NEUROCHEMIA

Prawo wszystko albo nic mówi amplituda oraz szybkość potencjału czynnościowego jest niezależna od bodźca, który go wywołał.

Kodowanie informacji w układzie nerwowym.

Jaka na przykład jest różnica między sygnałem o słabym bólu a tym o bólu przenikliwym? Słaby wygnał wytwarza po prostu 10 potencjałów na sekundę podczas gdy mocny 100. Oznacza to, że w układzie nerwowym obowiązuje kod częstotliwości impulsu.

W punkcie szczytowym potencjału czynnościowego wzrost przepuszczalności sodowej ulega zahamowaniu z trzech powodów:

- wszystkie obecne w aktywnym rejonie błony komórkowej napięciowo zależne kanały sodowe ulegają otwarciu,

- jonowa siła napędowa sodu zmniejsza się w wyniku depolaryzacji błony w kierunku potencjału równowagi dla jonów sodu,

- napięciowo zależne kanały sodowe przechodzą w stan inaktywacji (refrakcji bezwzględnej).

Choroby demielinizacyjne - grupa chorób układu nerwowego o różnej etiologii, w których badaniem histopatologicznym wykrywa się w mózgu i rdzeniu, jako zmianę podstawową rozpad osłonek rdzennych (mielinowych) włókien nerwowych.

Stwardnienie rozsiane - przewlekła, zapalna, demielinizacyjna choroba centralnego układu nerwowego.

Zespół Devica - zapalenie rdzenia i nerwów wzrokowych.

Przewodzenie skokowe - szybkość sygnału przewodzenia przez włókna zmielinizowane wzrasta proporcjonalnie do średnicy włókna, a dla włókna niezmielinizowanego - kwadratu średnicy (dlatego, że opór elektryczny maleje z kwadratem promienia). V>3m/s.

Technika patch-clamp wprowadzona przez Erwina Nepera i Berta Sakmanna w 1976r.

Kanały jonowe charakteryzuje kilka właściwości:

- kanały jonowe mogą być wysoko selektywne wobec poszczególnych jonów (filtr selektywności),

- znajdują się w stanie otwartym lub zamkniętym,

- przejścia pomiędzy stanem otwartym a zamkniętym podlegają kontroli. Kanały jonowe dzielą się na 2 klasy:

▪ kanały bramkowane ligandem (obcy związek chemiczny) - substancja chemiczna powoduje przejścia między otwartym a zamkniętym stanem.

▪ kanały bramkowane potencjałem - potencjał czynnościowy idzie od aksonu do końca, działa na specyficzne kanały wapniowe, i uwalniany wapń uwalnia neurotransmiter.

- stan otwarty często przechodzi spontanicznie w stan inaktywacji.

Kanały sodowe napięciowozależne - szybki kanał Hodżkina i Hasli.

Kanały sodowe powolne - generujące `paczki impulsów' w neuronach komórek Purkiniego, w hipokampie.

Neurotoksyny:

Tetrodotoksyna (TTX) - blokuje transport.

Efekt tetradotoksyny:

- TTX działa tylko z zewnętrznej stronie błony,

- zmienia maksymalne przewodzenie jonu, ale nie wpływa na gating mechanizm,

- działanie TTX jest odwracalne,

- działanie TTX nie należy od jonu i kierunki prądu,

- TTX jest aktywowana tylko przy pH poniżej 8, tylko w formie kationu,

- badania wykazały, że TTX wpływa na centrum wiązania jonu.

Saksytoksyna (SNX) wpływa na procesy aktywacji i inaktywacji.

Toksyny anemony morskiej - wzmocnienie aktywacji przez hamowanie procesów inaktywacji kanału.

Toksyny skorpiona - inhibicja procesu aktywacji.

Neurotoksyny alkoloidne - grajianotoksyna, batrachotoxinin, weratruduna. Wiąże się z otwartym kanałem. Mechanizm wzmocnienia aktywacji.

Działający z opóźnieniem, odkomórowy, prostujący, napięciowo zależny kanał potasowy. (ang. Voltage-dependent potassium Chanel, VDKC).

Dwumiejscowy kanał potasowy - ograniczona część kanału potasowego ma dwa miejsca wiązania o zbliżonej energii. Związanie drugiego jonu potasu powoduje elektrostatyczne odpychanie, które wypycha pierwszy jon z kanału.

Inaktywacja kanału potasowego - region przy końcu aminowym kanału potasowego jest krytyczny dla inaktywacji.

Filtr selektywności kanału potasowego - jony potasu oddziaływają z grupami karbonylowymi sekwencji kanału potasowego, zlokalizowanego w porze w miejscu o średnicy 3 mikrometry. (chyba ;p)

Funkcje wapnia w aksonach i dendrytach - efekty pobudzające i hamujące.

- poza komórkowy wapń zmniejsza i stabilizuje pobudliwość neuronu,

- przewodzenie potasowe, aktywowane przez zwiększenie stężenia wapnia,

- wzrost stężenie Ca²⁺ zmniejsza przewodzenie synaptyczne,

- transport aksonalny,

- transport soli i wodny przez komórki jelita cienkiego,

- sekrecja hormonów,

- aktywacja białek kurczliwych lub bezpośrednio, lub przez zmianę poziomu cAMP,

- reguluje poziom cAMP i cGMP przez aktywacje enzymy o nazwie fosfodiestraza,

- aktywacja białek kurczliwych bezpośrednio lub przez zmianę poziomu cAMP,

- organizacja cytoszkieletu - jony Ca2+ wpływają na wiązanie się różnych białek z filamentami aktynowymi. Białka wiążące się z aktyną można podzieli na te, które kontrolują długość filamentów, sieciujące filamenty aktynowe i białka łączące filamenty aktynowy z innymi strukturami,

- regulacja ekspresji genów - wzrost stężenia Ca2+ wpływa na aktywację niektórych genów. Białko wiążące wapń wiąże się z sekwencją i hamuje transkrypcję genu różnych czynników transkrypcyjnych,

- apoptoza - czyli programowana śmierć komórki, jest konsekwencją podwyższonego stężenia jonów Ca2+ w cytoplazmie. To powoduje aktywację proteaz, endonukleaz i transglutaminaz.

Bierze udział:

- w egzocytozie pęcherzyków synaptycznych i sekrecyjnych,

- tworzy magazynowanie CA w cysterny i przy udziale wtórnych przekaźników zmiana stężenia Ca w cytozolu, i pełni role wtórnego przekaźnika,

- pompa wapniowa.

3.11.2011.

- wpływ na cykl komórkowy i transformację nowotworową.

KALMODULINA

- występuję w cytoplazmie, jądrze, centrosomach. wpływa na aktywności fosfodiestrazy cAMP, kinazy białkowe, fosfatazy białkowe, cyklazy adenilowe (cAMP), ATP-azy wapniowej z błony, kinazy łańcuchów lekkich miozyny, syntazy tlenku azotu.

Typy Synaps: elektryczne i chemiczne.

Charakterystyczne cechy synaps elektrycznych - bardzo duza prędkość, wysoka wierność, brak czasu zatrzymania sygnału i działanie dwukierunkowe. Przeważnie synapsy elektryczna SA to synapsy pobudzające.

Klasyfikacja synaps chemicznych:

-synapsy aksodendryfuczne,

Połączenia synaptyczne:

- nerwowo-nerwowe - połączenie miedzy dwoma kom nerwowymi,

- nerwowo mięśniowe

- nerwowo-gruczołowe.

Mediator hamowania presynaptycznego w rdzeniu kręgowym może być GABA. (antagonista - bikukulina)

Mediator hamowania postsynaptycznego w rdzeniu kręgowym może być glicyna. (antagonista - strychnina).

Przekaźnictwo synaptyczne można również podzielić na dwa rodzaje, biorąc pod uwagę jego szybkość.

Szybkie przekaźnictwo synaptyczne następuje wtedy gdy neuroprzekaźnik działa na receptory jonotropowe, natomiast wolne przekaźnictwo synaptyczne, gdy neuroprzekaźnik działa na receptory …..

1. Dokowanie, w którym uczestnicza bialka o nazwie SNARE: synatptobrewina (v-Snare) i synataksyna (t-Snare).

2. Aktywacja (priming) kilka białek cytoplazmatycznych tworzy przejściowo kompleks z białkami SNARE, co prowadzi do częściowej fuzji błony pęcherzyka z błona presynaptyczną.

3. Tworzenie poru fuzyjnego porzez który zachodzi egzocytoza.

4. Zakończenie procesu fuzji pęcherzyka z błoną presynaptyczną przez związanie Ca2+ z …..

Neurotransmiter:

- musi być syntezowany w neuronie z którego jest uwalniany,

- musi być skladowany w neuronie z którego jest uwalniany,

- stymulacja rejonu presynaptycznego musi powodowac uwolnienie `kandydującej' substancji,

- podajnie tej substancji w rejon postsynaptyczny jak stymulacj rejonu presynaptycznego,

- czynniki które blokuja odpowiedz postsynaptyczna powinny również blokowac ja, gdy substancja kadydujaca zostaje podana z zewnatrz,

- substancja taka musi mieć szybki metabolizm i rozpadać się niedługo po uwolnieniu z zakończeń aksonów.

Rodzaj bodźca: 6 podstawowych typów receptorów: chemoreceptory, termoreceptory, mechanoreceptory, fotoreceptory, magnetoreceptory i elektroreceptory.

Interoreceptory i eksteroreceptory.

Receptory błonowe:

- Receptory hormonów peptydowych

- Receptory prostaglandyny

- Receptory neurotransmiterów

Receptory wewnątrz komórkowe:

- Receptory cytozolu lub jądra

Receptory hormonów steroidowych:

- Żeńskie hormony płciowy estrogen i progesteron, tyroksyna.

Zadaniem receptora jest przemieniać jedną formę energii na druga np. światło, temperaturę na aktywność elektryczna.

Aby my cokolwiek poczuły ;D

Niektóre receptory adaptują się bardzo szybko tzw. adaptacja fazowa, podczas gdy inne bardzo wolno tzw. Adaptacja toniczna. Adaptacja fazowa cechuje receptory reagujące na zmiany ciśnienia czy dotyk. Receptor z adaptacja toniczną to np. odpowiedzialne za odczucie bólu.

Kryterium specyficzne dla cytoreceptorów:

1. Receptor jest to cząsteczka, która zawiera odcinek zdolny do rozpoznawania specyficznych chemicznych cząsteczek endogennych

2. Inicjacja odpowiedzi przy związaniu agonistyk nie powoduje tworzenia lub rozpad wiązań kowalencyjnych. To odróżnia je od enzymu

Zależności od lokalizacji wyróżniamy receptory pre- i postsynaptyczne

Pierwsze zlokalizowane są na neuronie uwalniającym przekaźnik i są zaangażowane w regulację jego uwalniania.

1TM - 1 segment błonowy.

EGF- epidermalny czynnik wzrostu (biwalentny)

GH- hormon wzrostu

Receptor metapotropowy - mówi, że zachodzi proces metabolizmu.

Jest ich kilka rodzajów. Działa w przeciwnym kierunku: pobudzają albo hamują.

Jest związany z białkiem G, bo ma zdolność do wiązania GDP. Związane jest z receptorem i jak nie ma neurotransmitera to jednostki białka alfa, beta i gama złączone między sobą i GTP. Gdy jest neurotransmiter jednostki rozpadają się i odłączają od białka. I wtedy zachodzi proces dysocjacji białka G.

Fosfolipaza - rozkłada lipidy. (?)

Końcowy efekt działania hormonu wzrostu to określone białka.

Receptory acetylocholinowe.

Działanie trombiny - bierze udział w …

Prostaglandyna - omega są prekursoarmi kwasu arachidowego a z nich pochodzi prostaglandyna.

Glukagon - komórki wątroby

Adrenalina - lioliza w komorkach tłuszczowych

Wazopresyna- receptory V2 w komórkach nerwowych wpływ na resorpcję (wchłanianie zwrotne) Na+/woda

Acetylocholina - relaksacja mięśnia sercowego.

---