ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΝΕΥΡΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΣΥΝΑΠΤΙΚΗ ΔΙΑΒΙΒΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΥΝΑΨΕΙΣ ΧΗΜΙΚΕΣ ΣΥΝΑΨΕΙΣ

Transcript

1 ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΝΕΥΡΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΣΥΝΑΠΤΙΚΗ ΔΙΑΒΙΒΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΥΝΑΨΕΙΣ ΧΗΜΙΚΕΣ ΣΥΝΑΨΕΙΣ ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΕΣ ΑΠΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗ ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΩΝ ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΩΝ 1

2 Ηλεκτρικές και Χημικές Συνάψεις 2

3 Ηλεκτρικές συνάψεις 3

4 Ηλεκτρικές συνάψεις 4

5 Ηλεκτρικές συνάψεις Συγχρονισμός 5

6 Χασματοσυνδέσεις 02/20/13 6

7 Χημικές συνάψεις 7

8 Χημικές συνάψεις Νευροδιαβιβαστής Απελευθέρωση Πρόσδεση σε υποδοχείς Επαναπρόσληψη/Αποδόμηση 8

9 Χημικές συνάψεις Νευροδιαβιβαστής Απελευθέρωση Πρόσδεση σε υποδοχείς Επαναπρόσληψη/Αποδόμηση 9

10 Νευροδιαβιβαστές 10

11 Ακετυλοχολίνη Αυτόνομο ΝΣ (προγαγγλιακά και παρασυμπαθητικά μετα- γαγγλιακά κύτταρα) Νευρομυϊκή σύναψη Βασικά γάγγλια διάμεσοι νευρώνες Βασικό πυρήνα ( Alzheimer's) Χολινεστεράση Χολινοακετυλοτρανσφεράση 11

12 Βιογενείς αμίνες - Κατεχολαμίνες Υδροξυλάση της τυροσίνης Πτεριδίνη Αποκαρβοξυλάση Υδροξυλάση-β της ντοπαµίνης 12

13 Βιογενείς αμίνες - Κατεχολαμίνες Ντοπαμίνη Κοιλιακή καλυπτρική περιοχή (Ventral tegmental area) Μέλαινα περιοχή (Substanxa nigra) SN VTA Υδροξυλάση της τυροσίνης (πράσινο) Paxinos and Watson 13

14 Βιογενείς αμίνες - Κατεχολαμίνες Νοραδρεναλίνη Υπομέλανος τόπος (Locus coeruleus) Paxinos and Watson 14

15 Βιογενείς αμίνες - Σεροτονίνη Αποκαρβοξυλάση Υδροξυλάση της τρυπτοφάνης 15

16 Βιογενείς αμίνες Σεροτονίνη Πυρήνας της ραφής Paxinos and Watson 16

17 Αμινοξέα Πυραµιδικοί νευρώνες Ενδονευρώνες 17

18 Νευροδραστικά πεπτίδια 18

19 Χημικές συνάψεις Νευροδιαβιβαστής Απελευθέρωση Πρόσδεση σε υποδοχείς Επαναπρόσληψη/Αποδόμηση 19

20 Νόμος του Dale Κάθε νευρώνας μπορεί να συνθέτει και να εκκρίνει ΕΝΑ μόνο νευροδιαβιβαστή! Πότε μια ουσία θεωρείται νευροδιαβιβαστής Σύνθεση Παρουσία στην προ- συναπτική απόληξη Εξωγενή χορήγηση έχει τα ίδια αποτελέσματα Απομάκρυνση 20

21 Απελευθέρωση νευροδιαβιβαστή Δίαυλοι νατρίου 21

22 Απελευθέρωση νευροδιαβιβαστή Δίαυλοι καλίου 22

23 Απελευθέρωση νευροδιαβιβαστή Δίαυλοι ασβεστίου 23

24 Κβαντική απελευθέρωση νευροδιαβιβαστή 24

25 Μηχανισμός έκλυσης νευροδιαβιβαστή 25

26 Μηχανισμός έκλυσης νευροδιαβιβαστή Μη φωσφορυλιοµένη συναψίνη Φωσφορυλιοµένη συναψίνη Rab3a/Rab3b GTP binding proteins 26

27 Μηχανισμός έκλυσης νευροδιαβιβαστή 27

28 Χημικές συνάψεις Νευροδιαβιβαστής Απελευθέρωση Πρόσδεση σε υποδοχείς Επαναπρόσληψη/Αποδόμηση 28

29 Χημικές συνάψεις 29

30 Μετα- συναπτική απόκριση 30

31 Υποδοχείς Νευροδιαβιβαστών Ακετυλοχολίνη Νικοτινικός Μουσκαρινικός Γλουταμινικό οξύ ΑΜΡΑ, NMDA Μεταβοτροπικοί υποδοχείς GABA GABA- A GABA- B Ντοπαμίνη D1 (D1, D5) D2 (D2, D3, D4) Σεροτονίνη Νορεπινεφρίνη α1, α2 β1, β2 02/20/13 31

32 Υποδοχείς ακετυλοχολίνης Νικοτινικός - Δίαυλος Μουσκαρινικός - Συνδεδεμένος με G πρωτεΐνες 32

33 Μοριακή υπόσταση του νικοτινικού διαύλου 33

34 Λειτουργία του νικοτινικού διαύλου 34

35 Δυναμικό τελικής πλάκας νικοτινικός υποδοχέας 35

36 Δυναμικό τελικής πλάκας 36

37 Συναπτικό δυναμικό- ρεύμα 37

38 Συναπτικό δυναμικό ρεύμα/ Ρεύμα μονού νικοτινικού διαύλου 38

39 Συναπτικό ρεύμα ενός διαύλου του νικοτινικού υποδοχέα 39

40 Δυναμικό αναστροφής του νικοτινικού υποδοχέα 40

41 Υποδοχείς Νευροδιαβιβαστών Ακετυλοχολίνη Νικοτινικός Μουσκαρινικός Γλουταμινικό οξύ ΑΜΡΑ, NMDA Μεταβοτροπικοί υποδοχείς GABA GABA- A GABA- B Ντοπαμίνη D1 (D1, D5) D2 (D2, D3, D4) Σεροτονίνη Νορεπινεφρίνη α1, α2 β1, β2 02/20/13 41

42 Υποδοχείς του γλουταμινικού οξέως 42

43 Ιονοτροπικοί υποδοχείς του γλουταμινικού οξέως AMPA Τετραμερές σύμπλοκο πρωτεΐνών Υπότυποι GluR1, GluR2, GluR3 NMDA Τετραμερές σύμπλοκο πρωτεΐνών Υπότυποι NR1, NR2A, NR2B, NR3 Ο NR1 υπότυπος εκφράζεται σε όλους τους NMDA υποδοχείς 02/20/13 43

44 Διαχωρισμός των NMDA και μη- NMDA ρευμάτων 44

45 Καταγραφή ρευμάτων του NMDA υποδοχέα 45

46 Υποδοχείς GABA GABA-A GABA-B 46

47 Ανασταλτικό μετασυναπτικό δυναμικό 47

48 Τύπου Ι και Τύπου ΙΙ συνάψεις 48

49 Συμμετρικές (ανασταλτικές ) και ασύμμετρες (διεγερτικές) συνάψεις

50 Υποδοχείς Νευροδιαβιβαστών Μεταβοτροπικοί υποδοχείς Ακετυλοχολίνη Νικοτινικός Μουσκαρινικός Γλουταμινικό οξύ ΑΜΡΑ, NMDA Μεταβοτροπικοί υποδοχείς GABA GABA- A GABA- B Ντοπαμίνη D1 (D1, D5) D2 (D2, D3, D4) Σεροτονίνη Νορεπινεφρίνη α1, α2 β1, β2 02/20/13

51 Μεταβοτροπικοί υποδοχείς

52 Υποδοχείς που προσένουν G πρωτεϊνες

53 G πρωτεΐνες G s -> σύνδεση µε αδενυλική κυκλάση! G i -> σύνδεση µε αδενυλική κυκλάση! G o/q -> σύνδεση µε φωσφολιπάση C

54 Σηματοδότηση μέσω G s /G i D1 DA DA D2 Gs AC Gi/o camp + PKA -

55 Σηματοδότηση μέσω G q Glu DAG Gq PLC PIP 2 IP3 PKC ER [Ca]i

56 ΦΩΣΦΟΡΙΛΙΩΣΗ Paul Greengard Nobel Prize 2000

57 Χημικές συνάψεις Νευροδιαβιβαστής Απελευθέρωση Πρόσδεση σε υποδοχείς Επαναπρόσληψη/Αποδόμηση 57

58 Απομάκρυνση νευροδιαβιβαστή Διάχυση Ενζυμική αποδόμηση Επαναπρόσληψη (πρωτεΐνες- μεταφορείς) 58

59 Ενζυμική απομάκρυνση Ακετυλοχολινεστεράση! Ακετυλοχολίνη -> Χολίνη + Οξικό οξύ Μονοαμινοοξειδάση (MAO) Κατεχολο- Ο- μεθυλοτρανσφεραση (COMT) Ντοπαμίνη, Νοραδρεναλίνη, Σεροτονίνη Δράση αντικαταθλιπτικών 59

60 Επαναπρόσληψη Ντοπαμίνη, Σεροτονίνη, Νορεπινεφρίνη! Μονοαμινική οξειδάση DAT, SERT, NET Αναστολείς της μοναμινικής οξειδάσης Επιλεκτικοί αναστολείς της σεροτονίνης Κοκαϊνη 60

61 Μυασθένεια Αντισώματα κατά των νικοτινικών υποδοχέων Θεραπεία: Νεοστιγμίνη Ανταγωνιστής της χολινεστεράσης Αυξάνει τα επίπεδα ακετυλοχολίνης στη σύναψη 61

62 Συναπτική ολοκλήρωση Η διαδικασία της άθροισης όλων των εισερχόμενων διεγερτικών και ανασταλτικών σημάτων σε ένα νευρώνα

63 !63

64 Τοποθεσία συνάψεων στο νευρικό κύτταρο Κεφάλαιο 13 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 2

65 Χωρική και χρονική άθροιση συναπτικών δυναμικών Χρονική σταθερά Σταθερά απόστασης Κεφάλαιο 13 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 3

66 Χωρική άθροιση δενδριτικών σημάτων Poirazi et al, 2003

67 Χωρική εξασθένηση του συναπτικού δυναμικού και της ουδού του δυναμικού ενεργείας Κεφάλαιο 13 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 5

68 Συναπτική ολοκλήρωση διεγερτικών και ανασταλτικών σημάτων Κεφάλαιο 13 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 6

69 Πλαστικότητα της έκλυσης νευροδιαβιβαστή Προσυναπτικη διευκόλυνση/αναστολή

70 Επίδραση των ανασταλτικών σημάτων στη δραστηριότητα του νευρώνα