NEURONY

Neuron – podstawowa

struktura

Typy transportu organelli

w komórkach nerwowych

Transport

aksonalny

postępujący

Transport aksonalny

wsteczny

(retrogradowy)

Szybki

•
przemieszczanie
organelli wzdłuż
mikrotubul przy
pomocy kinezyny

• transport
głównie
pęcherzyków z
neurotransmitera
mi

Wolny

• dzięki
polimeryzacji
/
depolimeryza
cji
cytoszkieletu

• Recyrkulacja

pęcherzyków

synaptycznych

(endocytoza)

•Zachodzi dzięki

dyneinie

Neuron

piramidalny z

kory myszy

Komórka Purkiniego

(z móżdżku)

a. Akson

b. Kolaterale

(odgałęzienie
boczne aksonu)

c. i d. dendryty

Komórka

bipolarna

(np.

interneuron)

Komórka

multipolarna

(np.

motoneuron)

Komórka

unipolarna

(np. neuron

czuciowy)

Tkanka

glejowa

Funkcje: odżywianie, modulacja sygnałów neuronalnych, uczestniczą w
metabolizmie neuroprzekaźników, ochrona komórek nerwowych

Czym komórki gleju różnią się od neuronów?: Nie tworzą synaps, nie
generują potencjałów czynnościowych, nie wydzielają
neuroprzekaźników

Tkanka glejowa

Mikroglej

(powstają z
makrofagów, są
zdolne do fagocytozy,
są mobilne)

Makrogle

j

Astrocyty

•

Wychwyt neurotransmiterów (np.
GABA)

•

Bariera „krew-mózg”

•

Regulują skład jonowy płynu
zewnątrzkomórkowego (wychwyt
K

+

)

Oligodendrocyt

y

• tworzą

mielinę

Lemocyty

• tworzą

mielinę

Tworzenie osłonki mielinowej przez lemocyty

Oligodendrocyt

Mielina

Jon

Wnętrze
komórki

Środowis
ko

zewnętrz
ne

K

+

160 mM

4.5 mM

Na

+

7 mM

144 mM

Cl

-

7 mM

114 mM

Rozmieszczenie jonów

(polaryzacja błony)

Cytoplaz

ma

3

Na

+

2 K

+

ATP

ADP

Pompa sodowo

potasowa

(Na

+

-K

+

-ATPaza)

Kanał

ucieczki

dla jonów

K

+

• Kanał dla jonów Na

+

bramkowany napięciem

• Podlega aktywacji jedynie
w czasie pobudzenia
(depolaryzacji błony)

K

+

+ + + +

+ +

- - - - - - -

Stan spoczynkowy –

polaryzacja błony (-70

mV)

Pobudzenie komórki –

depolaryzacja błony (+35

mV)

+ + + +

+

- - - - - - -

Na

+

Kanał dla

K

+

Pompa sodowo potasowa (Na

+

-K

+

-

ATPaza)

 2xα, 2xβ
 α - miejsce wiązania ATP i
glikozydów nasercowych
 β - niezbędna do aktywności ATP-
azowej

Glikozydy

Jony

Inny:

Inny:

Inny:

Inny:

Inny:

Inny:

Na

+

-K

+

-ATPaza (pompa sodowo-potasowa):

• 3 Na

+

- do ECF

• 2 K

+

- do ICF

• antyportowy przenośnik; transport aktywny (ATP-zależny)
• przenośnik podlega fosforylacji/defosforylacji stymulującej
zmiany konformacji (dwa stany konformacyjne)

gliozyd naparstnicy

(digitoksyna)

Digitalis

purpurea

(Naparstnica)

Konwalia majowa zawiera

glikozydy kardenolidowe, które

działają 10 razy silniej niż

digitoksyna.

Glikozydy nasercowe (np. digitoksyna, kardenolidy) -

grupa związków mająca zdolność pobudzania pracy serca

(poprzez hamowanie Na

+

-K

+

-ATPazy). Zwiększają siłę

skurczu mięśnia sercowego (stosowane przy zawale serca

i arytmii).

Konwalia majowa

W jaki sposób glikozydy nasercowe zwiększają siłę

skurczu mięśnia sercowego ?

3

Na

+

2 K

+

ATP

ADP

2

Na

+

Ca

2+

NCX

Efekt: spadek

stężenia Ca

2+

Efekt: wzrost
stężenia Ca

2+

Glikozyd

Drugorzędo

wy

transport

aktywny

PODSTAWOWE POJĘCIA:

Pobudliwość

- zdolność do reagowania na bodźce

(całe organizmy, tkanki, narządy, komórki)

Bodziec

- zmiany środowiska wywołująca reakcje

organizmu lub komórki

Próg pobudliwości

– minimalna wartość bodźca

wywołująca potencjał czynnościowy
(wartość różna dla danych komórek)

Potencjał czynnościowy

– zmiana polaryzacji błony

(depolaryzacja) zgodna z prawem „wszystko albo nic”
(„wszystko albo nic” – zmiana potencjału jest stała tj.
przyjmuje stałą wartość; dalsze zwiększanie natężenia
bodźca nie powoduje wzrostu tej wartości)

-70

-55

0

+3

5

mV

t

potencjał

progowy

d

e

p

o

la

ry

za

c

ja

re

p

o

la

ry

za

c

j

a

nadstrz

ał

hiperpolaryzacj

a

1

2

1. EPSP –

postsynaptyczny
potencjał pobudzający

2. Okres refrakcji

bezwzględnej

3. Okres refrakcji

względnej

3

-70

-55

0

+3

5

mV

t

depolaryzac

ja

Przewodnoś

ć dla K

+

Przewodnoś

ć dla Na

+

1

2

3

2

3

1

REPOLARYZACJ

A

DEPOLARYZACJ

A

1. Kanał Na

+

bramkowany
napięciem

2. Kanał K

+

bramkowany
napięciem

3. Kanał ucieczki dla

jonów K

+

(stale

otwarty)

Żaby

Harlequina

Tetraodon

sp.

Tetrodotoksyna (TTX) saksitotoksyna (STX)

– blokują

kanały dla Na

+

TTX

Występuje u wielu gatunków robaków,
stawonogów, płazów, ryb, głowonogów

Octopus

sp.

Gonyaulax

catenella

(Dinoflagellate)

STX

Występuje u kilku
gatunków glonów

- - - -

-

+ +

+

Ca

2+

Ca

2+

-

CaM

CaMKII

CaM – kalmodulina; CaMKII – kinaza druga
zależna od CaM

Kanał dla Ca

2+

bramkowany
napięciem

Cytoszkiel
et

Pęcherzy
ki
synaptycz
ne

Synapsy
na

- - - -

-

+ +

+

P

i

P

i

P

i

Egzocyt

oza

v-SNARE –

synaptobrewina

t-SNARE –

snap25,

syntaksyna

v-SNARE

v-SNARE

t-SNARE

t-SNARE

Bonifacino JS and Glick BS (2004) Cell 116, 153–166

Komórka

presynaptycz

na

Komórka

postsynaptyc

zna

Szczelina

synaptyczna

Ach

Ach

Ach

Na

+

Nikotynowy

receptor

cholinergiczny

(DEPOLARYZACJ

A)

EPSP

Potencjał

czynnościo

wy

Opóźnieni

e

synaptycz

ne ok. 0,5

ms

Receptory

adrenergiczne

α1

α2

β2

β1

β3

Większe powinowactwo do

noradrenaliny

Większe powinowactwo do

adrenaliny

m. gładkie,
wątroba, OUN

(komórki
postsynaptyczne
)

m. gładkie,
OUN

(głównie
komórki
presynaptyczn
e)

m.
gładkie,
m.
sercowy,
przysadka

m. gładkie,

m.
szkieletowy
, ukł.
nerwowy,
kom.
tuczne

tkanka
tłuszczow
a

Mechanizm działania receptorów adrenergicznych

α1

GTP

GDP

PLC

PIP

2

IP3/

DAG

Efekty:

wzrost Ca

2+

,

aktywacja
PKC

α2

GTP

GDP

CA

Efekty:

Spadek
cAMP

Hamowan

ie!

β

GTP

GDP

CA

ATP

cAMP

Efekty:

wzrost cAMP
aktywacja PKA
(fosforylacja
białek)

Białko

G

q

Białko

G

s

Białko

G

i

BOTULINA (jad

kiełbasiany):

• siedem typów (A-G)
• dwie podjednostki: ciężka

(100 kDa) lekka (50 kDa)

• podjednostka lekka =

enzym proteolityczny

• Objawy kliniczne zatrucia:

upośledzeniem wydzielenia
śliny, porażenia
perystaltyki jelit,
zaburzenia mowy i
połykania, porażenia
mięśni oddechowych,
(zgon w wyniku uduszenia)

• Powoduje degradację

białek z grupy SNARE

Clostridium botulinum:

• rozwija się tylko w
warunkach beztlenowych

• Wyst. np. w glebie

• Formy przetrwalnikowe
obecne np. w miodzie (1
słoik miodu zawiera kilka
przetrwalników)

Czy botulina jest niebezpieczna???

TAK, ale:

• Jest stosowana w kosmetologii do
usuwania zmarszczek mimicznych,
powstających w wyniku wzmożonego
napięcia lub nawykowego kurczenia
niektórych mięśni

• Podczas jednego zabiegu pacjent
otrzymuje ponad trzydziestokrotnie
mniejsze stężenie niż dawka, która
mogłaby zaszkodzić człowiekowi

Czy botulina może by użyta przez terrorystów??

TAK, ale:

• szybko jest degradowana w powietrzu więc nie można użyć jej w
formie aerozolu

• Sekta Aum Shinrikyo (Najwyższa prawda) kilkakrotnie (w latach
90-tych), bez rezultatu, próbowała rozpylić toksynę w centrum
Tokio. Ostatecznie użyto sarin w metrze w Tokio.