WITAM
Potencjal spoczynkowy
ujemny ladunek neuronu
Skad sie on bierze? Dziala tzw. pompa sodowo-potasowa
Potencjal spoczynkowy
Pompa sodowo (Na+) - potasowa (K+)
Pompy sodowo-
potasowe
Plyn
(bialka blonowe)
zewnatrzkomórkowy
Blonoa komórkowa
neuronu
Wnetrze komórki
Potencjal spoczykowy
Pompa sodowo (Na+) - potasowa (K+)
na zywo
Pompa sodowo-potasowa zuzywa okolo 40-50 % energii neuronu
Ames III, A., 2000. CNS energy metabolism as related to function.
Brain Res. 34, 42 68.
Potencjal spoczynkowy
Balans jonów w rzeczywistym neuronie
Rzeczywiste róznice stezen w neuronie ssaków
Stezenie [mM]
Na zewnatrz komórki
Wewnatrz komórki
Potencjal spoczynkowy
selektywna przepuszczalnosc blony
" Jakie jony przechodza przez blone
komórkowa?
TAK
" K+ ?
Dla czego w takim razie obserwujemy
róznice w rozkladzie tych jonów które moga
NIE
" Na+ ?
przechodzic swobodnie przez blone neuronu?
TAK
" Cl- ?
Potencjal spoczynkowy
Sily dzialajace na jony
Gradient stezen Gradient elektryczny
Przed osiagnieciem Po osiagnieciu Przed osiagnieciem Po osiagnieciu
równowagi równowagi równowagi równowagi
Potencjal spoczynkowy
Na+
Sily dzialajace na jony
Na+
Na+
Na+
K+ Na+ Na+
gradient gradient
Na+ Na+ K+
Na+
stezen elektryczny
Na+ K+
K+ Na+
Na+ Na+
Na+ Na+
Na+ K+ Na+
K+ Na+
K+ K+
Na+ Na+
K+
K+ K+
K+
K+ K+
Na+
Na+
K+
K+ Na+
K+ K+
K+ K+
Na+ K+ Na+
Na+ Na+
Na+
Na+ Na+
K+ Na+
Na+ Na+ K+
W efekcie..
cytoplazma
K+
Na+
blona
Pompa Na+/K+
komórkowa
Wnetrze neuronu
Potencjal spoczynkowy
róznice w dystrybucji jonów
Wewnatrz komórki jest wiecej jonów naladowanych ujemnie ale:
1) Roztwory: wewnatrz komórki i na zewnatrz komórki musza byc
elektrycznie obojetne.
2) Komórka musi byc w równowadze osmotycznej. (nie moze zawierac
wiekszej ilosci rozpuszczonych w niej substancji niz plyn zewnatrzkomórkowy)
Potencjal spoczynkowy
Balans jonów w przykladowym neuronie
NA ZEWNATRZ KOMÓRKI [mM] WEWNATRZ KOMÓRKI [mM]
Na+
117
30
3
K+ 90
Cl- 120 4
Aniony
0 116
bialkowe
Prosze policzyc calkowite stezenia
Aby osiagnac potencjal okolo -80 mV wystarczy ze na kazde 100.000 kationów
bedzie przypadac 100,001 anionów (wielkosc nie mierzalna w kategorii stezen)
Potencjal spoczynkowy
Balans jonów w rzeczywistym neuronie
Rzeczywiste róznice stezen w neuronie ssaków
Stezenie [mM]
Na zewnatrz komórki
Wewnatrz komórki
No to pobawmy sie w komórke ;-)
Jakie jony znajduja sie w równowadze ?
Potencjal czynnosciowy
Co sie bedzie dzialo jesli nagle otworza sie kanaly sodowe?
Depolaryzacja
Potencjal
czynnosciowy
Dynamika
przeplywu jonów
Kanaly sodowe napieciozalezne
na czym to polega?
kanal otwarty
kanal zamkniety
blona zdepolaryzowana
blona spolaryzowana
Depolaryzacja blony powoduje
zmiane konformacji bialka
Propagacja potencjalu czynnosciowego
w neuronie niezmielinizowanym
Propagacja potencjalu czynnosciowego
w neuronie zmielinizowanym
Propagacja potencjalu czynnosciowego
(na zywo)
Klasyfikacja neuronów
ze wzgleu na szybkosc przewodzenia
KLASA OPIS Szybkosc przewodzenia
Zmielinizowane aksony
Aa 80-120 m/s
nerwów obwodowych
Zmielinizowane aksony
A� 30-80 m/s
nerwów obwodowych
Zmielinizowane aksony
Ad 5-30 m/s
nerwów obwodowych
Zmielinizowane aksony
B 5-30 m/s
neuronów ukladu
autonomicznego
Niezmielinizowane aksony
C mniej niz 2 m/s
" Wezel ranviera ma 2 �m
" Przestrzenie miedzywezlowe  1 mm
" Przecietnie wezly zajmuja 0.2%
powierzchni blony
Potencjal czynnosciowy
charakterystyka potencjalu
czynnosciowego
Próg (napiecie progowe)
EPSP sumuja sie
EPSP sumuja sie
Sumowanie
(czasowo) az
(przestrzennie) az
czasowe EPSP
przekroczona zostaje
przekroczona zostaje
wartosc progowa
wartosc progowa
Excitatory post Inhibitory post
synaptic potential synaptic potential
Potencjal czynnosciowy
charakterystyka potencjalu
czynnosciowego  wazne terminy
" Potencjal czynnosciowy :-)
" EPSP
" IPSP
" Sumowanie czasowe
" Sumowanie przestrzenne
" Regula:  Wszystko albo nic
" Próg pobudzenia
" Refrakcja wzgledna i bezwzgledna
Kanaly napieciozalezne
a potencjal blonowy
Kanal Na+
Kanal K+
potencjal blonowy
Potencjal czynnosciowy
w warunkach fizjologicznych powstaje zawsze we
wzgórku aksonalnym  dla czego?
dendryt
jadro
oslonka mielinowa
zakonczenia
presynaptyczne
akson
wzgórek
aksonalny
wlókno
miesniowe
kolce
cialo
dendrytyczne
komórki
Poniewaz ten region charakteryzuje sie duzym upakowaniem kanalów
napieciozaleznych (900/�m2).
Podobne upakowanie kanalów spotykane jest w wezlach Ranviera
Na ciele komórki upakowanie wynosi 300/ �m2.
Matsumoto, E. & Rosenbluth J. (1985) Plasma membrane structure at the axon
hillock, initial segment and cell body of frog dorsal root ganglion cells . Journal of
Neurocytology 14, 731-747
IPSP oraz EPSP raz jeszcze
wlókno pobudzajace wlókno hamujace
zakonczenie
zakonczenie
presynaptyczne
presynaptyczne
neurotransmiter
neurotransmiter
szczelina
pobudzajacy
hamujacy
synaptyczna
szczelina
receptor
synaptyczna
Blona
postsynaptyczna
receptor
Blona
postsynaptyczna
To czy neuron wygeneruje
potencjal czynnosciowy
zalezy od chwilowego balansu EPSP i IPSP
synapsa pobudzajaca
synapsa hamujaca