2013-01-29

1

Budowa neuronu. Potencjał

spoczynkowy. Transport bierny i

aktywny jonów przez błonę

komórkową.

Julita Grzelak

BUDOWA
NEURONU

Dendryt
Jądro neuronu
Ciało komórki
Przewężenie Ranviera
Otoczka mielinowa

Akson

Synapsa
Zakończenia aksonu

Budowa neuronu

•

Neurony połączone są ze sobą wzajemnie tworząc sieci, dzięki którym realizowane są
funkcje inteligencji, emocji, pamięci i zdolności twórczych. Pojedynczy neuron przyjmuje
pobudzenie od ogromnej liczby innych neuronów dochodzącej do tysiąca.

•

Neuron jest komórką nerwową, która nie różni się znacząco od innych komórek i tkanek.
Wyróżnia się przede wszystkim wielkością otaczających ciało wypustek w postaci
rozkrzewionych gałązek, tzw. dendrytów.

Definicje części składowych neuronu

• Jądro

- jest to centrum obliczeniowe neuronu, gdzie zachodzą

procesy kluczowe dla jego funkcjonowania

• Dendryty

- są to wejścia neuronu, którymi do jego wnętrza trafiają

sygnały poddane późniejszej obróbce,

• Synapsa

- jest zakooczeniem wejśd (dendrytów) i stanowi tzw.

furtkę wejściową neuronu. W synapsach sygnał wejściowy może

byd wzmacniany lub osłabiany czyli ulega już wstępnej

modyfikacji,

• Wzgórek aksonu

- poprzez niego sygnał wyjściowy opuszcza

neuron, można go nazwad furtką wyjściową neuronu,

• akson

- jest wyjściem neuronu. Poprzez niego sygnał wyjściowy

wędruje dalej do innych neuronów. W tym punkcie wyjście

neuronu rozgałęzia się łącząc się z wejściami (dendrytami) innych

neuronów.

2013-01-29

2

Przechodzenie impulsu elektrycznego

przez neuron

•

Impuls przepływa wzdłuż neuronu tylko w jednym kierunku. Sygnał odbierany przez dendryty
przechodzi do ciała komórki, a następnie biegnie przez akson do dendrytów kolejnego
neuronu lub komórek somatycznych. Przekaz sygnału między aksonem a dendrytem zachodzi
w miejscu zwanym synapsą.

Potencjał spoczynkowy

• Potencjał spoczynkowy, inaczej nazywany błonowym, jest to

różnica potencjałów pomiędzy środkiem wewnątrz- i
zewnątrzkomórkowym , a komórka nie jest stymulowana
żadnym bodźcem

y=

Jego wartośd odgrywa ważną rolę :
1. W procesach błonowego transportu(np.w kanałach

nerkowych)

2. Komórkach receptorowych
3. W procesach skurczu komórek mięśnia

Potencjał spoczynkowy

Zdolnośd komórki do utrzymywania stałej wartości potencjału

spoczynkowego związana jest bezpośrednio z istnieniem
różnicy stężeo niektórych jonów pomiędzy wnętrzem i
otoczeniem komórki. Dla większości komórek jonami
"najważniejszymi" z punktu widzenia potencjału
spoczynkowego są jony sodu, potasu oraz chlorkowe.

Rodzaj jonu

Stęż. zewn. kom

Stęż. wewn. kom.

K

+

4 mM

140 mM

Na

+

144 mM

ok. 10 mM

Cl

-

114 mM

ok. 4 mM

• Potencjał błonowy bierze się z rozdzielenia dodatnich i

ujemnych ładunków przez błonę komórkową. W neuronach na
zewnątrz występują jony dodatnie, a wewnątrz – ujemne.

• Potencjał błonowy jest podstawową własnością wszystkich

żywych komórek

2013-01-29

3

Stan równowagi

x(c1+x)=(c2-x)(c2-x)

V - Potencjał Nernsta, potencjał równowagi,

potencjał dyfuzji

R-stała gazowa, T- temp.bezw.

Z- wartościowość jonów, F- stała Faradaja
C1- stężenie jonów na zewn. komórki

C2- stężenie jonów wewnątrz komórki

Wartośd różnicy potencjału ,

przy której dochodzi do
takiej równowagi nazywamy
V potencjałem równowagi

• Wnętrze komórki i środowisko zewnętrzne są

elektrycznie skompensowane(obojętnie
elektrycznie) . Lokalny brak kompresji
występuje jedynie na powierzchni błony
komórkowej.

• potencjał spoczynkowy neuronu wynosi

-90mV

TRANSPORT AKTYWNY

Transportem aktywnym nazywamy

transport substancji wymagający nakładu
energii. Zachodzi on zawsze z udziałem
wyspecjalizowanych struktur błonowych
(białek inegralnych) sprzęgających
transport z procesem uwalniania energii.
ródłem energii bardzo często jest
hydroliza ATP i dlatego białka biorące
udział w tym procesie traktowane są jako
enzymy posiadające własności ATPazy.
W większości przypadków transport
aktywny odbywa się wbrew różnicy stężeo
danej substancji (w stronę większego
stężenia) i w związku z tym mechanizmy
tego transportu często nazywane są
"pompami". Dobrze poznanym
przykładem takiego mechanizmu jest
pompa sodowo-potasowa.

TRANSPORT AKTYWNY 2

Transportuje ona bowiem jony sodu z wnętrza komórki na zewnątrz,

jednocześnie przenosząc jony potasu w kierunku odwrotnym. Na

jedną rozłożoną przez tę pompę cząsteczkę ATP przypada transport

trzech jonów sodu i dwóch jonów potasu. Działanie pompy sodowo-

potasowej ma olbrzymie znaczenie dla utrzymania stałej różnicy

stężeo tych jonów, zwłaszcza w komórkach pobudliwych. Jak

wiadomo bowiem bierny transport jonów zachodzący zarówno

podczas spoczynku komórki jak i w czasie trwania potencjału

czynnościowego po pewnym czasie prowadziłby do wyrównania

stężeo jonów sodu i potasu wewnątrz i na zewnątrz komórki.

W przypadku pompy sodowo-potasowej występuje bezpośrednie

sprzężenie transportu z. procesem uwalniania energii (hydrolizą

ATP).

2013-01-29

4

TRANSPORT BIERNY- DYFUZJA PROSTA

i dyfuzja ułatwiona

Jeśli transport danego składnika nie

wymaga nakładu energii (odbywa się

on na skutek np. z różnicy stężeo) to

nazywany jest transportem biernym.,

czyli : transport cząsteczek przez

błonę plazmatyczną ze stężenia

większego do mniejszego, nie

wymagający energii metabolicznej.

Najmniej skomplikowanym

przypadkiem transportu biernego jest

dyfuzja prosta(Dyfuzja prosta to

samorzutny ruch cząsteczek danej

substancji od stężenia większego do

mniejszego (zgodnie z gradientem

stężeo) Im wyższa temperatura tym

szybciej zachodzid będzie dyfuzja.)

TRANSPORT BIERNY- DYFUZJA

UŁATWIONA

• Kolejnym typem błonowego transportu biernego

jest dyfuzja ułatwiona (nośnikowa). W tym

przypadku cząsteczki transportowanej substancji

przenikają przez błonę po utworzeniu kompleksu

z nośnikiem. Szczególnymi przypadkami

transportu nośnikowego są symport i antyport. W

przypadku symportu cząsteczki dwu różnych

substancji są transportowane jednocześnie (przez

ten sam nośnik) w tą samą stronę, w antyporcie

każda z nich przenoszona jest w przeciwną stronę.

Systemy antyportu nazywane są także

mechanizmami wymiany.