Αγωγή, μεταβίβαςη, ολοκλήρωςη. Αλεξάνδρα Οικονόμου

Transcript

1 Αγωγή, μεταβίβαςη, ολοκλήρωςη Αλεξάνδρα Οικονόμου

2 Νευρική ώςη Άγγιγμα δακτφλου αντίλθψθ < 1/10 δευτ. Μεταφορά πληροφοριών από νευράξονεσ

3 Κςηηαπικό ζώμα Δενδπίηερ Νεςπάξοναρ Έλςηπο μςελίνηρ Τελικό κομβίο

4 Επιλεκτική διαπερατότητα μεμβράνησ Ελεφκερα: 0 2, Η 2 0, CO 2 Ιόντα: Να+, Κ+, Cl- μζςω διάυλων (πρωτεΐνεσ)

5 Δυνάμεισ ςτη νευρική ώςη 1. Δφναμθ διάχυςθσ (κλίςθ ςυγκζντρωςθσ) μετακίνθςθ μορίων από υψθλι ςε χαμθλι ςυγκζντρωςθ (απόλυτο 0: 0 ο Κ = -237,15 ο C, μόρια ςταματάνε τθν κίνθςθ) 2. Δφναμθ θλεκτροςτατικισ πίεςθσ ςωματίδια με ίδια τάςθ απωκοφνται ςωματίδια με αντίκετθ τάςθ ζλκονται θλεκτρολφτεσ: 2 μζρθ με αντίκετο φορτίο ιόντα: κατιόντα (+), ανιόντα (-) NaCl: Na+, Cl-

6 Το δυναμικό ηρεμίασ Εςωτερικό νευρϊνα: ελαφρά αρνθτικό ςε ςχζςθ με εξωτερικό Κυτταρικό υγρό: μζςα ςτθ μεμβράνθ: περιςςότερα Κ+ ζξω από τθ μεμβράνθ: περιςςότερα Na+, Cl- (αλάτι...)

7 NEYPOEΠIΣTHMH KAI ΣYMΠEPIΦOPA ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

8 Το δυναμικό ηρεμίασ ςυν. Εξιςορρόπθςθ των 2 δυνάμεων: Δφναμη διάχυςησ: Κ+ ζξω από τθ μεμβράνθ αλλά Δφναμη ηλεκτροςτατικήσ πίεςησ: Κ+ παραμζνει μζςα ςτθ μεμβράνθ (εξωτερικό: + ςε ςχζςθ με εςωτερικό) αντιςτάθμιςη

9 Το δυναμικό ηρεμίασ ςυν. Εξιςορρόπθςθ των 2 δυνάμεων: Δφναμη διάχυςησ: Cl- μζςα ςτθ μεμβράνθ αλλά Δφναμη ηλεκτροςτατικήσ πίεςησ: Cl- παραμζνει ζξω από τθ μεμβράνθ (εςωτερικό: - ςε ςχζςθ με εξωτερικό) αντιςτάθμιςη

10 Το δυναμικό ηρεμίασ ςυν. Εξιςορρόπθςθ των 2 δυνάμεων: Δφναμη διάχυςησ Να+ μζςα ςτθ μεμβράνθ Δφναμη ηλεκτροςτατικήσ πίεςησ Να+ μζςα ςτθ μεμβράνθ (ζλκεται) (εςωτερικό - ςε ςχζςθ με εξωτερικό) αλλά...

11 Πώσ το Να+ παραμζνει ςε μεγαλφτερη ςυγκζντρωςη ζξω από τη μεμβράνη; Κλίςθ ςυγκζντρωςθσ Να+ >10 φορζσ μεγαλφτερθ ςυγκζντρωςθ ςτθν εξωτερικι πλευρά από τθν εςωτερικι Κ+ >20 φορζσ μεγαλφτερθ ςυγκζντρωςθ ςτθν εςωτερικι πλευρά από τθν εξωτερικι Εςωτερικό: θλεκτροαρνθτικό (-30 ωσ -90 mv) ςε ςχζςθ με εξωτερικό Επιλεκτική διαπερατότητα μεμβράνησ δίαυλοι ιόντων

12 Ανοικηόρ Κλειζηόρ

13 Κατάςταςη ηρεμίασ Δίαυλοι Cl-, Κ+ : διζλευςθ με μζτριο ρυκμό Δίαυλοι Να+ : κλειςτοί (πολφ χαμθλόσ ρυκμόσ διζλευςθσ), ταςοεξαρτϊμενοι

14 Δυναμικό ηρεμίασ Εςωτερικό ελαφρά αρνθτικά φορτιςμζνο ςε ςχζςθ με εξωτερικό (διαφορά τάςησ) Άνιςη κατανομή ιόντων (Να+, Κ+, Cl-)

15 Δυναμικό ηρεμίασ

16 Ενεργητική & παθητική μεταφορά Ενεργθτικι μεταφορά: Αντλία ιόντων Να+ Κ+ 3 Ιόντα Να+ εξωτερικό του νευρϊνα 2 Ιόντα Κ+ εςωτερικό του νευρϊνα Ρακθτικι μεταφορά: Κ+ εξωτερικό (θλεκτρικι πίεςθ)

17 Δυναμικό ηρεμίασ

18 Δίαςλορ Να+ Ιόνηα Να+ Ανηλία ιόνηων Να+Κ+ Εξωκςηηαπικόρ σώπορ Μεμβπάνη Ιόνηα Κ+ Δίαςλορ Κ+ Εζωκςηηαπικό ςγπό

19

20 Αρχή δυναμικοφ ενεργείασ Νόμοσ όλου ι ουδενόσ: Μζγεκοσ & μορφι δυναμικοφ ανεξάρτθτα ζνταςθσ ερεκίςματοσ Ερζκιςμα κακορίηει ςυχνότθτα, όχι ζνταςθ & μορφι δυναμικοφ Ταςοεξαρτϊμενοι δίαυλοι Να+ Αλλαγι θλεκτρικοφ φορτίου ανοίγουν δίαυλοι Να+

21

22 Δυναμικό ενεργείασ ςυν. Ουδόσ πυροδότθςθσ (κατϊφλι πυροδότθςθσ) Εκπόλωςθ μικρότερθ: δίαυλοι Να+ ανοίγουν, αλλά εξιςορρόπθςθ από αυξθμζνθ εκροι ιόντων Κ+ Εκπόλωςθ υπερβαίνει ουδό: δίαυλοι Να+ ανοίγουν αρκετά, Να+ ειςζρχεται γρθγορότερα απ ό,τι εξζρχεται Κ+ Μεγαλφτερθ εκπόλωςθ Πταν δυναμικό > 0: κετικό (+20 mv)

23 Δυναμικό ενεργείασ ςυν. Ακόμα και ςτθν κορφφωςθ: μεγαλφτερθ ςυγκζντρωςθ Να+ ςτο εξωτερικό από ό,τι ςτο εςωτερικό Συγκζντρωςθ ςτο εςωτερικό αυξάνεται < 1/100 Εςωτερικό μεμβράνθσ κετικό: ιόντα Να+ δεν ζλκονται πλζον

24 Κατϊφλι πυροδότθςθσ Τοπικά διαβακμιηόμενο δυναμικό Δυναμικό ενεργείασ

25 Μεταφορά δυναμικοφ ενεργείασ

26 NEYPOEΠIΣTHMH KAI ΣYMΠEPIΦOPA ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

27 Εμμύελορ άξοναρ Δςναμικό ενεπγείαρ Έλςηπο μςελίνηρ εκπόλωζη Κςηηαπικό ζώμα Αμμύελορ άξοναρ Δςναμικό ενεπγείαρ

28 Αποκατάςταςη δυναμικοφ ηρεμίασ Απομάκρυνςθ Κ+ από εςωτερικό νευρϊνα δεν ζλκονται από + φορτίο (ηλεκτροςτατική πίεςη) περιςςότερα ςτο εςωτερικό (διάχυςη) Υπερπόλωςθ (κακϊσ Κ+ απομακρφνονται)

29 Αποκατάςταςη δυναμικοφ ηρεμίασ ςυν. Αντλία ιόντων Να+ Κ+ (λίγο περιςςότερα ιόντα Να+, λίγο λιγότερα ιόντα Κ+ από πριν) αποκακιςτά κατανομι ιόντων αργι διαδικαςία

30 Ανερζθιςτη περίοδοσ Δεν μπορεί να δθμιουργθκεί καινοφριο δυναμικό ενεργείασ Χαμθλι διαπερατότθτα ιόντων Να+ Υψθλι διαπερατότθτα ιόντων Κ+ Ανϊτατο φυςιολογικό όριο ρυκμοφ πυροδότθςθσ νευρϊνα

31 NEYPOEΠIΣTHMH KAI ΣYMΠEPIΦOPA ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

32 NEYPOEΠIΣTHMH KAI ΣYMΠEPIΦOPA ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

33 Η μετάδοςη του δυναμικοφ ενεργείασ Το δυναμικό ενεργείασ γεννά ζνα νζο δυναμικό ενεργείασ ςε κάκε ςθμείο κατά μικοσ του νευράξονα. Το δυναμικό ενεργείασ ζτςι είναι τόςο ζντονο ςτο τζλοσ όςο ςτθν αρχι. Η μετάδοςθ είναι πιο αργι από το θλεκτρικό ρεφμα, λόγω τθσ διάχυςθσ των ιόντων νατρίου κατά μικοσ του νευράξονα.

34 Η μετάδοςη του δυναμικοφ ενεργείασ Λεπτότεροι νευράξονεσ: 1 μ/δευτ. Ραχφτεροι νευράξονεσ: 10 μ/δευτ. Νευράξονεσ με μυελίνθ: 100 μ/δευτ. (και άνω) Φωσ: 300 εκατομφρια μ/δευτ.

35 Αγωγή κατ άλματα Το ζλυτρο μυελίνθσ αυξάνει τθν ταχφτθτα (αυξάνει τθν αντίςταςθ) Δίαυλοι νατρίου μόνο ςτισ περιςφίγξεισ Αφοφ δθμιουργθκεί το δυναμικό ενεργείασ, κατιόντα ειςζρχονται ςτο νευράξονα & εκπολϊνουν τθ μεμβράνθ ςτθν επόμενθ περίςφιγξθ Εξοικονόμθςθ ενζργειασ: αντλία ιόντων νατρίουκαλίου δεν απαιτείται ςε κάκε ςθμείο τθσ μεμβράνθσ

36 Αγωγή κατ άλματα

37 Δθλθτιριο ςκορπιοφ: Επίδραςη ουςιών Κρατάει διαφλουσ Να+ ανοικτοφσ, κλείνει διαφλουσ Κ+ Ραρατεταμζνθ εκπόλωςθ, δεν μεταφζρονται πλθροφορίεσ Ξυλοκαΐνθ (τοπικό αναιςκθτικό): Εμποδίηει ειςροι ιόντων Να+, διότι προςκολλάται ςτουσ διαφλουσ Να+ Αναςτζλλει δυναμικά ενεργείασ τοπικά

38 Επίδραςη ουςιών ςυν. Αικζρασ, χλωροφόρμιο (γενικά αναιςκθτικά): Ανοίγει διαφλουσ Κ+ Εκροι ιόντων Κ+ από νευρϊνα Υπερπόλωςθ, δεν δθμιουργείται δυναμικό ενεργείασ Δεν υπάρχει ανταπόκριςθ ςτα περιςςότερα ερεκίςματα