Czynność komórek
nerwowych i mięśniowych

Pojęcia podstawowe



Pobudliwość => zdolność reagowania na
bodziec



Pobudzenie => zmiana właściwości błony
komórkowej lub metabolizmu komórkowego



Bodziec fizjologiczny <=> reakcje
odwracalne

• Mechaniczne
• Fizyczne np.. akustyczne, termiczne
• Chemiczne

Potencjał błony
komórkowej



W spoczynku ujemny:

• Neuron –60 do –90 mV (średnia 70 mV)
• Komórki mięśniowe (-80 do –90 mV)

– Wynika z przewagi anionów wewnątrz

komórki

– Obliczony z równania Nernsta = zmierzony
– E= (stała gazowa*temperatura)* log (ilorazu

stężeń) /(stała Faradaya*wartościowość
jonu)

Pompa sodowo-

Pompa sodowo-

potasowa

potasowa



Jony sodowe na zewnątrz



Jony potasowe do wewnątrz



Adenozynnotrifosfataza aktywowana przez
Na i K



1 mmol ATP=>ADP 3 mmol Na i 2 mmol K



30% metabolizmu komórkowego



Zachowanie pobudliwości kosztuje jak
obronność

Wymagania pompy Na-K



Dowóz substancji energetycznych



Dowóz tlenu



Resynteza ATP z ADP =>

oddychanie komórkowe



Odprowadzanie CO2



Temperatura ok. 37 C



Właściwych proporcji Na i K w płynie

zewnątrzkomórowym (dieta, leki !!!)

Komórka nerwowa



Około biliona komórek nerwowych



Wielokrotnie więcej komórek podporowych (mikro i makro

glejowych)



Budowa:

• Ciało komórkowe
• Akson (do 1.2 m !!) może mieć osłonkę mielinową utworzoną

przez lemmocyty

• Dendryty małe z wyjątkiem neuronów czuciowych w zwojach

rdzeniowych



Funkcja przekazywanie informacji (impulsów nerwowych)



Transport cytoplazmy do aksonu (ortodromowy)

• Szybki do 40 cm/dobę
• Wolny do 10 mm/dobę



Transport antydromowy (około 20 cm/dobę) np.NGF

(czynnik wzrostowy)

Potencjał czynnościowy



Otwieranie się kanałów sodowych



Wyrównanie ładunku błony (depolaryzacja)



Impuls nerwowy => przesuwanie się fali

depolaryzacji aż do zakończenia nerwu



Przekazywanie z komórki do komórki przez

synapsy

• Błona presynaptyczna
• Błona postsynaptyczna (zmniejszenie ładunku

ujemnego)

• Transmitery

Sumowanie impulsów



W przestrzeni im więcej cząsteczek
transmitera tym silniejszy potencjał



W czasie (impulsy są generowane
salwami)

jeżeli częściej niż co 5 ms do utrzymuje

się jeszcze poprzednia depolaryzacja

Potencjały komórkowe

1.

Progowy ok. – 55mV (np..
Wskutek sumowania w czasie lub
przestrzeni)

2.

Szybko narastająca depolaryzacja

3.

Nadstrzał + 35 mV

4.

Repolaryzacja

Wszystko w czasie 0,5 do 2 ms

Potencjał następczy



Zwolnienie repolaryzacji

1. Podpolaryzacyjny potencjał następczy (<-70

mV)

2. Hiperpolaryzacyjny potencjał następczy (> -70

mV)

3. Osiągnięcie wartości wyjściowej – 70 mV



Pobudliwość zależy od gęstości

kanałów Na

–

Największa w

•

błonie komórkowej wzgórka aksonu

•

Początkowym odcinku aksonu

Synapsy



40% powierzchni błony komórkowej = kolby

synaptyczne

•

Powierzchnia ok. 1um

•

Na zewnątrz szczelina synaptyczna => błona postsynaptyczna

•

Wewnątrz pęcherzyki synaptyczne

» Gęstość wzrasta wraz ze zbliżaniem się do szczeliny
» Im częściej są przewodzone bodźce tym ich więcej
» Wewnątrz transmitery i modulatory

W czasie przewodzenia impulsu transmitery i

modulatory

1. przedostają się do szczeliny synaptycznej
2. Wiążą się z receptorem
3. Odczepiają się niezmienione

Transmitery i modulatory



Transmitery = mała cząsteczka



Modulatory = większa cząsteczka



Transmitery pobudzające

• Actetylocholina
• Adenozyna
• Aminy:

» Dopamina
» Noradrenalina
» Serotonina

• Aminokwasy pobudzające (sole kwasu):

» Asparaginowego
» Glutaminowego

Acetylocholina



Powstaje z choliny i kwasu octowego



Receptory cholinergiczne

• Nikotynowy
• Muskarynowe

» M1-M4 M2(serce) M4 (gruczoły)



Acetylocholina jest rozkładana przez

• Esterazę cholinową w błonie postsynaptycznej
• Niespecyficzne esterazy (pseudocholinesterazy) w

osoczu

Aminy katecholowe



Powstają w wyniku przemian
fenyloalaniny



Fenyloalanina=> tyrozyna =>
dihydroksyfenyloalanina =>
dopamina => noradrenalina
=> adrenalina => kwas
dihydroksymasłowy => kwas
wanilinooksymigdałowy

Receptory adrenergiczne



Dopamina => dopaminergiczne

D1 do D5.



Noradrenalina => adrenergiczne

alfa i beta



Serotonina => serotoninergiczne (7)

od 5-HT1A

do 5HT-4

Inne transmitery



Serotonina (5 hydroksytryptamina)

– Powstaje z przemiany tryptofanu
– Działa przez receptory serotoninnergiczne (7)



Aminokwasy pobudzające (sole kwasu):

» Asparaginowego
» Glutaminowego

– Działanie na receptory:

• metabolitotropowe inozytylotrifosforan i diacyloglicerol
• i jonotropowe (Na) i działanie na receptory

» Kainianowy
» N-metyloDasparaginianu (NMDA) =Na i Ca

¾ transmisji pubudzających w mózgu
W okresie niedotlenienia działają cytotoksycznie

Tlenek azotu

Tlenek azotu



Powstaje z argininy



Działa jako tzw. wsteczny
przekaźnik => ułatwia uwalnianie
innego transmittera



Występuje w wielu komórkach
organizmu

Transmitter hamujący
Kwas gamma-
aminomasłowy GABA



Powstaje przez dekarboksylację
kwasu glutaminowego



Otwiera kanały chlorkowe =>
zwięszenie ujemnego potencjału w
komórce



Tworzy postsynaptyczny potencjał
hamujący = hiperpolaryzacja

Modulatory synaptyczne
=
kotransmitery



Cząsteczki większe niż transmiterów



Aktywują lub dezaktywują enzymy błonowe



Wzmacniają lub tłumią działanie

transmiterów



Nazwa często od miejsca odkrycia lub

działania np..

• Kortykoliberyna
• Oksytocyna
• Tyreoliberyna
• Neuropeptyd Y

Peptydy opioidowe
i nie tylko



Działanie za pośrednictwem receptorów
opioidowych



Pochodzenie pre-pro:

» Opiomelanokortyna
» Enkefalina
» Dynorfina



Adenozynotrifosforany



Prostaglandyny

Kontrola ekspresji genów



Transport wsteczny (po związaniu

się z receptorem presynaptycznym

i internalizacji)



Przyśpieszenie lub opóźnienie

transkrypcji Mrna

Hamowanie

Hamowanie

presynaptyczne

presynaptyczne



W synapsach aksono-aksonalnych



Depolaryzacja błony presynaptycznej

=>zmniejszenie liczby cząsteczek

transmitera

=>brak pobudzenia błony

postynaptycznej

Przewodzenie impulsów



We włóknach bezrdzennych

• Sposób ciągły

depolaryzacja/repolaryzacja

• Szybkość 0,5- 2 m/s



We włóknach rdzennych

• Depolaryzacja skokowa
• Szybkość do 120 m/s