6915323709

Ćwiczenie nr 32 dla WYDZIAŁU LEKARSKIEGO

BIOFIZYKA TRANSPORTU JONOW PRZEZ BŁONY - ELEKTRODYFUZJA, PRZEKAZYWANIE SYGNAŁÓW ELEKTRYCZNYCH W UKŁADZIE NERWOWYM I POPRZEZ SYNAPSĘ NERWOWO - MIĘŚNIOWĄ

Wymagane wiadomości teoretyczne

1.    Podstawowe pojęcia i prawa fizyczne opisujące właściwości układów przewodzących sygnały elektryczne (opór elektryczny, przewodnictwo elektryczne, natężenie prądu, napięcie elektryczne, prawo Ohma dla elektrolitów, natężenie pola elektrycznego,pojemność elektryczna).

2.    Transport jonów przez błony i potencjał spoczynkowy i czynnościowy:

-    pomiar potencjału błonowego,

-    dyfuzja a elektrodyfuzja, teoria elektrodyfuzji,

-    pojęcie siły elektrycznej napędzającej,

-    potencjał równowagowy na błonie, wzór Nemsta,

-    potencjał spoczynkowy i jego pochodzenie, równanie Goldmana, Hodgkina i Katza.

3.    Model fizyczny błony komórkowej - właściwości elektryczne błony:

-    selektywność, pojemność elektryczna, wpływ osłonki mielinowej na pojemność elektryczną,

-    przewodnictwo błony dla poszczególnych jonów,

-    obwód zastępczy błony komórkowej.

4.    Kanały jonowe napięciowo-zależne:

-    budowa - elementy funkcjonalne kanału napięciowo-zależnego (bramka aktywacyjna, bramka inaktywacyjna, czujnik potencjału, filtr selektywności),

-    zróżnicowanie i farmakologia kanałów.

5.    Przebieg zmian przewodnictwa błony komórkowej dla jonów przy generacji potencjału czynnościowego, rola poszczególnych prądów jonowych w przebiegu zmian potencjału na błonie:

-    mechanizm potencjału progowego przy generacji potencjału czynnościowego

6.    Zależność między całkowitym oporem komórki pobudliwej a jej zdolnością do generacji potencjału czynnościowego w wyniku zadziałania bodźca prądowego o określonym natężeniu.

7.    Czynniki warunkujące szybkość propagacji impulsu nerwowego w aksonach niemielinowanych i mielinowanych.

8.    Techniki stosowane w badaniach elektrofizjologicznych: od kanałów jonowych po sieci neuronowe: technika cienkich elektrod do pomiaru napięcia błonowego, technika patch-clamp i jej konfiguracje, pomiar potencjałów polowych elektrodą zewnątrzkomórkową, elektroencefalografia, elektromiografia.

9.    Synapsy:

-    elementy funkcjonalne kanału jonowego zależnego od ligandu,

-    kinetyka kanałów zależnych od ligandu (desensytyzacja),

-    synapsy pobudzające i hamujące - związek między funkcją pobudzająca lub hamującą synapsy a siłą elektryczną napędzającą dla jonów przewodzonych przez receptory synaptyczne,

-    sumowanie czasowe i przestrzenne potencjałów synaptycznych.

10.    Przykłady kanałopatii: ataksja, mukowiscydoza, epilepsja, porażenia okresowe, miotonia wrodzona.

11.    Wybrane patologie transmisji nerwowo-mięśniowej: zespół Lamberta-Eatona, miastenia.

UWAGA: Student poza przygotowaniem się do omówienia przedstawionych powyżej zagadnień powinien posiadać wcześniejszą wiedzę na temat następujących problemów:

Podstawy pobudzenia i przewodzenia w układzie nerwowym oraz wyższe czynności nerwowe, a także fizjologia mięśni prążkowanych i gładkich:

1.    Rodzaje bodźców.

2.    Potencjał spoczynkowy, potencjał czynnościowy, prawo „wszystko albo nic”. Zmiany pobudliwości w komórce pobudzonej.

3.    Budowa i funkcje neuronu i synapsy. Przekazywanie informacji. Synapsa nerwowo- mięśniowa. Klasyfikacja synaps. Budowa i charakterystyka synaps elektrycznych. Budowa i charakterystyka synaps chemicznych. Mechanizm uwalniania neurotransmitera - cykl pęcherzykowy.

4.    Potencjał czynnościowy i mechanizm skurczu mięśnia szkieletowego. Rodzaje skurczów. Mięśnie gładkie: