POBUDLIWOŚĆ
Nierównomierne rozmieszczenie jonów po obu stronach błony komórkowej w wyniku działania (wewnątrz kom: intracellular, zewnątrz kom: extracellular):
· Siły dyfuzji
· Elektrostatycznego przyciągania
· Transportu czynnego
Siły działające na poszczególne jony:
· Odkomórkowo/ dokomórkowo skierowana siła dyfuzji (zgodna z gradientem)
· Elektrostatyczne przyciąganie/ odpychanie anionów wewnątrzkomórkowych
· Pompy jonowe
· Opór błony komórkowej
Jon chlorkowy- bona komórkowa dobrze go przepuszcza, jest odpychany przez aniony wewnątrzkomórkowe
Aniony wewnątrzkomórkowe- elektroujemne łańcuchy białkowe, stanowią część integralną komórki
Potencjał równowagi- to potencjał elektryczny, który przyłożony do wnętrza komórki utrzymałby przestrzenną separację jonów. Dla Na= -65mV, K= -90mV
Potencjał spoczynkowy błony komórkowej- spoczynkowa różnica potencjałów pomiędzy wnętrzem komórki tkanek pobudliwych, a płynem zewnątrzkomórkowym wynosi -65 do -95mV
Depolaryzacja- wzrost potencjału błonowego (przy tym otwierają się kanały i jony pomiędzy tymi przestrzeniami mogą wędrować)
W utrzymaniu potencjału spoczynkowego odgrywa rolę:
· Wypływ jonów K z komórki
· Przemieszczanie jonów Cl
· Pompa sodowo- potasowa
· Jony Na mają niewielki wpływ na potencjał spoczynkowy
Pobudzenie- to zmiana właściwości błony komórkowej (przepuszczalności dla jonów) pod wpływem czynników działających z zewnątrz komórki pod wpływem bodźców:
Pobudzenie może być:
· Lokalne (małe odcinki)
· Rozprzestrzeniające się (prąd czynnościowy)
Pobudliwość- to zdolność reagowania na bodziec procesem pobudzenia
Tkanki pobudliwe są to te, które odpowiadają na bodźce skutecznie procesem pobudzenia (neurony i komórki mięśniowe). Są to tkanki zbudowane z komórek nerwowych i ich wypustek oraz z komórek mięśniowych.
Pobudzenie komórki- zmiana potencjału błonowego w kierunku dodatnim przez napływ do wnętrza jonów sodowych powoduje osiągnięcie przez nią potencjału progowego (ok. -55mV)
1. Stan spoczynku- kanały bramkowane elektrycznie są zamknięte
2. Depolaryzacja= przekroczenie progu pobudliwości- otwarcie dużej liczby szybkich kanałów sodowych odpowiedzialny za szybką składową potencjału. Szybki napływ jonów Na, otwieranie się kanałów K.
3. Repolaryzacja- przy zamkniętych kanałach sodowych nadal są otwarte kanały potasowe zależne od Ca i niezależne od Ca do momentu osiągnięcia potencjału ujemnego równego potencjałowi progowemu. Towarzyszyć może temu napływ jonów chlorkowych do wnętrza komórki oraz czynność pomp jonowych.
4. Hiperpolaryzacja- potencjał następczy hiperpolaryzujący, zmiana pogłębiająca ujemny potencjał poniżej wartości spoczynkowej, pobudliwość komórki maleje.
5. Następnie potencjał oscyluje w kierunku dodatnim i ujemnym, aż osiągnie wartość potencjału spoczynkowego.
Zmiana pobudliwości komórki w czasie trwania potencjału czynnościowego.
a) Refrakcja bezwzględna- jest to przerwa czasowa, w której nie może się pojawić kolejny potencjał czynnościowy (pobudzenie jest niemożliwe). Komórka jest w okresie depolaryzacji lub 1/3 repolaryzacji i posiada potencjał wyższy niż potencjał inaktywacji sodowej.
b) Refrakcja względna- powraca pobudliwość komórki w okresie repolaryzacji (może powstać potencjał czynnościowy), ale próg pobudliwości jest podwyższony.
Próg pobudliwości- jest to wartość potencjału błonowego komórki po przekroczeniu, którego ona ulega pobudzeniu
– Obniżenie progu pobudliwości powoduje wzrost pobudliwości
– Pobudliwość komórki zależy od różnicy między potencjałem spoczynkowym a potencjałem progowym
Bodziec
· Bodziec to zmiana w środowisku zewnętrznym lub wewnętrznym ustroju wywołująca pobudzenie
· Bodziec może mieć charakter chemiczny lub fizyczny
o Cechy bodźca:
§ Dostatecznie silny (duży)
§ Dostatecznie dynamiczny (zmiana środowiska musi być gwałtowna, znaczna w krótkim czasie)
§ Nie Może być zbyt krótkotrwała- czas niezbędny dla wyzwolenia pobudzenia przez bodziec nazywamy czasem użytecznym.
o Czas użyteczny zależy od:
o Rodzaju tkanki pobudliwej
o Siły bodźca
Podział bodźców
W zależności od siły:
Ø Podprogowe- zbyt słabe, aby mogły wywołać pobudzenie nerwu, ale zmieniające jego pobudliwość (sumowanie)
Ø Progowe- najsłabszy bodziec zdolny do wywołania pobudzenia
Ø Nadprogowe- większe niż bodźce progowe:
o Submaksymalne- wyzwalają pobudzenia zależne od siły
o Maksymalne- powodujące największe pobudzenia
o Hypermaksymalne- większe od maksymalnych, ale dające pobudzenia takie jak bodźce maksymalne
W zależności od charakteru i miejsca działania:
Ø Homologiczne- przystosowane do pobudzenia danej tkanki, komórki
Ø Heterologiczne- nienaturalne, pobudzają komórkę, gdy posiadają dużą siłę np. ucisk na oko daje wrażenie świetlne
Budowa neuronu
Synapsy:
1. Nerwowo-nerwowe
2. Nerwowo-mięśniowe
Rodzaje synaps:
· Pomiędzy komórkami nerwowymi:
v Aksono - dendrytyczna
v Aksono – somatyczna
v Aksono – aksonalna
v Dendro- dendrytyczna
v Somato – somatyczna
· Synapsy chemiczne- pod wpływem pobudzenia uwalniają na drodze egzocytozy transmitery i modulatory synaptyczne (sprzężenie elektrowydzielnicze) wiążące się z receptorami błony postsynaptycznej sprzężenie chemiczno – elektrycznej, jednokierunkowe
· Synapsy elektryczne- zawierają dużo połączeń jonowo – metabolicznych (koneksonów) i umożliwiają bezpośredni, dwukierunkowy przepływ jonów z jednej komórki do drugiej, szybka depolaryzacja, efektywność zależna od liczby połączeń jonowo – metabolicznych (efapsy)
Budowa synapsy:
→ Część presynaptyczna
→ Szczelina synaptyczna
→ Część postsynaptyczna
EPSP- postsynaptyczny potencjał pobudzający (depolaryzujący)
IPSP- postsynaptyczny potencjał hamujący (hiperpolaryzujący)
Przekaźniki synaptyczne:
§ Aminokwasy (glicyna, glutaminiany)
§ Klasyczne transmitery (acetylocholina, aminy katecholowe, serotonina)
§ Neuropeptydy (endorfiny, enkefaliny, somatostatyna [modulatory synaptyczne])
Transmitery hamujące (wywołujące IPSP)- kwas γ-aminomasłowy i glicyna.
Transmitery pobudzające- Ach, dopamina, noradrenalina, adrenalina, serotonina, histamina, asparginiany, glutaminiany.
Opóźnienie synaptyczne- (od 0,5 do kilku ms) czas w którym następuje przekazanie informacji z elementu presynaptycznego do postsynaptycznego.
Egzocytoza pęcherzyków synaptycznych
1. Prąd czynnościowy w elemencie presynaptycznym otwiera zależne od napięcia kanały sodowe, co prowadzi do otwarcia zależnych od napięcia kanałów wapniowych
2. Zwiększenie stężenia Cu w cytoplazmie
3. Ca wiąże się z białkami pęcherzyków i następuje egzocytoza
Sprzężenie chemiczno-elektryczne
Uwolniony w procesie egzocytozy neurotransmiter łączy się z receptorami w błonie postsynaptycznej i powoduje zmiany konformacji białek tej błony, czego konsekwencją sa zmiany przepuszczalności dla jonów. Rodzaj tych zmian i kierunek przepływu tych jonów jest powodem powstania EPSP i IPSP.
Ciała komórkowe neuronów i ich wypustki mogą być pokryte wieloma zakończeniami włókien presynaptycznych zarówno pobudzających jak i hamujących (α-motoneutrony nawet do kilkudziesięciu tysięcy). Efekt końcowy, który wystąpi w komórce docelowej zezy od sumy efektów wywieranych przez wszystkie aktualnie pobudzone zakończenia presynaptyczne.
Sumowanie czasowe i przestrzenne
ü Sumowanie czasowe bodźca- jest to stopniowe zwiększenie depolaryzacji błony komórkowej neuronu wskutek pobudzenia wytworzonego przez kolejne bodźce, co prowadzi do zwiększenia pobudliwości neuronu i wywołania prądu czynnościowego.
ü Sumowanie przestrzenne bodźca- jest to sumowanie się postsynaptycznych potencjałów pobudzających, powstały wskutek pobudzenia różnych synaps w obrębie tego samego neuronu, co prowadzi do wywołania prądu stałego.
ü Konwergencja- skupienie się informacji na jednym neuronie.
ü Dywergencja- rozprzestrzenianie się pobudzenia z jednego neuronu na liczne
o Otwarta- rozprzestrzenianie ma charakter jednokierunkowy lub wielokierunkowy i nie powraca do neuronu wysyłającego
o Zamknięta- pobudzenie rozprzestrzenienia się w obszarze zamkniętym i powraca do neuronu wysyłającego
brawurka208