Wykład nr 2

Jaka role odgrywają jony w przekazywaniu informacji i tworzeniu potencjału błony?

Wyróżniamy 3 potencjały: spoczynkowy (środowisko przekazywania info), lokalny (analogowy, wyk. Proporcjonalną zmianę amplitudy do siły bodźca, rozchodzi się biernie we wszystkich kierunkach, dendryty i ciało komórki), czynnościowy (aksony).

Jeżeli bodziec działa na komórkę to działa na niewielki obszar. Następuje przepływ jonu w poprzek błony (potencjał lokalny). Następuje depolaryzacja albo hyperpolaryzacja. W postaci biernego prądu przechodzi pod błona komórki. Dzięki temu, że jest analogowe dobrze odzwierciedla siłe bodźca i jest bardzo „tani”.

Potencjał czynnościowy- w poprzek błony, cyfrowy, nieograniczony jeśli chodzi o odległość.

Zrób zadanie, że otwarte są kanały potasowe, ale działają tez kanały wyciekowe!

Kanały wyciekowe powodują, że mamy potencjał spoczynkowy zachowany (a potencjał spoczynkowy stabilizuje też wypływ/wpływ jonów).

Równanie Nersta- przewidywanie wartości potencjału spoczynkowego, gdy zmieniany jest gradient stężeń potasu.

V=RT/zF ln(Ko/Ki)

Ko-stężenie jonów potasowych na zewnątrz komórki

Ki- stężenie jonów wewnątrz

O wartości potencjału spoczynkowego decydują dwa jony: potasowy (przede wszystkim) i sodowy (on powoduje depolaryzację.

Równanie Goldmana- opisuje stan spoczynkowy istniejący naprawdę (bo uwzględnia inne jony i różne wartości przepuszczalności dla tych jonów).

Wartość potencjału równowagowego potasu jest bardziej ujemna niż wartość potencjału spoczynkowego.

Jeżeli otworzymy kanał potasowy w stanie spoczynku potas będzie wypływał z komórki (siła elektryczna jest mniejsza niż chemiczna).

W ciele komórki i w dendrytach nie ma kanałów potencjałozależnych (lub jest ich niewiele).

W aksonie wystepuja kanały potencjałozależne. Konformacja tych kanałów jest spowodowana depolaryzacją.

Detrotoksyna (TTX)- blokuje potencjałozalezny kanał sodowy

Jon tetraetyloamonowy (TEA)- kanał potasowy

Kanał sodowy ma dwie bramki (aktywacyjna i inaktywacyjną). Kana potasowy ma tylko bramkę aktywacyjną.

System otwierania kanału sodowego:

Otwarcie bramki aktywacyjnej (przez depolaryzację)-> bramka inaktywacyjna się zamyka (w tym momencie otwiera się bramka aktywacyjna kanału potasowego)

Cykl Hodkina- do wzgórka aksonalnego dociera depolaryzacja-> włączenie sprzężenia zwrotnego dodatniego (patologiczne, jeśli nie są kontrolowane, np. metabolizm komórek nowotworowych).

Potencjał lokalny w postaci depolaryzacji-> kanały sodowe się otwierają-> napływ jonów sodu-> zwiększenie depolaryzacji-> otwieranie się kolejnych kanałów sodowych (dlatego następuje taki strzał w górę na wykresie).

Depolaryzacja- analogowo przenoszona- jest tylko do zapoczątkowania cyklu Hodkina.

Potencjał czynnościowy nie zależy od wielkości bodźca bo przenoszona jest cyfrowo (zasada „wszystko albo nic”).

Wartość progowa albo nadprogowa= maxymalna amplituda.

Jaka depolaryzacja uruchomi cykl Hodkina? Musi być to taka, która spowoduje jej zwiększenie (przez otwarte kanały sodowe zaczyna wpływać prąd potasowy, ale cały czas są otwarte kanały wyciekowe i jony potasowe zaczynają wypływać-> czyli prąd sodowy musi chociaż trochę przewyższać wartość prądu potasowego, nie jest ważne o ile przekroczy ta wartość).

Refrakcja względna- bodziec musi być wyższy niż progowy (jest odpowiedzialna za przetłumaczenie kody analogowego na cyfrowy). Spowodowane jest to hyperpolaryzacją i faktem, ze niektóre kanały sodowe są w stanie inaktywacji, a kanały potas są nadal otwarte. W momencie kiedy hyperpolaryzacja maleje następuje zamykanie kanałów potasowych i deinaktywacja kanałów sodowych.

Refrakcja bezwzględna – nie powstanie potencjał czynnościowy

Propagacja/ przekaz potencjału czynnościowego

Polega ona na generacji kolejnych potencjałów de novo na kolejnych fragmentach błony komórkowej. Od niego rozchodzą się prądy w każdym kierunku. Nie dotyczy go dekrement.

Komórki glejowe łącza komórki nerwowe z naczyniami krwionośnymi. Gdy wykryją „pracę” powodują rozszerzenie naczyń, dzięki czemu komórki nerwowe są lepiej utlenowane.

Nie jest możliwe przekazywanie informacji „do tyłu”, bo antydromowo jest refrakcja bezwzględna (kanały sodowe są inaktywowane).

Jeżeli mamy osłonkę mielinowa to depolaryzacja następuje tylko w przewężeniach ranviera. Osłonka chroni przed dekrementem, chroni przed interferencjami środowiska zewnętrznego. Transport jest o wiele tańszy (pompy nie musza tak ciężko pracować). Jest to transport szybszy i dzięki niemu jest bardziej precyzyjne kodowanie informacji.