa się poprzez transport aktywny (np. substancje tak transportujące to glukoza - główne paliwo mózgu, aminokwasy elementy budulcowe białek, niektóre witaminy i hormony 10. ODŻYWIANIE NEURONÓW - silnie zależne od cukru prostego - glukozy (komórki rakowe, a także wytwarzające spermę komórki jąder) - duża dostawa tlenu potrzebna do metabolizmu glukozy 11. REGENERACJA KOMÓREK NERWOWYCH → Czynnik transkrypcyjny STAT3 ulega ekspresji w komórkach Schwanna i aktywuje się podczas urazu włókien nerwowych. Możliwa jest regeneracja włókien nerwowych w obwodowym układzie nerwowym, dzięki mechanizmowi licznie dzielących się komórki Schwanna. 12. PRZEKAZYWANIE IMPULSU MIĘDZY NEURONAMI

-

komórka nerwowa przekazuje informację sąsiednim komórkom za pośrednictwem synaps

→ synapsa to obszar styku zakończenia aksonu z: - dendrytem - synapsa akso-dendrytyczna - perikarionem - symapsa akso-somatyczna - aksonem - synapsa akso-aksonalna - efektorem - synapsy nerwowo-mięśniowe i nerwowo-gruczołowe

13. BUDOWA PŁYTKI MOTORYCZNEJ

14.

SYNAPSA - eksperyment Loewiego dowodzący, że nerwy wysyłają informacje nie tylko poprzez zmiany ładunków elektrycznych na błonach komórkowych, ale również przez uwalnianie związków chemicznych do przestrzeni międzysynaptycznych → synapsa - obszar zakończenia aksonu z różnymi częściami innej komórki np. dendrytem → rodzaje synaps: - chemiczna - elektryczna tzw. efapsa 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Synapsa chemiczna Impuls elektryczny do błony presynaptycznej Pęcherzyki z mediatorem synaptycznym Mediator do szczeliny synaptycznej Dyfunduje Błona postsynaptyczna, gdzie znajdują się receptory Mediator po połączeniu Depolaryzacja

→ W synapsie elektrycznej (efapsy) nie ma szczeliny synaptycznej (połączenie typu neksus), a przewodzenie odbywa się na drodze elektrycznej aktywacji błony postsynaptycznej; efapsy nie wykazują opóźnienia synaptycznej → synapsy ,,en passant’’ - między nerwowym włóknem autonomicznym a komórkami mięśni gładkich

→ Rodzaje synapsy ze względu na funkcję: - pobudzające - acetylocholina (synapsy cholinergiczne: synapsy nerw-mięsień), noradrenalina (synapsy adrenergiczne) - hamujące - kwas gammaaminomasłowy (GABA)(synapsy gabaergiczne), glicyna →

Noradrenalina produkowana jest na zakończeniach zwojowych sympatycznej części układu wegetatywnego (?) → Ponad 50% synaps to synapsy hamujące → Rodzaje synaps ze względu na miejsce występowania: - akson + dendryt - synapsa aksodendrytyczna - akson + ciało drugiego neuronu - synapsa aksosomatyczna - akson + akson - synapsa aksoaksonalna - synapsa nerwowo-mięśniowa - połączenie aksonu z włóknem mięśniowym - synapsa nerwowo-gruczołowa - połączenie aksonu z gruczołem

16. PRZEWODNICTWO SYNAPTYCZNE → potencjały miniaturowe (prepotencjały) - niewielkie zmiany potencjału powodowane przez stały wyrzut małych ilości mediatora, rola rozrusznika synapsy → opóźnienie synaptyczne - czas, w którym impuls nerwowy przechodzi przez synapsę

17. DZIAŁANIE POŁĄCZENIA NERWOWO-MIĘŚNIOWEGO narządami czucia mięśniowego są wrzecionka  nerwowo-mięśniowe ułożone równolegle do komórek mięśniowych → unerwienie czuciowe wrzecionek nerwowo-mięśniowych - wrzecionka nerwowo-mięśniowe zawierają receptory wrażliwe na siły rozciągania; rozróżnia się receptory pierścieniowo-spiralne, ich pobudzenie jest przekazywane do ośrodka nerwowego → unerwienie ruchowe wrzecionek nerwowo-mięśniowych - włókna mięśniowe śródwrzecionowe są unerwione przez motoneurony gamma oraz motoneurony beta - rozróżnia się motoneurony statyczne i dynamiczne - rolą włókien śródwrzecionowych jest regulacja wrażliwości wrzecionek na siły rozciągania - motoneurony gamma i beta typu statycznego utrzymują wrażliwość wrzecionka na stałym poziomie przez dłuższy czas, natomiast motoneurony gamma i beta typu dynamicznego odpowiadają za skurcz trwający krótko

18. Przewodnictwo impulsu w obrębie synapsy nerwowo-mięśniowej

19. MECHANIZM UWALNIANIA MEDIATORA Z PĘCHERZYKÓW SYNAPTYCZNYCH

20. Rodzaje hamowania synaptycznego - hamowanie postsynaptyczne - cały neuron zostaje zahamowany przez komórkę hamującą, występują tu połączenia aksosomatyczne, aksodendrytyczne; mediator jest hamujący,zostaje zahamowany cały neuron hamowanie zwrotne motoneuronu - specyficzny przypadek, gdzie im bardziej będziemy pobudzać motoneurony, tym on bardziej będzie się hamował przez komórki Renchowa - hamowanie presynaptyczne - acetylocholina wstępnie depolaryzuje fragment aksonu i impuls biegnący zostaje przez to wytłumiony → autoreceptory - receptory presynaptyczne mogące wyłapać dany mediator z innej komórki, są wrażliwe na mediator wydzielany z błony presynaptycznej; każdy nadmiar wydzielanego mediatora wychwytywany jest przez autoreceptor stanowiący dodatkowo czynnik hamujący samoograniczenie procesu poprzez autoreceptory

→ Wnioskowanie Sheringtona dotyczące synaps hamujących - Gdy mięsień jest pobudzony, prawdopodobieństwo pobudzenia mięśnia antagonistycznego maleje. Sherrington wywnioskował, że interneuron motoryczny jednego mięśnia, zahamował jednocześnie neuron motoryczny innego mięśnia. 20. Prawo Dale’a - Jeden może syntetyzować i uwalniać do swoich zakończeń tylko jeden mediator (obowiązywało do lat osiemdziesiątych XX wieku) - mediator - związek podstawowy, o małej cząsteczce - modulatory - polipeptydy i cały szereg innych związków o dłuższych łańcuchach (np. puryny, tlenek azotu) 21. SYNAPSA - ROZWÓJ 1) Na wczesnych etapach rozwojowych każde włókno mięśniowe otrzymuje synapsy od kilku neuronów ruchowych. Włókno mięśniowe stopniowo zwiększa masę synapsy z jednym aksonem i odrzuca pozostałe. 2) We wczesnych etapach rozwojowych neurony znajdujące się w zwojach układu współczulnego otrzymują synapsy od wielu aksonów. Później każda z komórek odrzuca aksony od jednych neuronów, ale przyjmuje aksony od innych. Chociaż jedna komórka może otrzymywać aksony z wielu różnych neuronów, poszczególne dendryty zazwyczaj tworzą trwałe synapsy tylko z jednym aksonem. Ten akson może tworzyć wiele rozgałęzień, które mogą tworzyć bardzo wiele połączeń na tym dendrycie.

22. MEDIATORY - transmitery pobudzające: acetylocholina, kwas glutaminowy, kwas asparaginowy, aminokwasy - transmitery hamujące: kwas gammaaminomasłowy (GABA), glicyna (aminokwas) - neuromodulatory: +/- efekt działania zależy od typu receptora, z którym się łączy; dopamina (DA), noradrenalina (NA), adrenalina, serotonina, 5-hydroksytryptamina (5HT), histamina - neuropeptydy: większość hormonów - ACTH, betaendorfina, hormony tarczycy, hormony wzrostu, oksytocyna, wazopresyna → Receptory błonowe są swoiste dla danych mediatorów, wiążą się też z innymi substancjami: - agonistami receptora (działa podobnie jak mediator) - antagonistami (bloker podstawowego mediatora) → NEUROPRZEKAŹNIKI - aminokwasy: glutaminian, GABA, glicyna, asparaginian - zmodyfikowane aminokwasy: acetylocholina - monoaminy: indolaminy - serotonina; katecholaminy: dopamina, noradrenalina, adrenalina - peptydy: endorfiny, substancja P, neuropeptyd Y - puryny: ATP, adenozyna - gazy: NO - tlenek azotu → ACETYLOCHOLINA - działanie: a) rozszerzenie naczyń krwionośnych; b) obniża ciśnienie krwi; c) zwalnia częstość akcji serca; d) zmniejsza siłę skurczu mięśnia sercowego, skurcze mięśni gładkich oskrzeli, jelit i pęcherza moczowego; e) zwężenie źrenic; f) zwiększenie wydzielania gruczołów; g) skurcz mięśni prążkowanych (receptory nikotynowe) - niedobór - choroba Alzheimera, urojenia - nadmiar - spazmy, drgawki - występowanie w OUN: a) płytki motoryczne b) niektóre j.j. nakrywki (LDTg. PPTg), j. podstawne Meynerta, pęczek przekątny Broca, j.j. przegrody, prążkowie, kora nowa c) układ wegetatywny (z wyjątkiem włókien zazwojowych synaptycznych)

→ KATECHOLAMINY 1) dopamina - działanie: a) motywacja b) nagroda c) ruch - niedobór - choroba Parkinsona, depresja - nadmiar - schizofrenia, agresja - występowanie: istota czarna, VTA, j. łukowate podwzgórza (=PIH - inhibitor wydzielania prolaktyny) 2) noradrenalina - działanie: a) zwiększa pobudzenie i czujność b) zapamiętywanie i przypominanie c) koncentracja i lokomocja - niedobór - depresja, przemęczenie - nadmiar - mania, lęk, bóle głowy - występowanie: m. sinawe, pole boczne nakrywki, zazwojowe włókna synaptyczne → SEROTONINA (5-hydroksy-tryptamina) - działanie: a) nastrój i sen - niedobór - depresja, bezsenność, zaburzenia obsesyjno-kompulsywne; może być przyczyną tzw. nagłej śmierci łóżeczkowej czasami występującej u niemowląt, gdyż niski poziom serotoniny wywołuje spadek tętna i temperatury ciała, co prowadzi do śmierci - nadmiar - senność, brak motywacji - Prosac - inhibitor wychwytu zwrotnego 5-HT) → AMINOKWASY 1) GABA - działanie: a) hamuje neuron nadający - niedobór - pląsawica Huntingtona, lęk, epilepsja - nadmiar - ospałość, brak motywacji - występowanie: kora mózgu i móżdżku, prążkowie,gałka blada, istota czarna 2) glicyna - działanie: a) wspomaga układ pokarmowy podczas przyjmowania silnie działających leków b) regulacji poziomu cukru we krwi - występowanie: rdzeń kręgowy (komórki Renshawa)

3) kwas glutaminowy - działanie: a) umożliwia przewodzenie impulsów nerwowych b) uczestniczy w przemianach azotowych - nadmiar - uszkodzenie komórek nerwowych 4) kwas asparaginowy - działanie: a) uczestniczy w biosyntezie puryn i pirymidyn b) poprawia koncentrację - nadmiar - zbyt duży napływ wapnia do komórek mózgowych, co z kolei przyczynia się do powstawania wolnych rodników i zabija komórki mózgowe - występowanie: główne przekaźniki w OUN ssaków 23. WYCHWYT ZWROTNY NORADRENALINY - mechanizm polegający na ponownym wchłonięciu neuroprzekaźnika znajdującego się w szczelinie synaptycznej przez neuron presynaptyczny. Proces ten odbywa się za pomocą specjalnych białek transportowych (transporterów neuroprzekaźnika) - pozwala na ponowne wykorzystanie neuroprzekaźnika - w przypadku noradrenaliny 80% ulega wychwytowi zwrotnemu, zaś pozostałe 20% jest rozkładane przez enzymy takie jak MAO i COMPT lub ulega rozproszeniu - dokonywany zarówno w mechanizmie presynaptycznym (wychwyt typu 1) lub orzez nieneuronowe komórki z pobliża (wychwyt typu 2) - hamowanie wychwytu zwrotnego poprzez blokowanie transporterów powoduje wzrost stężenia neuroprzekaźnika i silniejsze pobudzenie odpowiednich receptorów

24. RECEPTORY BŁONOWE - swoiste dla mediatorów, ale łączą się także z innymi substancjami, które mogą działać jak agoniści (tak jak swoisty mediator) lub antagoniści (blokery) → rodzaje receptorów: - jonotropowe szybkie - wywołują zmiany przepuszczalności jonów (otwierają kanały jonowe) - metabotropowe wolne - z układem drugiego przekaźnika (białko G, kinazy białkowe→cAMP; IP3 - trójfosforan inozytolu; DAG - diacyloglicerol) ostatecznie działają na kanały jonowe lub zmieniają metabolizm komórki 25. PRZEWODNICTWO SYNAPTYCZNE → Synapsa metabotropowa korzysta z wtórnego  neuronu postsynaptycznego. Schemat przedstawia sekwencję zdarzeń na synapsie metabotropowej, prowadzących do aktywacji wtórnego przekaźnika w neuronie postsynaptycznym.

→ agonista - czynnik współdziałający, o podobnym działaniu do czegoś; rozumiany również jako substancja łącząca się z receptorem, wywołując reakcję w komórce; przeciwieństwo antagonisty; jest substancją naturalną (hormon, neurotransmiter) lub sztuczna (lek, narkotyk) → częściowy agonista - wywołuje reakcję receptora, jednak nie tak silną jak pełny agonista → antagonista - blokuje receptor przed aktywowaniem go przez agonistę 26. PODTYPY RECEPTORÓW 27. DZIAŁANIE SUBSTANCJI PSYCHOAKTYWNYCH NA SYNAPSĘ DOPAMINOWĄ - Substancje psychoaktywne mogą wpływać na każdy aspekt funkcjonowania synapsy, od syntezy neuroprzekaźnika przez jego wydzielanie, aż do wychwytu zwrotnego - Wszystkie substancje mające wpływ na zachowanie działają na synapsy (np. nikotyna, kofeina, opiaty, kokaina, tetrahydrokannabinol) przyłączają się do określonych receptorów w mózgu...