Kanały i elektrogeneza
Piotr A
aszczyca
KFZiE, WBiOÅš, UÅš
2008
BA
ONA
Wg Singera i Nicholsona (1972)
 płynna mozaika i podwójna tafla lipidów
BIAA
KA I ICH FUNKCJE W BA
ONACH
Pompy błonowe
np.:
pompa sodowo-potasowa = Na, K-ATP-aza
100 - 2 000 molekuÅ‚ pompy na 1 µm2 bÅ‚ony,
tzn. \
e ok. 106 pomp Na, K na 1 mały neuron,
200 jonów Na+ na zewnątrz i 130 jonów K+ do wnętrza na sekundę
tak\
e: pompy Ca2+, Mg2+, Cl-, H+
Wymiennik jonowe i inne,
np.: Ca, Na antyporter ...,
transporter glukozy napędzany dokomórkowym strumieniem sodu i inne ...
Kanały błonowe
w tym: sodowe, potasowe, wapniowe,
1 - 105 molekuÅ‚ kanaÅ‚owych na 1 µm2 bÅ‚ony
... i inne (patrz dalej)
Receptory błonowe mediatorów i hormonów (specyficzne wobec liganda)
" receptory - kanały
"
"
"
" receptory - enzymy (układ drugiego przekaz
nika)
"
"
"
" receptory   przeciwciała
"
"
"
Antygeny powierzchniowe komórek i białka kotwiczące
PODWÓJNA TAFLA LIPIDÓW
Lipidy błonowe
i
głownie fosfolipidy i cholesterol
P
" trójestry zbudowane z:
i
1. z wielowodorotlenowego alkoholu (glicerolu)
c---c---c
i i i
lub aminoalkoholu (sfingaminy)
o o o
2. dwóch wy\
szych kwasów tłuszczowych
3. kwasu fosforowego lub siarkowego
4. inozytolu, etanolaminy, seryny, choliny
5. galaktozy lub glukozy
" fizycznie mo\
na w nich wyró\
nić:
a/ hydrofilową, polarną główkę
(rdzeń alkoholu z kwasem fosforowym
i innymi zwiÄ…zkami)
b/ hydrofobowe, niepolarne ogony
(łańcuchy kwasów tłuszczowych)
Co lipidy robią w błonie
1.  same układają się w elastyczną dwuwarstwę
2. tworzą miejsce do kotwiczenia białek
3. nie pozwalajÄ… na dyfuzjÄ™ substancji polarnych
4. sÄ… z
ródłem substratów dla fosfolipaz
BIAA
KA BA
ONOWE
Alberts et al. 2006
Pompa czyli Na+, K+ - ATP-aza
Alberts et al. 2006
KANAA
W BA
ONIE
Alberts et al. 2006
WA
ASNOÅšCI BA
ONY
1. Selektywnie przepuszczalna
- dla subst. polarnych nie i wody
(o ile nie ma białek transportowych)
- dla substancji niepolarnych ( lipidów )
(ale subst. apolarne nie mogą  same dotrzeć
przez wodę zewnątrzkomorkową do błony)
2. Aktywnie transportujÄ…ca
- bo w błonie pompy, wymienniki, nośniki, kanały
3. Zmieniająca przepuszczalność po bodz
cu
- bo receptory-kanały mogą się otwierać pod
działaniem bodz
ca
CO WYNIKA Z WA
ASNOSCI BA
ONY
1. Rozmieszczenie jonów wewnątrz i na zewnątrz komórki
Dane dla aksonu neuronu ssaka
Stezenia jonów wyrazone w milimolach na litr z wyjatkiem stezenia
bialek
Na+ K+ Ca++ Cl- Prot-
Zewnatrz 150 6 2 125 1%
Wewnatrz 10 150 10-8 9 30%
Stosunek 15:1 1:25 108 :1 15:1 1:30
Z / W
2. Zmiany przepuszczalności dla jonów po zadziałaniu bodz
ca
Dane dla aksonu neuronu ssaka
Stan komórki Przepuszczalnosc (Px lub Py) wzgledna blony dla jonów
Sodu - Na+ Potasu - K+ Chloru - Cl-
W spoczynku 0,04 1 0,45
Po pobudzeniu 20 1 0,45
CO WYNIKA Z WA
ASNOSCI BA
ONY
3. Zdolność do wytwarzania potencjału elektrycznego i jego zmiany
I II III IV V
A-KCh IR-KCh, CaCh K(Ca)Ch, CaCh
4. Mo\
liwość wyliczenia potencjałów na podstawie teorii (HHK)
CO WYNIKA Z WA
ASNOSCI BA
ONY
5. Po prostu pobudliwość
i
wszystko o czym siÄ™ studenci
uczÄ… na neurobiologii
CO WYNIKA Z WA
ASNOSCI BA
ONY
Wapń - działanie regulacyjne w komórce
Wiązanie z błoną
wymiennik
Na+ /Ca2+
siateczka
+
Na+
Ca2+
pompa
Ca2+ Napływ przez kanał
+
K+
Ca2+
mitochondria
pompa
depozyt
Przeciek Ca2+ przez błonę
CO WYNIKA Z WA
ASNOSCI BA
ONY
Recepcja
Hormon
SprzÄ™\
enie
Discrimination
Przetworzenie i wzmocnienie
Transduction
Amplification
GTP
ATP
cAMP
fosfodiesteraza
Wzmocnienie
ATP Efekt regulacji
~P
fosfataza
Enzym lub czynnik
transkrypcyjny
Kanał
METODY BADANIA POBUDLIWOÅšCI BA
ONY
DOÅšWIADCZALNE METODY BADANIA BA
ONY, KANAA
ÓW I
RECEPTOROW
Techniki current clamp i voltage clamp
z farmakologiczną izolacją prądów
Technika  patch clamp (Neher i Sackman  Nobel 1992)
" Cell attached
" Whole cell
" Outside-out
" Inside-out
Techniki izotopowe
" badanie przepuszczalności znakowanych jonów
" wiązanie znakowanych specyficznych przeciwciał lub toksyn (ligandów) z
receptorami i kanałami
Techniki izolacji, sekwencjonowania i syntezy in vitro białek błonowych z
rekonstytucją w sztuczne błony
KANAA
U DOKTORA
Wzmacniacz
ró\
nicowy
Mikroelektroda dra\
niÄ…ca
Mikroelektroda rejestrujÄ…ca
Układ pomiarowy CC / VC
Komora z płynem fizjologicznym
Elektroda odniesienia
KANAA
U DOKTORA
KANAA
U DOKTORA
KANAA
U DOKTORA
PATCH CLAMP NA CZTERY SPOSOBY (Neher i Sackman 1992  Nobel)
Cell attached Whole cell Outside-out Inside-out
Po co? Aby zobaczyć co robią pojedyncze cząsteczki białka w błonie
Kanał u doktora
CURRENT CLAMP -  Co robiÄ… jony
Zham et al. 1999. Low Ca threshold spikes
Kanał u doktora
CURRENT CLAMP -  Zwykła iglica
Wynik zapisu technikÄ… Current Clamp
E
[mV]
III
20
t [ms]
0
-20
IV
-40
II
-60
I VI
V
-80
bodziec
Kanał u doktora
VOLTAGE CLAMP -  Jak to robiÄ… jony
O, właśnie tak jak tu na przykładowym  prostym aksonie
Co widać na obrazku?
Czarna linia: Ile prądu trzeba przepuścić przez komórkę aby utrzymać w niej depolaryzację
Niebieska linia: Ile prądu potrzeba na stałą depolaryzację jesli zatka się TEA kanały dla potasu
Czerwona linia: Ile prądu potrzeba na stałą depolaryzację jesli usunie się z zewnątrz komórki sód
lub zatka się kanały sodowe tetrodotoksyną
Kanał u doktora
VOLTAGE CLAMP
-  Jak to robiÄ… jony
Voltage clamp dla zwykłego aksonu
VM
IM
Tak  na siłę zmieniono potencjał
VM
Tak zmieniało się gK
IK
INa
Tak zmieniało się gNa
KANAA
 FILTR I BRAMKA
Alberts et al. 2006
TYPY KANAA
ÓW
Alberts et al. 2006
KANAA
W BA
ONIE
KANAA
SODOWY I KANAA
-RECEPTOR CHLORKOWY
RÓZNICOWANIE KANAA
ÓW BA
ONOWYCH
Kryteria wyró\
niania i klasyfikacji typów kanałów błonowych:
1. Istnienie mechanizmu bramnego
2. Czynnik aktywujący mechanizm bramny kanału:
- kanały potencjałozale\
ne,
- kanały aktywowane (bramkowane) chemicznie czyli receptory,
- kanały sensoryczne (sensory) w komórkach receptorowych
3. Kinetyka mechanizmu bramnego
(Jak szybko kanał się otwiera i zamyka po bodz
cu)
4. Selektywność jonowa (Jakie jony mogą dyfundować przez kanał)
5. Przewodność jednostkowa kanału
(Ile jonów mo\
e maksymalnie przepływać przez kanał)
6. Podatność na modulację przez metabolizm komórkowy (pamięć!!)
7. Wra\
liwość na specyficzne toksyny
8. Specyficzność gatunkowa i narządowa
9. Struktura białka kanałowego i homologia genów
(dziÅ› decydujÄ…ca podstawa klasyfikacji!)
w tym ilość domen transbłonowych (TM) od 2 do 6 i ilość podjednostek od 2 do 6
GA
ÓWNE TYPY KANAA
ÓW BA
ONOWYCH
zmod. za Peter Agre, Roderick MacKinnon ( Nobel 2003), oraz e-Handbook Sigma Co.
KONEKSON (CONNEXON)
"  nibykanał  du\
y nieselektywny (do 800-1000 dalt., np. glukoza, c-AMP,
drobne peptydy) kanał błonowy o du\
ym porze  1,5 nm, zbudowany z 6
uło\
onych w rozetę jednostek koneksyny (u bezkręgowców  ineksyna),
" zazwyczaj sprzÄ™\
ony z drugim, identycznym kanałem w błonie sąsiedniej
komórki
" mo\
e poprzez skrętne zmiany konformacji otwierać się lub zamykać.
Regulacja otwarcia zachodzi m.in. z udziałem jonów wapnia i
kalmoduliny, tak\
e poprzez system c-AMP.
" zespól blisko poło\
nych koneksonów tworzy złącze ścisłe (złącze
szczelinowe = neksus, odległość błon- 3-5 nm) miedzy komórkami,
umo\
liwiające niespolaryzowane przenikanie jonów i małych cząsteczek
(mo\
liwe jednak własności prostownicze).
" m.in. we wstawkach serca, miedzy komórkami mięśni gładkich i w
synapsach elektrycznych (efapsach)
Koneksyna (tityna)  białko budulcowe koneksonu występuje w odmianach
o ro\
nej masie czÄ…steczkowej (26  30 - 34  37 - 40 - 43 kDa).
Genetyczne defekty mogą prowadzić do chorób, np. głuchoty, zaburzeń
rytmu serca, zaburzeń rozwoju płodowego.
GA
ÓWNE TYPY KANAA
ÓW BA
ONOWYCH
KONEKSON
Wikipedia
GA
ÓWNE TYPY KANAA
ÓW BA
ONOWYCH
KANAA
Y SODOWE (NaCh)
" pierwsze poznane i wyizolowane z błony, a następnie syntetyzowane i
rekonstytuowane w błonie
" umo\
liwiają napływ sodu do komórki, występuje w kilku podtypach o ró\
nej
kinetyce, depolaryzacja
Nadrodzina kanałów sodowych zale\
nych od potencjału
= Voltage Dependent Sodium Channels (VDSC)
" 4 podjednostki (domeny) homologiczne, lecz ró\
ne,
ka\
da po 6 segmentów transbłonowych (S1-S6)
" ka\
dy segment transbłonowy o strukturze helikalnej i długości 20 aa,
" co trzeci aa helisy segmentu transbłonowego to Liz lub Arg decydujące dla działania
sensora napięciowego
" między segmentem S5 i S6 pętla H5 zło\
ona z dwóch łańcuchów SS1 i SS2  tworzy
ścianę kanału
" na odcinku pętli zewnętrzne SS2 miejsce wiązania TTX
" domeny połączone wewnątrzkomórkowymi/wewnątrzbłonowymi pętlami (ka\
da inna)
 pętla I-II fosforyzowana, pętla III-IV odpowiada za inaktywację
GA
ÓWNE TYPY KANAA
ÓW BA
ONOWYCH
KANAA
Y SODOWE (NaCh)
Budowa
" w mózgu:
heterotrimer: alfa (260 kd), beta1 (36 kd), beta2 (33 kd)
" w sercu:
monomer alfa
" w mięśniach szkieletowych:
dimer: alfa + beta1
podjednostka alfa - tworzy por
podjednostka beta-1 = tenascin - wiÄ…\
e kanał z macierzą
zewnątrzkomórkowa (glikokalyksem)
podjednostka beta-2 - częściowo homologiczna z białkami adhezji
komórkowej [cell adhesion molecule = contactin (CAM)]
Typowa aktywność:
aktywacja - 10 µs,
czas otwarcia - 0,5-1 ms,
inaktywacja  refrakcja
jednorazowy Å‚adunek  ok. 6000 Na+
GA
ÓWNE TYPY KANAA
ÓW BA
ONOWYCH
KANAA
Y SODOWE (NaCh)
Zró\
nicowanie kanałów sodowych potencjałozale\
nych
NaV1.1 NaV1.2 NaV1.2a NaV1.3 NaV1.4 NaV1.5 NaV1.6 NaV1.7 NaV1.8 NaV1.9
OUN OUN OUN OUN Miesnie Serce OUN Sympat. Zwoje Zwoje
(nowo- (doj- (zarod- szkielet. UN i korzon- korzon-
rodk.) rzałe) kowe) zwoje ka ka
korz. grzbiet. grzbiet.
grzbiet. rdz. kr. rdz. kr.
Ä…, ²1-²4 Ä…, ²1-²4 Ä…, ²1-²4 Ä…, ²1-²4 Ä…, ²1 Ä…, ²1-²4 Ä…, ² Ä…, ² Ä…, ² Ä…, ²
Wraz- Bardzo Slabo Slabo
liwy na wrazliwy wrazliwy wrazliwy
kono- na TTX na TTX na TTX
toksyne
Epile- Epile- Epile- Ból Przejs- Arytmia Ból Ból Ból Ból
psja psja psja przewl. ciowy przewl. przewl przewl
paraliz
GA
ÓWNE TYPY KANAA
ÓW BA
ONOWYCH
KANAA
Y WAPNIOWE (CaCh)
umo\
liwia dokomórkowy napływ wapnia,
podtypy funkcjonalne jak dla kanału sodowego
" Bramkowane chemicznie (ligandem) kanały wapniowe
(NMDA-R/Ch, N-ACh-R)
" Potencjałozale\
ne kanały wapniowe (VDCC)
VDCC - LVA (low voltage activated)
VDCC - HVA (high voltage activated)
Budowa
Heteromultimery
" Podjednostka Alfa1  główna - z porem i mechanizmem bramnym
" Podjednostka Beta  wewnątrzkomórkowy marker/regulator transportu
potranslacyjnego i lokalizacji w błonie
(intracellular membrane trafficking subunit - postraslational transporter regulators)
" Podjednostka Alfa2  pozakomórkowy element glikozylowany
(zaczep w sieci glikoaliksu?) (extracellular glycosylated subunit)
" Podjednostka Gamma  glikoproteina regulująca funkcje kanału
 mutacja stargazer u myszy
" Podjednostka Delta  podjednostka transbłonowa (region kotwiczący),
moduluje własności bramne kanału
GA
ÓWNE TYPY KANAA
ÓW BA
ONOWYCH
KANAA
Y POTASOWE (KCh)
umo\
liwiają wypływ potasu z komórki, co przeciwdziała depolaryzacji,
Liczne podtypy (ponad 80!)
Pod względem funkcjonalnym mo\
na wyró\
nić m.in.:
" KCh -  zwykły: wolny i szybki i jego podpodtypy, odpowiada za repolaryzację i
potencjał spoczynkowy,
" ACh - umo\
liwiajÄ…cy samoczynne depolaryzacje wskutek powolnego
zamykania siÄ™ po repolaryzacji - tak\
e spacing serca i neuronów
rozrusznikowych (pacemakers)
" IRCh - zamykając się na szczycie depolaryzacji mięśnia roboczego serca
przedłu\
a jÄ… (plateau),
" K(Ca)Ch = Slo-KCh + SK-KCh - otwierany/aktywowany oraz modulowany przez
nadmiar jonów wapnia we wnętrzu komórki, sprawca wyładowań (depolaryzacji)
salwami oraz habituacji,
" K(ATP)Ch - kanał potasowy hamowany przez ATP jest na zasadzie
kompetycyjnej aktywowany przez fosforany fosfatydyloinozytolu (PIP2 oraz PIP)
wiÄ…\
ące się do podjednostki wewnątrzbłonowej jednostki białka kanałowego,
hamowanie przewodnictwa K(ATP)Ch związane jest z aktywacją rozkładającej
PIP fosfolipazy C, która uczynniana jest z kolei przez np. receptory
purynoergiczne (np. P2Y2)
" TWIK-Ch - kanał potasowy z dwoma otworami (two pore)  jakieś dziwadło!
GA
ÓWNE TYPY KANAA
ÓW BA
ONOWYCH
KANAA
Y POTASOWE (KCh)
Budowa KCh
Voltage Dependent Potasium Channels (VDPC)
" 4 podjednostki (domeny) homologiczne, lecz ró\
ne, ka\
da po 6 segmentów
transbłonowych (S1-S6)
" segment S4 uczestniczy w inaktywacji
" między segmentem S5 i S6 pętla H5 zło\
ona z dwóch łańcuchów SS1 i SS2 
tworzy ścianę kanału - w ścianie miejsce wiązania TEA
" z segmentu S1 domeny alfa lub beta zwisa do wewnątrz komórki peptydowy
 łańcuch z kulą będący bramką inaktywacji (nie wszystkie KCh go mają)
Nadrodzina kanałów potasowych zale\
nych od potencjału lub aktywowanych przez
wapń (KV-Ch i KCa-Ch)
Nadrodzina kanałów potasowych o własnościach prostownika dośrodkowego (Kir),
w tym:
Kanał potasowy wra\
liwy na ATP (ATP-sensitive Potassium Channel)
Kanały potasowe o własnościach prostownika dośrodkowego
GA
ÓWNE TYPY KANAA
ÓW BA
ONOWYCH
KANAA
Y CHLORKOWE (ClCh)
napływ chloru, hiperpolaryzacja i hamowanie,
u słodkowodnych jednokomórkowców wypływ Cl = depolaryzacja.
Jedynie blokery małospecyficzne:
- DIDS (4,4 -diispthiocyanatostilbene-2,2 -disulfonic acid) nieaktywny tylko wobec
CFTR
Blokery Ca-zale\
nych ClCh i CFTR
- NPPB (5-nitro-2-(3-phenylpropylamino); kwas benzoesowy
Dysfuncja ClCh w:
myotonia congenita, chorobie Denta, glioma (nadekspresja), mukowiscydozie
Liczne typy:
1. Bramkowany chemicznie (przez ligand) kanał-receptor chlorkowy
(Gly-R, GABAA-R)
20 podtypów o du\
ym przewodnictwie
 hamowanie pobudzenia  cel środków uspokajających
2. Regulowany przez c-AMP Regulator Przewodnictwa Transbłonowego
typowy dla mukowiscydozy
[cAMP-regulated Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance (CFCR)
Regulator] = ClC6  o niskim przewodnictwie
GA
ÓWNE TYPY KANAA
ÓW BA
ONOWYCH
KANAA
Y CHLORKOWE (ClCh)
3. Kanały chlorkowe zale\
ne od potencjału  o niskim przewodnictwie
Rodzina ClC
w tym:
VCC (Voltage-gated Chloride Channels) ssaków
 ClC-1  mięsni szkieletowych (brak myotonii)
 ClC-2  neurony ośrodkowe, uczestniczą w odpowiedzi GABAA,
utrzymujÄ… gradient Cl
 ClC-3  we włóknach m. serca, wra\
liwe na objętość dzięki fosforylacji
zale\
nej od PKA/PKC
 ClC-4  powszechny
 ClC-5  głównie w nerce, tak\
e w mózgowiu i wątrobie
 ClC-Ka, i ClC-Kb  w nerce
 ClC-6 = CFCR, ClC-7  powszechny
4. Kanały chlorkowe zale\
ne od wapnia
[Calcium-activated Chloride Channels] o niskim przewodnictwie
Rodzina CaCC:
4 typy; mięśnie gładkie, nabłonki, o niskim przewodnictwie
GA
ÓWNE TYPY KANAA
ÓW BA
ONOWYCH
KANAA
Y WODNE = AKWAPORYNY (AQPs)
Odkryte w 1992 (Peter Agre Nobel 2003),
wszechobecne  podstawowe,
homologia z Major Intrinsic Proteins i z innymi białkami transbłonowymi
Co najmniej 11 typów AQPs u ssaków
" AQP-0 - soczewka oka (katarakta)
" AQP-1 - nerka, erytrocyty,
" AQP-2
- wra\
liwa na wazosopresynÄ™ (ADH), mechanizm cAMP zale\
ny V2-R
" AQP-3, AQP-4
- podstawnoboczna część kom. nerki, jelito grube, tchawica
" AQP-4 - glej
" AQP-5 - nabłonki wydzielnicze
" AQP-6 - wewnątrzkomórkowe pęcherzyki wydzielnicze
" AQP-7 - jÄ…dra i jelito cienkie
" AQP-8 - jÄ…dra
" AQP-9 - leukocyty i wÄ…troba
GA
ÓWNE TYPY KANAA
ÓW BA
ONOWYCH
KANAA
Y AKTYWOWANE PRZEZ MEDIATOR NERWOWY
" acetylocholinowy nikotynowy i muskarynowy: N i M- AChR:
" alfa- i beta-adrenergiczny: Ä… ², -ADR; ...
Ä…, ²
Ä… ²
Ä… ²
" dopaminowy: D1, D2, D3, D4 ;
" serotoniowy: H1, H2, H3, H4 ;
" glutaminowy: non-NMDA (Q/K), NMDA; AMPA; kainianowy ;
NMDA - N-metylo-D-asparaginian - analog glutaminianu
AMPA - alfa-amino-3-hydroksy-5-metylo-4-izoksazolopropionian - j.w.
" opiatowy: µ º, ...
µ, º
µ º
µ º
" ... i inne -
Ka\
dy z ponad 50 poznanych mediatorów ma kilka ró\
nych typów receptorów,
jeden z nich mo\
e być kanałem dla jakiegoś jonu, a inne są związane z
produkcjÄ… drugiego przekaz
nika.
Receptor błonowy zbudowany jest z wielu białek, tworzących ogniwa łańcucha
czynności.
Jednym z początkowych ogniw są białka G, końcowym - enzym produkujący
drugi przekaz
nik, np.: cyklaza adenylanowa lub fosfolipaza A2, produkt ich
reakcji aktywuje z kolei kinazy białkowe, które - przez fosforylację -
modulują aktywność kanałów, receptorów, enzymów i białek jądrowych.
Dwa sposoby reakcji receptora - jonoforowy i metaboliczny
GA
ÓWNE TYPY KANAA
ÓW BA
ONOWYCH
Kanał i receptor w jednym &
Np. receptor acetylocholinowy typu nikotynowego czyli N-AChR
Alberts et al. 2006
GA
ÓWNE TYPY KANAA
ÓW BA
ONOWYCH
KANAA
Y SENSORYCZNE KOMÓREK RECEPTOROWYCH
" wra\
liwe na np.
deformację błony komórki (dotyk),
światło
lub inne &
" przekształcają energię bodz
ca w impuls nerwowy
" współdziałają z układem drugiego przekaz
nika.
Alberts et al. 2006
POTENCJAA
NA RÓśNE SPOSOBY
SPOSOBY ELEKTRYCZNEJ ODPOWIEDZI KOMÓRKI NA BODZIEC
wynikające ze zró\
nicowanego wyposa\
enia błony w kanały i receptory
" Aktywność spontaniczna (III, V)
lub odpowiedz
wywołana bodz
cem (I, II, IV, V)
" Depolaryzacja lub hiperpolaryzacja (I)
" Odpowiedz
stopniowana (I)
lub typu  wszystko albo nic - iglicowa (II)
" Reakcja pojedyncza (II) lub salwami (V)
I II III IV V
A-KCh IR-KCh, CaCh K(Ca)Ch, CaCh
WA
ÓKNO WA
ÓKNU NIERÓWNE
Klasyfikacja i własności aksonów w zale\
nośći od budowy i funkcji
za to te\
Nobel dla Erlangera i Gassera (1944)
Neurylemma -1µm; Mielina - 3 µm, MiÄ™dzywÄ™z
le - 50-1000 µm, OsÅ‚onka/Akson - 0,6-1,0
Typ E-G Typ L-H Srednica Szybkosc Mielina Wrazliwosc Wraziwosc Funkcja Funkcja Specyfika
Erlanger - Lloyd - [µ [m/s] na hipoksje na czuciowa ruchowa
µm]
µ
µ
Gasser Hunt znieczulenie
motoneu-
AÄ… I a, b 12-20 70- + +++ - + +
Ä…
Ä…
Ä…
ron alfa,
120
wrzecionka
somatosen-
A² II 5-12 30-70 + +++ - +
²
²
²
soryczne
motoneu-
AÅ‚ - 3-6 15-30 + +++ - +
Å‚
Å‚
Å‚
ron gamma
cieplo,
A´ III 2-3 12-30 + ++ + +
´
´
´
zimno, ból
przedzwoj.
B - 1-3 3-15 + ++ ++ +
autonom.
zazwojowe
Cs - 0,3- 0,7- - + +++ +
sympat.
1,3 2,3
korzonek
Cdr IV 0,4- 0,5- - - +++ + Ä…
Ä…
Ä…
Ä…
grzbiet
1,2 2,0
KA
OPOTY Z MIELIN

Typy aksonów (włókien nerwowych) w zale\
ności od budowy osłonek
Przewodzenie pobudzenia w komórce zale\
ności od budowy aksonu
bez osłonki osłonięte komórką glejową lub jej wytworami - mieliną
nagie bezrdzenne rdzenne rdzenne
osrodkowe obwodowe
bezmielinowe mielinowe
przewodzą wolno, w sposób ciągly, przewodzą szybko, w sposób
z dekrementem - stratami - skokowy,
zanikaniem bez strat
ROZPRZESTRZENIANIE POTENCJAA
U
A BUDOWA WA
OKNA
+ + + + +    + +
" Przewodzenie
          +++   
skokowe
bez dekrementu
+ + + + +    + +
" Przewodzenie
+ + + + + + + + + +    + + + + + +
ciągłe
           + + +       
z dekrementem
+ + + + + + + + + +    + + + + + +
PAMI
Ć  SEKWENCJA ZDARZEC

Pamięć to (wg Donalda Hebba) zmiana siły oddziaływania na siebie układu neuronów, która
powstała w wyniku ich wcześniejszej aktywności, szczególnie wynikająca ze współistnienia
ró\
nych aktywności, która prowadzi do zmian struktury układu.
Pamięć (wg Endela Tulvinga oraz Neala Cohena, Larryego R.Squire, Daniela L. Schactera)
dzieli siÄ™ na:
" refleksoryczną - pamięć czynności, odruchowo-proceduralną, warunkowo-odruchową,
wyuczalną metodą prób i błędów w wielu powtórzeniach
" sprawozdawczą - pamięć deklaratywną, epizodów, świadomą, pamięć asocjacji powstającą
w jednej próbie
" emocjonalną - pamięć kontekstu uczuciowego nagrody lub kary w konkretnej sytuacji,
szybko kształtowaną
Behawioralne aspekty uczenia:
" bodziec bezwarunkowy - istotny, nieobojętny, kara lub nagroda, zmienia stan organizmu
" bodziec warunkowy - sam w sobie obojętny, nie wpływa na stan, ale mo\
e zapowiadać
pojawienie siÄ™ bodz
ca bezwarunkowego
" sensytyzacja - forma uczenia zwiększająca czasowo pobudliwość na wszystkie bodz
ce,
zachodzi w sekwencji: jednorazowy bodziec bezwarunkowy - reakcja - bodziec warunkowy -
reakcja
" habituacja - forma uczenia zmniejszająca czasowo pobudliwość na powtarzające się
obojętne bodz
ce, zachodzi w sekwencji: powtarzający się bodziec obojętny - ... - brak reakcji
" Warunkowanie - warunkowanie klasyczne i instrumentalne zachodzi w sekwencji: bodziec
obojętny - bodziec istotny - reakcja - ... - bodziec obojętny -reakcja
PAMI
Ć  SEKWENCJA ZDARZEC

Sensytyzacja
BB R Wz & BW R
Habituacja
n × [BW R? (Wz)] & BW Ø
Warunkowanie
n × [BW BB R Wz] & BW R
Pamięć trwała
BW1 + BW2 ( R )
Pamięć  bodz
ce
Co to jest pamięć
Wg Donalda Hebba
to modyfikacja oddziaływania synaps
Co to jest bodziec bezwarunkowy (BB, US)?
To nie jest mięso dla psa Pawłowa!
To bodziec nieobojetny, naruszajacy homeostazÄ™
(kara fizyczna lub fizyczna nagroda)
Co to jest bodziec warunkowy (BW, CS)?
To nie jest dzwonek dla psa Pawłowa!
To ka\
dy bodziec obojętny, nie naruszający
homeostazy.
Jak uczą się ślimaki
Miejsce akcji - Å‚uk odruchu wciÄ…gania skrzeli u Aplysii
a ściślej synapsa akso-aksonalna
Interneuron
Mięsień
retraktor
Glu
skrzeli
Neuron
Glu
czuciowy I 5-HT
Syfon
Glu
Glu
BB
5-HT
Motoneuron
GÅ‚owa
BW
Neuron
czuciowy II
Co się dzieje 1 - Zwykła reakcja
 Zwykły bodziec bezwarunkowy   zamach na skrzela
bodziec - reakcja
Glu
Glu
Syfon
Glu
Glu
BB
GÅ‚owa
Neuron
czuciowy II
Co siÄ™ dzieje 2 - Habituacja
Bodziec warunkowy   faluje sobie woda
n × depolaryzacja ICa [Ca2+]in K(Ca)Ch gK &
słaby powtarzający się bodziec  reakcja wygasa
Glu
Syfon
n × BW Glu
GÅ‚owa
Co siÄ™ dzieje 3 - Sensytyzacja
 Zwykły bodziec bezwarunkowy   po głowie
5-HT c-AMP Kinaza KCh~P gK &
 uczulenie synapsy
5-HT
Syfon
5-HT
GÅ‚owa
BB
Co siÄ™ dzieje 4  Sensytyzacja cd.
SÅ‚aby bodziec  silna reakcja
Glu
Glu
Syfon
Glu
Glu
BW
GÅ‚owa
Neuron
czuciowy II
Co siÄ™ dzieje 4 - Warunkowanie
Sumowanie bodz
ców bezwarunkowego i warunkowego
najpierw: n × BW habituacja + [Ca2+]in + kalmodulina
potem: BB AC-(kalmodulina Ca2+) c-AMP Kinaza
KCh~P gK &
wreszcie: BWn+1 iiiii & !!!!
Glu
Syfon
n × BW Glu
GÅ‚owa
BB