FIZJOLOGIA PRZEWODZENIA
IMPULSÓW NERWOWYCH
NEURON
Typowa komórka nerwowa zawiera jądro komórkowe w
swej rozszerzonej części zwanej ciałem komórki
(perikarion). Od ciała komórki nerwowej odchodzą dwa
rodzaje wypustek: krótkie, o drzewkowatym kształcie
dendryty i zazwyczaj jedna długa rozgałęziająca się na
końcu  akson (neuryt). Neuryty przewodzą impuls
odkomórkowo, czyli od ciała komórki nerwowej dalej
natomiast dendryty przewodzą impulsy dokomórkowo,
czyli w stronę ciała komórki. Aksony mogą osiągać
długość do około 1m. Długie wypustki kończące się w
znacznej odległości od ciała komórki nerwowej nazywamy
włóknami nerwowymi.
NEURON
Podstawową jednostką budując ą układ nerwowy jest komórka nerwowa czyli neuron
7
1-dendryty
2-ciało komórki
3-jądro
4-osłonka mielinowa
5-neuryt
6-przewężenie Ranviera
7-tigroidy (ciała Nissla)  gęste skupienia RNA i rybosomów
Średnica aksonu
Neurony Neuron
(0,004 mm) do 100 mikronów (.1 mm)
jednobiegunowe dwubiegunowy
Średnica włosa
0,02 mm do 0,08 mm.
Długość aksonu (1 mm) do ponad 1m
Neurony wielobiegunowe
U ludzi:
Ok. 1011 neuronów w mózgu
Średnia długość aksonu w korze ok. 0.02 m.
Całkowita długość aksonów A = 2*109m
Odległość Ziemia  Księżyc L = 4* 108m
A/L = 5
Komórki glejowe  Oligodendrocyty, Komórki Schwanna, Astrocyty
ASTROCYTY- buforowanie jonów OLIGODENDROCYTY i MIKROGLEJ  składniki układu
potasu, regulacja KOMÓRKI SCHWANNA  odpornościowego, aktywne podczas
neuroprzekaz
nictwa, dostarczają wytwarzają mielinę (choroba: stanów zapalnych i w
glukozę stwardnienie rozsiane) uszkodzeniach, pochłaniają
produkty rozpadu tkanki nerwowej
 Aksonami nazywamy wypustki nerwowe wyprowadzające impulsy z ciała
komórki nerwowej.
Wyróżniamy:
" włókna bezrdzenne  otoczone lemocytami, czyli komórkami Schwanna,
które tworzą tzw. osłonką Schwanna, występują w układzie wegetatywnym
" włókna rdzenne (mielinowe) z osłonką mielinową. Osłonka ta utworzona
jest przez wyspecjalizowane komórki glejowe w ośrodkowym układzie
nerwowym i lemocyty w obwodowym układzie nerwowym, które owijając
się wokół aksonów, tworzą tę osłonkę ze swojej błony komórkowej ułożonej
w kilka warstw. Mielina nie tworzy ciągłej osłony ale w regularnych
odstępach przewęża się tworząc przewężenia Ranviera. Osłonka ta pełni
jednocześnie funkcję ochrony mechanicznej i izolatora elektrycznego
aksonu.
Włókna rdzenne
przewężenie Ranviera
We włóknach bez osłonki mielinowej impulsy nerwowe przesuwają
się ruchem jednostajnym ze stałą prędkością. Ten typ
przewodzenia nazwano falowym (2).
Włókna rdzenne przewodzą ze znacznie większą szybkością, co jest
spowodowane przeskakiwaniem impulsów nerwowych z
jednego przewężenia Ranviera na drugie. Ten typ przewodzenia
nazwano skokowym (1).
Zakończenia aksonów tworzą liczne rozgałęzienia, za pomocą
których dany neuron łączy się z inna komórką nerwową lub
komórką efektorową. Miejsca styku komórek nazywamy
synapsami. Zapewniają one ciągłość czynnościową w układzie
nerwowym i umożliwiają przekazywanie informacji z układu
nerwowego do innych organów. Wyróżniamy synapsy:
" nerwowo  nerwowe ( styk dwóch neuronów),
" nerwowo  mięśniowe (styk neuronu z włóknem mięśniowym),
" nerwowo  gruczołowe (styk neuronu z gruczołem).
BUDOWA SYNAPSY
Gdy impuls nerwowy osiąga zakończenie neurytu - błonę
presynaptyczną (1), do szczeliny synaptycznej (3)
otwierają się pęcherzyki synaptyczne zawierające
mediator (5). Substancja ta dyfunduje przez szczelinę i
pobudza receptory (4) w błonie postsynaptycznej (2),
wyzwalając w kolejnej komórce impuls nerwowy.
PRZEKAZYWANIE DANYCH
" Synapsa- to miejsce, w którym akson
jednego neuronu styka się z
dendrytem drugiego neuronu lub z
inną komórką.
" Pobudzenie, docierające do końcowej
części aksonu, uwalnia z niego
cząsteczki neuroprzekaz
nika, który
powoduje w niej zmiany elektryczne.
" Przewodzenie impulsu odbywa się więc
na drodze elektryczno - chemicznej.
Potencjał czynnościowy - propagacja
Prąd wpływający do komórki musi z niej
wypłynąć by zamknąć obwód prądowy. Jony
płyną wzdłuż komórki szukając miejsc
najmniejszego oporu błony. Prądy te (tzw. prądy
lokalne) rozprzestrzeniają depolaryzację do
sąsiednich rejonów aksonu gdzie, jeśli próg jest
osiągnięty, generowany jest następny potencjał.
A. We włóknach niezmielinizowancyh propagacja
następuje w sposób ciągły.
B. B. We włóknach z mieliną propagacja
następuje skokowo  od jednego przewężenia
do następnego.
C. W dendrytach występują odcinki błony
aktywnej (tzw. hot spots), w których może być
generowany impuls. Jest to odmiana
propagacji skokowej.
SYNAPSY CHEMICZNE I ELEKTRYCZNE
Dwa główne sposoby komunikacji w układzie nerwowym:
synapsy elektryczne i synapsy chemiczne.
Cytoplasmic continuity
Distance between pre-
between pre- and
Type of and postsynaptic cell Agent of Direction of
postsynaptic cells Ultrastructural components Synaptic delay
synapse membranes transmission transmission
Yes Gap-junction channels Virtually absent
Electrical 3.5 nm Ion current Usually
bidirectional
No Presynaptic vesicles and Significant: at least 0.3
Chemical 20-40 nm Chemical Unidirectional
active zones; postsynaptic ms, usually 1-5 ms or
transmitter
receptors longer
Synapsy elektryczne
A. W synapsie elektrycznej dwie komórki są połączone kanałami
szczelinowymi (gap-junction channels). Kanały te umożliwiają
bezpośredni przepływ jonów pomiędzy dwoma komórkami.
Dodatkową ułatwieniem komunikacji jest zawężenie przestrzeni
zewnątrzkomórkowej z 20nm do 3.5 nm w złączu szczelinowym (gap
junction).
Mikrografia elektronowa połączenia szczelinowego. Macierz
kanałów wyizolowana z błony wątroby szczura. Każdy kanał
ma strukturę hexagonalną. Powiększenie: X 307 800
B. Każdy półkanał (connexon) składa się z sześciu identycznych
podzespołów (connexin).
C. Podzespoły są ułożone tak, że tworzą por pośrodku kanału. Por
jest otwarty gdy podzespoły są skręcone względem podstawy. Na
otwarcie lub zamknięcie poru może wpływać poziom pH i stężenie
Ca+ w komórce. Synapsy elektryczne mogą mieć również
napięciowozależne bramki oraz reagować na różne
neuroprzekaz
niki.
Główne cechy przekaz
nictwa elektrycznego:
- duża prędkość
- wierność przekazu (bez zniekształcenia)
- działanie dwukierunkowe
Zastosowanie:
- szybkie działanie (np. odruch ucieczki)
- synchroniczne działanie dużych grup neuronów
- komunikacja w komórkach glejowych
Synapsa chemiczna
" Potencjał czynnościowy
dochodzi do
zakończenia aksonu.
" Uwolnienie
neuroprzekaz
nika do
szczeliny synaptycznej.
" Powstanie potencjału
postsynaptycznego w
neuronie
postsynaptycznym.
RODZAJE NEUROPRZEKAy
NIKÓW I ICH FUNKCJE
Acetylocholina  procesy pamięci, pobudzanie mięśni do skurczów.
GABA  (niedobór)  lęk.
Noradrenalina  (niedobór)  depresja.
Dopamina  (nadmiar)  schizofrenia.
Serotonina  procesy wzbudzenia, długotrwałe żywe halucynacje.
Endorfiny  kontrola lęku, strachu, napięcia, przyjemności i bólu.
TEORIA MEMBRANOWA
(POMPA SODOWO - POTASOWA)
W przewodzeniu impulsów w komórce nerwowej podstawową rolę odgrywa błona
komórkowa. Gdy neuron jest niepobudzony to błona komórkowa wykazuje
polaryzację spoczynkową.
Różnica potencjałów (potencjał
spoczynkowy) między wewnętrzną
a zewnętrzną powierzchnia błony
wynosi -70 mV.
TEORIA MEMBRANOWA
(POMPA SODOWO - POTASOWA)
Stan polaryzacji jest utrzymywany dzięki obecności enzymu w błonie komórkowej - pompy
sodowo-potasowej - która przenosi aktywnie przez błonę jony sodu i potasu. Energia
potrzebna do aktywnego transportu jonów jest uzyskiwana z hydrolizy ATP do ADP i Pi.
TEORIA MEMBRANOWA
(POMPA SODOWO - POTASOWA)
Kanał sodowy bramkowany
potencjałem
TEORIA MEMBRANOWA
(POMPA SODOWO - POTASOWA)
Nierównomierne rozmieszczenie jonów sodu i jonów potasu po obu stronach błony
komórkowej neuronu są przyczyną jej polaryzacji.
W momencie lokalnego otwarcia
kanałów jonowych w błonie
komórkowej neuronu przez silny
bodziec następuje chwilowa
zmiana właściwości elektrycznych
błony i gwałtowny napływ do
wnętrza komórki jonów sodu oraz
wypływ jonów potasu. Następuje
wtedy depolaryzacja o potencjale
+40 mV.
Po chwili następuje repolaryzacja błony, która jest
skutkiem aktywności pomp sodowo-potasowych,
które przepompowując aktywnie jony bardzo szybko
doprowadzają do stanu polaryzacji spoczynkowej.
TEORIA MEMBRANOWA
(POMPA SODOWO - POTASOWA)
Proces lokalnej depolaryzacji może
przemieścić się wzdłuż błony
komórkowej neuronu jako fala
depolaryzacyjna.
Fala ta, we włóknach bezosłonkowych
ma charakter ciągły, przez to względnie
małą prędkość.
W przypadku włókien dwuosłonkowych
fala będzie się przemieszczała z większą
prędkością z wyniku przeskoków do
kolejnych przewężeń Ranviera.
TEORIA MEMBRANOWA
(POMPA SODOWO - POTASOWA)
TEORIA MEMBRANOWA
(POMPA SODOWO - POTASOWA)
TEORIA MEMBRANOWA
(POMPA SODOWO - POTASOWA)
TEORIA MEMBRANOWA
(POMPA SODOWO - POTASOWA)
TEORIA MEMBRANOWA
(POMPA SODOWO - POTASOWA)
TEORIA MEMBRANOWA
(POMPA SODOWO - POTASOWA)