-pod koniec XIX w. Ramón y Cajal wykazał, że każdy neuron oddzielony jest szczeliną

-1906 - Charles Scott Sherrington- w szczelinie pomiędzy dwoma neuronami zachodzi komunikacja neurochemiczna i nazwał szczelinę SYNAPSĄ

WŁAŚCIWOŚCI SYNAPS

1) odruchy (automatyczne reakcje mięśni na stymulacje) są wolniejsze niż szybkość przewodzenia impulsu przez akson (na synapsach dochodzi do jakiegoś opóźnienia)

2) kilka słabych bodźców zastosowanych w niewielkim przedziale czasu bądź też na ograniczonej powierzchni wywołuje silniejszy odruch niż pojedynczy bodziec (synapsa zdolna do sumowania czasowego- dodawania do siebie różnych bodźców)

3) gdy jeden zespół mięśni zostaje pobudzony, inny ulega rozluźnieniu (synapsy są tak ze sobą połączone, że pobudzenie jednej z nich powoduje osłabienie pobudzenia lub nawet zahamowanie innych)

SUMOWANIE- proces prowadzący do powstania potencjału czynnościowego

SUMOWANIE CZASOWE- efekty działania bodźców powtarzanych w krótkim czasie mogą się kumulować (np. łagodne ukłucia w jednym miejscu [!]; im szybsze tym większa reakcja)

-pojedyncze, łagodne ukłucie powoduje pobudzenie neuronu postsynaptycznego (otrzymującego informację), które jest poniżej progu (neuron presynaptyczny- wysyłający informację)

-szybkość przewodzenia przez akson 40m/s

-szybkość przewodzenia w łuku odruchowym (pętla biegnąca od pobudzenia neuronu czuciowego do reakcji mięśni) 15m/s

POSTSYNAPTYCZNY POTENCJAŁ POBUDZAJĄCY/EPSP- lokalna depolaryzacja; powstaje na skutek napływu jonów sodu do wnętrza kom.; zdarzenie podprogowe; wygasa z czasem; jego siła słabnie wraz z rozchodzeniem się po błonie

SUMOWANIE PRZESTRZENNE- kilka synaps zlokalizowanych w różnych miejscach [!] może sumować swoje oddziaływanie na neuron (np. łagodne kłucie w 2 różnych miejscach jednocześnie)

POSTSYNAPTYCZNY POTENCJAŁ HAMUJĄCY/ PSP- chwilowa hiperpolaryzacja błony na miejsce wtedy, gdy oddziaływane synapsy wybiórczo otwiera kanały dla nadpływającego z kom. potasu (ładunek dodatni) lub też dla nadpływającego do kom. chloru (ładunek ujemny)

-im więcej EPSP, tym większe prawdopodobieństwo powstania potencjału czynnościowego; im więcej IPSP- tym mniejsze takie prawdopodobieństwo

CZYNNOŚĆ SPONTANICZNA- neurony generują okresowo potencjały czynnościowe, nawet pod nieobecność stymulacji synaptycznej

-EPSP i IPSP konkurują ze sobą na powierzchni neuronu a balans pomiędzy nimi decyduje częstotliwości wyładowań neuronu

ZJAWISKA CHEM. W SYNAPSACH -nerwy wysyłają informację przez wydzielanie zw. chem. (Otto Loewi :eksperyment z sercem i płynem: rozdział 3, str. 60)

ZDARZENIA W SYNAPSIE:

1) neuron syntezuje zw. chem., które spełniają rolę neuroprzekaźników. Synteza małych cząstek odbywa się w zakończeniach/kolbkach presynaptycznych, a cząstek białkowych- w ciele komórki

2) neuroprzekaźniki białkowe są transportowane z ciała komórki do zakończeń presynaptycznych. Neuroprzekaźniki białkowe podążają wzdłuż aksonu.

3) docierając do zakończenia presynaptycznego potencjał czynnościowy powoduje, że jony wapnia napływają do wnętrza komórki, prowokując uwolnienie neuroprzekaźnika (egzocytoza). Z zakończeń presynaptycznych neuroprzekaźnik dostaje się do szczeliny synaptycznej przestrzeni pomiędzy neuronem presynaptycznym a postsynaptycznym

4) uwolnione molekuły przyłączają się do receptorów i zmieniają własności neuronu postsynaptycznego

5) cząsteczki odłączają się od swoich receptorów i przekształcane są w substancje nieaktywne

6)większość cząsteczek neuroprzekaźnika, o ile jest to możliwe transportowanych jest z powrotem do komórki presynaptycznej w celu ponownego użycia. W niektórych komórkach puste pęcherzyki synaptyczne są transportowane z powrotem do ciała kom. (wychwyt zwrotny)

NEUROPRZEKAŹNIKI- zw. chem. uwalniane przez neuron w synapsie i wpływające na działanie innych neuronów

-aminokwasy: glutaminian, GABA, glicyna, asparaginian;

-zmodyfikowane aminokwasy: acetylocholina

-monoaminy: indolaminy- serotonina; katecholaminy- dopamina, noradrenalina, adrenalina

-peptydy (łańcuchy aminokwasów): enarfiny, substancja P, neuropeptyd Y

-puryny: ATP, adenozyna

-gazy: NO (tlenek azotu)

AMINOKWASY- kwasy zawierające grupę aminową (NH2)

PEPTYDY- łańcuchy aminokwasów

ACETYLOCHOLINA- zw. chem. Podobny do aminokwasu z wyjątkiem tego że grupa NH2 została zastąpiona grupą N(CH3)3

MONOAMINY- neuroprzekaźniki niemające własności kwasowych zawierające grupę (NH2) (powstają w wyniku przemian metabolicznych z aminokwasów)

PURYNY- kategoria zw. chem., zawierająca adenozynę i jej pochodne

GAZY- tlenek azotu- gaz uwalniany przez wiele małych neuronów, rozszerza naczynia krwionośne, zwiększając przepływ krwi przez aktywne regiony mózgu

KATECHOLAMINY- 1.adrenalina 2.noradrenalina 3.dopamina- posiadają grupę katecholową oraz grupę aminową

TRANSPORT NEUROPRZEKAŹNIKÓW
-acetylocholina- syntezowana w zakończeniach presynaptycznych w sąsiedztwie miejsca, gdzie są uwalniane

-neuroprzekaźniki wielocząsteczkowe- np. peptydy- syntezowane w ciele komórki transportowane wzdłuż aksonu, aż do zakończenia presynaptycznego; szybkość transportu waha się od 1 milimetra na dzień w cienkich aksonach do powyżej 100mm na dzień w grubszych

WYDZIELANIE I DYFUZJA NEUROPRZEKAŹNIKÓW

-zakończenie presynaptyczne jest miejscem, w którym duże ilości cząsteczek neuroprzekaźnika są magazynowane w pęcherzykach- malutkich pakietach o prawie sferycznych kształtach

EGZOCYTOZA- neuron uwalnia neuroprzekaźnik do szczeliny synaptycznej, przestrzeni leżącej pomiędzy neuronem presynaptycznym a postsynaptycznym (trwa jedną lub dwie milisekundy)

Neuroprzekaźnik, po uwolnieniu przez neuron presynaptyczny, rozprzestrzenia się w szczelinie synaptycznej, a dotarłszy do błony postsynaptycznej przyłącza się do receptora błonowego. Szczelina synaptyczna ma szerokość zaledwie 0,02- 0,05 mikrona, więc czas dyfuzji neuroprzekaźnika przez szczelinę wynosi nie więcej niż 10 mikrosekund

Jeden neuron wydziela dwa, trzy lub nawet więc neuroprzekaźników (taka sama kombinacja)

Każdy dobrze zbudowany neuroprzekaźnik oddziałowuje z wieloma różnymi receptorami

DZIAŁANIE JONOTROPOWE- wywierane na neuron postsynaptyczny. Wywiera wpływ ograniczony do jednego miejsca na błonie. Neuroprzekaźnik przyłącza się do receptora błonowego, co skutkuje prawie natychmiastowym otwarciem kanału dla pewnego typu jonów (reakcja po 10 ms i trwa ok. 20ms)- występuje, gdy potrzebna jest szybka reakcja

EFEKT/ DZIAŁANIE METABOTROPOWE- polega na zainicjowaniu sekwencji reakcji metabolicznych, które są wolniejsze lecz działają dłużej niż mechanizmy jonotropowe (reakcja po 30 ms i trwa sekundy, minuty a nawet godziny). Wpływa na aktywność prawie całej komórki postsynaptycznej.

Podjednostka białka receptorowego, znajdująca się wewnątrz neuronu, aktywuje białko G, które jest związane z wysokoenergetyczną cząsteczką- tri fosforanem guanozyny (GTP). Z kolei aktywowane białko G, powoduje zwiększenie wewnątrz komórki stężenia wtórnego przekaźnika, takiego jak cykliczny monofosforan adenozyny (cykliczny AMP). Wtórny przekaźnik przenosi informację w strukturach wewnątrzkomórkowych.

NEUROMODULATORY (neuroprzekaźniki, gł. białkowe)- same nie powodują pobudzenia czy też hamowania komórki postsynaptycznej, lecz raczej zwiększają bądź też zmniejszają wydzielanie innego neuroprzekaźnika lub też zmieniają wrażliwość komórki postsynaptycznej

HORMON- zw. chem. wydzielony w większych ilościach do krwi, z którą trafi do narządów docelowych

Acetylocholina, po aktywowaniu receptora, zastaje rozłożona przez enzym acetylocholinesterazę na dwie części składowe: resztę kwasu octowego i cholinę. Cholina przedostaje się z powrotem do neuronu presynaptycznego, który ją wychwytuje, a następnie łączy z resztą kw. Octowego obecną w kom., syntezując z powrotem acetylocholinę.

Seratonina i katecholaminy są rozkładane na nieaktywne fragmenty na błonie postsynaptycznej lecz po prostu odłączają się od receptora. Neuron presynaptyczny wychwytuje większość z tych neuroprzekaźników w stanie nienaruszonym i wykorzystuje je powtórni (wychwyt zwrotny- odbywa się dzięki specjalnym białkom błonowym, zwanym transporterami). Enzymy, które przekształcają zarówno katecholaminy, jak i serotoninę w związki nieaktywne to: COMT (O-metylotransferaza katecholowa) i MAO (monoaminooksydaza)

SYNAPSY A SKUTKI DZIAŁANIA SUBSTANCJI PSYCHOAKTYWNYCH

Substancję blokującą działanie neuroprzekaźnika nazywamy agonistą. Substancja ma powinactwo do określonego typu receptora, jeśli łączy się z nim. Skuteczność substancji to z kolei jej tendencja do aktywacji receptora.

ACETYLOCHOLINA (ACH)

-system cholinergiczny (neurony zawierające ACH- neurony cholinergiczne)

-występowanie: jądra podstawne mózgowia, pień mózgu, rdzeń kręgowy (neurony unerwiające mięśnie szkieletowe)

-funkcje: pamięć, uczenie się; skurcz mięśni

-choroba Alzheimera- zaburzenia pamięci, gdyż zmniejszona jest aktywność systemu cholinergicznego

AMINY BIOGENNE

1.aminy katecholowe

*noradrenalina

*adrenalina

*dopamina

2.seratonina

3.histamina

-funkcje: ruch, nastrój, poznanie

-działanie pobudzające lub hamujące w zależności od typu receptora

DOPAMINA (DA)

-występowanie: pień mózgu, a dokładnie obszar nakrywki

-pod wpływem odpowiedniego enzymu może ulec przekształceniu w noradrenalinę

-choroba Parkinsona- obniżone wydzielanie DA

NORADRENALINA I ADRENALINA

-mięśnie sinawe w pniu mózgu, rdzeń kręgowy, móżdżek, układ limbiczny, kora mózgowa

-pobudzają te same receptory, ale wykazują inne powinowactwo wobec receptorów

-regulują procesy zapobiegające utracie informacji

-funkcje przestrzenne

-związane z nastrojem

*nadmiar NA- zespoły maniakalne

*niedobór NA- depresja

SERATONINA (5-HT)

-występowanie: jądra szwu, pień mózgu

-regulują nastrój

*niedobór 5-HT- ciężka depresja, senność

*nadmiar 5-HT- stan pobudzenia maniakalnego

*dysfunkcja 5-HT prawdopodobnie leży u podstaw chorób przebiegających z natręctwem

HISTAMINA (His)

-występowanie: brzuszna część tylnego podwzgórza

-regulacja funkcji wegetatywnych (np. pobieranie pokarmu i wody, usuwanie hormonów)

AMINOKWASY

-udział w metabolizmie

-aminokwasy hamujące

*kwas ﻻ-aminokwasowy (GABA) [ﻻ-gamma]

*glicyna

-aminokwasy pobudzające

KWAS ﻻ- AMINOKWASOWY (GABA)

-występuje w rozproszeniu w OUN (nie tworzy skupisk)

-zazwyczaj neurony wstawkowe o krótkich aksonach

-działanie hamujące

*przeciwlękowe

*relaksacyjne

*sedatywne (uspakajające)

-odpowiedzialny za szybką polaryzację

GLICYNA (Gly)

-działanie hamujące

-występowanie: głównie rdzeń kręgowy

-funkcja: hamowanie neuronów ruchowych (np. skurcz mięśni)

NEUROPEPTYDY

-neuropeptydy tylnej przysadki

*oksytocyna

*wazopresyna

-neuropeptydy opioidowe

*endorfina

*dynorfina

ENDORFINA

-reguluje zachowania homeostatyczne (jedzenie, picie, oddychanie)

-prawdopodobnie stanowi element systemu nagród

---