1. Funkcje białek błonowych:

• Transport (bierny – dyfuzja; czynny-aktywny)

• Aktywność enzymatyczna

• Receptory: odbiór i przetwarzanie sygnałów

2. Podział receptorów:

• Komórkowy

• Wyspecjalizowana komórka:

  • Receptory obwodowe: odbierają bodźce ze środowiska zewnętrznego

  • Receptory centralne: odbierają bodźce działające bezpośrednio na tkanki ciała (chemo, osmo, termo, baro, prioprio, mechanoreceptory)

3. Sposoby komunikacji międzykomórkowej:

• Sygnał z komórki na komórkę

• Dyfuzja sygnałów chemicznych

• Przekazywanie sygnałów chemicznych

• Przekazywanie sygnałów elektrycznych na duże odległości

4. Rodzaje neuronów:

• Czuciowe

• Interneurony

• Neurony wykonawcze

4.1. Strukturalne i czynnościowe zróżnicowanie neuronów:

• Neuron wielobiegunowy – np. ruchowy

• Neuron dwubiegunowy – np. neuron siatkówki

• Neuron jednobiegunowy – np. czuciowy

4.2. Kierunek przepływu impulsu:

• Dendryt > ciało komórki nerwowej > akson > synapsa

  • (od ciała komórki wzdłuż aksonu do zakończeń synaptycznych = ortodromowy kierunek przewodzenia)

5. Podział i organizacja układu nerwowego:

• Lokalizacja:

  • Ośrodkowy/centralny UN : mózg, rdzeń kręgowy

  • Obwodowy UN : neurony i aksony poza OUN

• Funkcja:

  • Somatyczny UN (do mięśni szkieletowych/czucie z mięśni/kontrola postawy i czynności ruchowych)

  • Autonomiczny UN (do mięśni gładkich, serca i gruczołów/czucie z narządów wewnętrznych/kontrola środowiska wewn. )

    • Część współczulna= sympatyczna: walcz lub uciekaj

    • Część przywspółczulna= parasympatyczna: traw i odpoczywaj

5.1. Organizacja układu nerwowego:

• Szlaki czuciowe – afferentne

  • zwoje= ciała neuronów czuciowych, nerwy= wiązki aksonów neuronów

• Szlaki wykonawcze – efferentne

  • substancja szara= ciała neuronów, substancja biała= kolumny i szlaki nerwowe: aksony

6. Klasyfikacja odruchów:

• pochodzenie odruchu:

  • wrodzone

  • nabyte

• lokalizacja ośrodka odruchu:

  • rdzeniowe: w rdzeniu kręgowym

  • czaszkowe: w mózgu

• narząd (tkanka) wykonawcza:

  • somatyczne – kontrola skurczów m. szkieletowych; odruch na rozciąganie; odruchy obronne

  • trzewne – kontrola skurczów :m. gładkich, m. sercowego; aktywność gruczołów

• złożoność łuku odruchowego:

  • monosynaptyczne: jedna synapsa

  • polisynaptyczne: od 2 do 2tys. synaps

7. Potencjał spoczynkowy i jego zmiany

• błona pod nieobecność bodźców zachowuje stan polaryzacji, czyli różnicy ładunku elektrycznego (wnętrze kom. „-‘’, otoczenie „+’’)

• potencjał spoczynkowy: różnica potencjałów w nieaktywnym neuronie; przeciętny potencjał spoczynkowy wynosi -70mV

• błona w stanie spoczynkowym ma zamknięte kanały sodowe i przymknięte kanały potasowe

• stężenie jonów sodu na zewnątrz jest 10x większe niż wewnątrz, bo pompa Na - K wypompowuje 3 jony Na na zewnątrz, a wciąga 2 jony K do wnętrza

• potencjał spoczynkowy gwarantuje gotowość do błyskawicznej reakcji na bodziec

• próg pobudliwości błony komórkowej wynosi -55mV

*7.1. Potencjał czynnościowy

• potencjał spoczynkowy > wstępna depolaryzacja (otwieranie kanałów Na; dokomórkowy prąd Na powoduje depolaryzację o wartości progowej) > bardzo szybka depolaryzacja (kanały Na otwierają się szybko, kanały K pozostają zamknięte) > repolaryzacja (kanały Na się zamykają, kanały K ulegają otwarciu) > hiperpolaryzacja następcza (kanału K zamykają się powoli)

*7.2. Fazy potencjału czynnościowego

1. potencjał spoczynkowy (-70mV)

2. bodziec

3. depolaryzacja do poziomu progu pobudliwości (-55mV)

4. szybki dokomórkowy prąd sodowy

5. zamykanie kanałów Na i otwieranie K

6. K opuszcza komórkę

7. kanały K powoli się zamykają

8. hiperpolaryzacja następcza (czyli zwiększona polaryzacja)

9. komórka powraca do potencjału spoczynkowego

8. Zasada „wszystko albo nic”

• potencjały czynnościowe mogą mieć miejsce tylko w aksonach

• amplituda oraz szybkość potencjału czynnościowego jest niezależna od bodźca, który go wykonał

• wszystkie potencjały czynnościowe w obrębie danego aksonu mają taką samą szybkość i amplitudę

• jeżeli w neuronie depolaryzacja osiągnie wartość progową -55mV otwierają się potencjałozależne kanały sodowe i powstaje potencjał czynnościowy (wnętrze komórki staje się „+”)

9. Częstotliwość potencjału czynnościowego

• depolaryzacja – zmniejszenie polaryzacji neuronu w kierunku 0

• potencjał czynnościowy – reakcja polegająca na błyskawicznej depolaryzacji

• częstotliwość potencjału czynnościowego zależy od siły bodźca

10. Refrakcja

• refrakcja bezwzględna: w czasie trwania potencjału czynnościowego, komórka jest niepobudliwa= żaden bodziec nie jest w stanie wywołać potencjału czynnościowego

• refrakcja względna: następuje w czasie hiperpolaryzacji następczej

  • jak spuścimy wodę w kiblu to przez pewien czas nie możemy jej spuścić ponownie – refrakcja bezwzględna, potem można spuścić znowu wodę, ale jest to utrudnione – refrakcja względna; potem wraca do stanu normalnego (spoczynkowego)

11. Szybkość i sposób przekazywania sygnałów

• szybkość zależy od kalibru włókna: 1m/s w cienkich włóknach bezmielinowych; 120m/s w grubych włóknach mielinowych

• im grubsze włókno, tym szybsze przekazywanie sygnałów

• włókna mielinowe: prąd przeskakuje przewężeniami Ranviera

• okres trwania refrakcji zależy również od grubości włókna: im cieńsze włókno, tym dłuższy okres trwania refrakcji

• wszystkie neurony „A” mają osłonkę mielinową; „C” są zawsze bezmielinowe

• najgrubsze włókna w mięśniach; najszybsze są włókna odśrodkowe (do organów wykonawczych)

• najgrubsze neurony na świecie ma Kałamarnica Olbrzymia

12. Pobudzenie i hamowanie w elektrofizjologii

• pobudzenie

  • depolaryzacja > wzrost przepuszczalności jonów Na > zmniejszenie asymetrii jonowej > wzrost pobudliwości

• hamowanie

  • hiperpolaryzacja > zmniejszenie przepuszczalności jonów Na > zwiększenie asymetrii jonowej > spadek pobudliwości

  • hamowanie synaptyczne:

    • presynaptyczne – neuron hamujący przy zakończeniu presynaptycznym > mediator nie zostaje wydzielony lub zostaje wydzielony w mniejszej ilości do szczeliny synaptycznej; polega na zmniejszeniu stężenia jonów wapnia w zakończeniach presynaptycznych (bo jony Ca odpowiadają za otwieranie pęcherzyków)

    • postsynaptyczne – neuron hamujący działa w komórce postsynaptycznej > potencjał czynnościowy nie powstaje; polega na hiperpolaryzacji błony neuronu

      • kwas gamma – aminomasłowy działa na receptory GABA i powoduje otwarcie kanałów chlorowych; Cl^- wchodzi do błony i zwiększa elektroujemny potencjał (hiperpolaryzacja błony postsynaptycznej)

13. Konwergencja i dywergencja pętli neuronalnych

• konwergencja: pobudzenie z wielu włókien presynaptycznych do jednego neuronu

• dywergencja: działanie jednego neuronu rozprzestrzenia się na wiele neuronów

14. Przekaźnictwo synaptyczne, ilość mediatora i jego degradacja

• potencjał czynnościowy depolaryzuje zakończenie aksonu > depolaryzacja otwiera kanały wapniowe > wapń stymuluje egocytozę pęcherzyków (opróżnienie) > neurotransmiter (mediator) dyfunduje do szczeliny synaptycznej i wiąże się z receptorem

• intensywność bodźca – częstotliwość wyładowań – ilość wydzielanego mediatora

  • im intensywniejszy bodziec, tym większa ilość wydzielonego mediatora

• degradacja mediatora: mediator zostaje rozkładany przez odpowiedni enzym (hydrolizowanie mediatora); rozkład enzymatyczny w synapsie; reabsorbcja przez astrocyty; wypłukiwanie i rozkład w sąsiednich tkankach

• zaburzenia transmisji synaptycznej:

  • zaburzenia wydzielania mediatora: Parkinson, depresja, schizofrenia

  • miastenia; neuropatie; SM; alkaloidy

15. Rodzaje receptorów i mediatorów (neurotransmiterów)

Receptory:

• jonotropowe

  • bardzo szybkie, blokowane ligandem; bezpośrednie przekaźnictwo

  • receptor: kanał jonowy

• metabotropowe

  • wolniejsze, zmiany metaboliczne w błonie; pośrednie przekaźnictwo= aktywacja drugiego przekaźnika

  • receptor: białko G, cAMP

• cholinergiczne

  • muskarynowe M (lokalizacja: serce, oskrzela, żołądek, jelita, OUN)

  • nikotynowe N (lokalizacja: zwoje układu autonomicznego)

    • agonista M i N: acetylocholina Ach (Ach jest rozkładana przez esterazę Ach)

• adrenergiczne

  • alfa 1 i 2

  • beta 1,2,3

    • agoniści:

      • alfa: noradrenalina (pobudza receptory alfa)

      • beta: adrenalina (pobudza receptory beta)

Mediatory:

• pobudzające: powodują depolaryzację błony komórkowej, czyli EPSP –Postsynaptyczny Potencjał Pobudzający

  • Acetylocholina (Ach)

  • Dopamina (D)

  • Adrenalina (A)

  • Noradrenalina (NA)

  • Serotonina (5-TH)

  • Histamina (H)

  • Aminokwasy; Asparganian; Glutaminian

• hamujące: powodują hiperpolaryzację błony komórkowej, czyli powodują IPSP – Postsynaptyczny Potencjał Hamujący

  • GABA (kwas gamma-aminomasłowy)

  • Glicyna

15.1. Receptor NMDA

• Związany z pamięcią

• Pozwala mózgowi na powiązanie ze sobą dwóch bodźców: chemicznego i elektrycznego

• Do receptora NMDA wiąże się Glutaminian, co powoduje jego aktywację

15.2. Receptor GABAA

• Są najczęściej pobudzanymi receptorami w ustroju

• Synapsy GABA- ergiczne stanowią 1/3 wszystkich synaps ośrodkowego UN

• Jego mediatorem jest kwas gamma-aminomasłowy (GABA)= główny mediator o właściwościach hamujących w OUN

• Agoniści receptorów GABAA:

  • Benzodiazepiny

  • Barbiturany

  • Alkohol etylowy

16. Ligand, Agonista i Antagonista

• Ligand, agonista > odpowiedź komórki

• Antagonista > brak odpowiedzi komórki

• Blokery kanałów sodowych

  • TTX – terodotoksyna, w rybie Tora Fugu – „śmiertelne sushi”

  • Saxitoksyna – niektóre glony

• Toksyny (blokery, antagoniści):

  • Wpływające na receptory nikotynowe dla Ach( Ach jest mediatorem); przyłączając się do receptora N uniemożliwiają przyłączenie się Ach do niego = brak reakcji, otwierania się kanałów

    • Jad kobry

    • Kurara

    • Botulina (jad kiełbasiany) – stosowany do usuwania zmarszczek

  • Wpływające na receptory muskarynowe dla Ach = antymuskarynowe

    • Muskaryna: blokuje receptory M dla Ach, występuje w muchomorach sromotnikowych

    • Atropina: w pokrzyk wilcza jagoda; w okulistyce-rozszerzenie źrenic; stosowana przez hipisów jako narkotyk

    • Skopolamina (cykuta) – kiedyś stosowana przez CIA jako serum prawdy

    • Hioscyjamina: w lulek czarny

18. Nerwy rdzeniowe i czaszkowe

Rdzeniowe

• Przewodzą informacje pomiędzy rdzeniem kręgowym a receptorami zmysłowymi, mięśniami

• 31 par

• Składają się z włókien czuciowych i ruchowych; dermatom- obszar ciała unerwiany przez jeden nerw

• Info czuciowe docierające no rdzenia, przechodzą w kierunku mózgu podążając odrębnymi szlakami- droga dotyku przebiega oddzielnie od drogi bólu

Czaszkowe

• Grupa nerwów przewodzących informacje czuciowe i ruchowe w obrębie głowy, połączona z jądrami w rdzeniu przedłużonym, moście, śródmózgowiu i przodomózgowiu

  • I węchowy

  • II wzrokowy

  • III okoruchowy – sterowanie ruchem gałek ocznych, zwężenie źrenic

  • V trójdzielny – wrażenia dotykowe z powierzchni twarzy, sterowanie mięśniami żuchwy podczas żucia i przełykania

  • VII twarzowy – wrażenia smakowe z języka, mimika, płacz, ślinienie

  • VIII przedsionkowo-ślimakowy – słuch i równowaga

  • X błędny – wrażenia czuciowe z szui, klatki piersiowej, ruchy mięśni gardła, przełyku i krtani, unerwienie żołądka, jelit

19. Opony mózgu

• Rdzeń kręgowy i mózgowie osłonięte są oponami

• Opona miękka: położona najbardziej wewnętrznie

• Pajęczynówka: między opona miękką a środkową; w niej znajduje się płyn mózgowo-rdzeniowy

20. Płyn mózgowo-rdzeniowy

• Wytwarzany w splotach naczyniówki

• Wypełnia przestrzeń podpajęczynówkową, stąd jest stopniowo wchłaniany do naczyń żylnych mózgowia

• Odpowiada za powstająca siłę wyporu – zmniejsza ciężar tkanki nerwowej

• Zapewnia dopływ hormonów i substancji odżywczych do mózgowia i rdzenia kręgowego

21. Bariera krew-mózg

• Blokuje dostęp wielu substancji do mózgu; nie pozwala na przedostanie się wirusów, bakterii do tkanki nerwowej

• Mogą przez nią przechodzić tlen i dwutlenek węgla oraz cząsteczki rozpuszczalne w tłuszczach: leki stosowane w psychiatrii, heroina, nikotyna, kannabinol

• Nie przepuszcza wielu potrzebnych substancji – w tym celu potrzebny jest transport aktywny, np. glukoza= główne paliwo mózgu

22. Neurony, a komórki glejowe

Neurony

• 100 miliardów neuronów

• Ich budowa przypomina budowę charakterystyczna dla komórek zwierzęcych

  • Akson afferentny – przewodzi informacje do danej struktury; każdy neuron czuciowy

  • Akson efferentny – przewodzi informacje od danej struktury; każdy neuron ruchowy

  • Intraneuron (komórka wewnętrzna) – dendryty i akson danej komórki nerwowej znajdują się wewnątrz jednej struktury

Glej

• Nie przesyła informacji na długie dystanse tak ,jak to robią neurony

• Jest 10x mniejsza ale jest ich 10x więcej, więc zajmują tyle samo miejsca

• Funkcje komórek glejowych:

  • Współtworzenie bariery krew-mózg

  • Synteza niektórych neuroprzekaźników

  • Tworzą osłonki mielinowe

  • Kierują migracją neuronów

  • Uaktywniają się w stanach zapalnych, uszkodzeniach i guzach mózgu

• Wyróżnia się dwa typy komórek glejowych:

  • Makroglej (w ośrodkowym UN)

• Astrocyty,

• Oligodendrocyty,

• Komórki ependymalne

  • Mikroglej (w obwodowym UN)

    • Komórki Schwanna

    • Komórki satelitarne

23. Funkcje astrocytów:

• Przenoszą substancje odżywcze z naczyń krwionośnych do przestrzeni międzykomórkowej OUN

• Z komórkami nabłonkowymi naczyń tworzą barierę krew-mózg

• Wydzielają czynniki wzrostowe dla neuronów

• Regulują neuroprzekaźnictwo(!)

  • Sprzyjają powstawaniu synaps

  • Tworzą „trzeci element synapsy”

  • Mogą kontrolować uwalnianie mediatorów, zwłaszcza GABA i glutaminianu

  • Ograniczają działanie neurotransmiterów

• Ulegają zmianom czynnościowym i morfologicznym podczas uczenia się

• Biorą udział w oczyszczaniu UN – usuwają pozostałości po obumarłych neuronach