Wykład 830.04.13r.

Układ nerwowy

Komórki:

·         nerwowe (neurony) – sygnalizacja, neurosekrecja

·         neurogleju (glejowe) – ochrona, wspomaganie

·         substancja międzykomórkowa – prawie nieobecna

Komórka nerwowa

Ciało komórki – perykarion.

Wypustki – dendryty i neuryt (akson)

9

Dendryty:

·         różna liczba

·         krótsze

·         bardziej rozgałęzione

·         zawierają tigroid

·         nie mają kanałów sodowych otwieranych zmianą potencjału

·         przewodzą dośrodkowo

Akson:

·         pojedynczy

·         dłuższy

·         słabiej rozgałęziony

·         nie zawiera tigroidu

·         posiada kanały sodowe otwierane zmianą potencjału

·         otoczony osłonkami

·         przewodzi ośrodkowo

Tigroid (ciałka Nissla) – grudki substancji zasadochłonnej; specyficzna dla neuronów szorstka siateczka śródplazmatyczna. Tigroidy nadają szarą barwę istocie szarej.

Neuromelanina – melanina powstała z dopaminy, która w neuronach katecholaminergicznych powstaje z L-DOPA pod wpływem DOPA dekarboksylazy. Prawdopodobnie neuromelanina powstaje przez autooksydację dopaminy z udziałem cysteiny i glutationu.

Lipofusycyny – zbiorcza nazwa barwników odkładanych wewnątrzlizosomalnie w komórkach postmitotycznych. Są one wewnątrzkomórkowym markerem starzenia się. Ziarna lipofuscyny obecne są w komórkach nerek, serca, nadnerczy i tkanki nerwowej. Tzw. "plamy wątrobowe" na skórze są złogami lipofuscyny w komórkach skóry. Lipofuscyny stanowią głównie produkty peroksydacji nienasyconych kwasów tłuszczowych. Zawierają też węglowodany i jony metali, np. rtęci, glinu, żelaza, cynku i miedzi.

Cytoszkielet komórki nerwowej

neurofilamenty – filamenty pośrednie

neurotubule – mikrotubule

Neurofilamenty pełnią funkcję podporową.

Neurotubule współpracując z mechanoenzymami są odpowiedzialne za transport organelli, pęcherzyków i dużych cząsteczek w perykarionie i wypustkach.

transport odśrodkowy (anterogradowy) – kinezyna

transport dośrodkowy (retrogradowy) – dyneina

Przewodnictwo nerwowe

Potencjał spoczynkowy:

·         kanały potasowe (przecieku) – otwarte

·         kanały sodowe – zamknięte

·         pompa sodowo potasowa

Potencjał czynnościowy:

·         depolaryzacja błony

·         kanały otwarte zmianą potencjału

Osłona aksonu

Włókno nerwowe – akson otoczony osłonką

Osłonki aksonu są wytwarzane przez komórki neurogleju:

·         w obwodowym układzie nerwowym przez komórki Schwanna,

·         w ośrodkowym układzie nerwowym przez oligodendrocyty i astrocyty.

W zależności od typu osłonki, włókna nerwowe mogą być:

·         zmielinizowane – aksony są otoczone osłonką mielinową; akson otoczony jest przez szczególną osłonkę mielinową, wytworzoną przez komórki Schwanna. Akson otoczony przez osłonkę mielinową ma nierównomiernie rozmieszczone kanały sodowe i przewodzi bodźce w formie złożonej z depolaryzacji błony i słabego prądu elektrycznego płynącego przez cytoplazmę (przewodzenie skokowe, do 120m/s); osłonka mielinowa jest izolatorem elektrycznym.

·         niezmielinizowane – askony są otoczone cienką osłonką cytoplazmatyczną, niekiedy nie mają osłonki; aksony leżą w rynienkowatych zagłębieniach błony komórkowej komórek Schwanna (osłonka Schwanna). Aksony otoczone przez osłonkę Schwanna mają regularnie rozmieszczone kanały sodowe i przewodzą bodźce w formie depolaryzacji (przewodzenie ciągłe).

Mielinizacja

Wpuklenie błony komórki Schwanna (mezakson) owija się wielokrotnie wokół aksonu, co prowadzi do wytworzenia zwartego układu koncentrycznych warstw fosfolipid owych z niewielką ilością białek.

Przewężenie Ranviera – styk dwóch segmentów osłonki mielinowej:

·         fałdy cytoplazmy komórek Schwanna

·         w aksonie – mitochondria

·         w błonie aksonu – liczne kanały sodowe

Przewodzenie skokowe:

·        

faza szybka (w obrębie segmentu osłonki, prąd elektryczny płynący przez cytoplazmę aksonu; osłonka działa jak izolator),

·         faza wolna (w przewężeniu Ranviera, depolaryzacja błony aksonu).

Szybkość przewodzenia zależy od: obecności osłonki mielinowej, długości segmentów osłonki, grubości osłonki mielinowej, grubości aksonu.

Typy włókien nerwowych:

1. grube zmielinizowane – 15-120m/s
2. cienkie zmielinizowane – 3-15m/s
3. niezmielinizowane – 1-3m/s

Synapsy

Synapsy mogą się tworzyć pomiędzy różnymi częściami komórek nerwowych, a także pomiędzy komórkami nerwowymi i włóknami mięśniowymi szkieletowymi.

Rodzaje synaps:

·         aksodendrytyczne

·         aksosomatyczne

·         aksoaksonalne

·         płytki motoryczne

Synapsa składa się z części pre- i postsynaptycznej

Część presynaptyczna:

·         pęcherzyki synaptyczne zawierające neuroprzekaźnik,

·         mitochondria,

·         kanały wapniowe,

·         błona presynaptyczna.

Część postsynaptyczna:

·         błona postsynaptyczna z receptorami dla neuroprzekaźnika,

·         płytka postsynaptyczna (zagęszczenie postsynaptyczne) – szkielet błonowy.

Szczelina synaptyczna – kadheryny łączące błony pre- i postsynaptyczną

Przewodzenie synaptyczne (synapsa chemiczna):

1.       Potencjał czynnościowy dochodzi do części presynaptycznej.

2.       Otwierają się (zmianą potencjału) kanały wapniowe.

3.       Wzrost poziomu Ca2+ w części presnaptycznej wywołuje egzocytozę pęcherzyków synaptycznych.

4.       Cząsteczki dyfundują przez szczelinę synaptyczną i wiążą się z receptorami w błonie postsynaptycznej.

5.       Otwierają się kanały jonowe w błonie postsynaptycznej.

Wydzielony do szczeliny synaptycznej neuroprzekaźnik w większości powraca (wychwyt zwrotny – endocytoza receptorowa) do części presynaptycznej.

Egzocytoza neuroprzekaźników wymaga współdzielenia wielu białek.

W błonie presynaptycznej: białka fuzyjne z rodziny SNARE (syntaksyna, SNAP-25).

W błonie pęcherzyka:

·         białka wiążące pęcherzyk z filamentami aktynowymi i ułatwiające agregację pęcherzyków (synapsyny, rab3),

·         białka dokujące pęcherzyk do błony presynaptycznej (synaptogamina),

·         białka fuzyjne z rodziny SNARE (synaptobrewina).

Typy synaps zależnie od rodzaju receptorów błony postsynaptycznej i sposobu ich działania:

·         Synapsa pobudzająca – otwierają się kanały kationowe (np. Na+) → depolaryzacja błony postsynaptycznej

·         Synapsa hamująca – otwierają się kanały anionowe (np. Cl-) → hiperpolaryzacja błony postsynaptycznej

·         Synapsa jonotropowa – receptory to kanały jonowe otwierane przyłączeniem cząsteczki neuroprzekaźnika (szybka reakcja)

·         Synapsa metabotropowa – receptory (związane z białkami G) inicjują serię reakcji biochemicznych, które prowadzą do otwarcia kanałów jonowych w części postsynaptycznej (wolniejsza reakcja)

Neuroprzekaźniki