Аферентни, еферентни, и интерневрони (99%) 3/1/2018. Основна функционална единица неврон (~ 100х10 9 )

Transcript

1 1

2 Основна функционална единица неврон (~ 100х10 9 ) Влезни сигнали до невронот (преку синапси; ~100 до ) Излезен сигнал (преку аксон) Други неврони или периферијата на телото Насочено движење на сигналите Синапси Аферентни, еферентни, и интерневрони (99%) 2

3 3

4 90% од кл. во ЦНС се глија кл. (1/2 од волуменот на мозокот) Астроцити Олигодендроцити Микроглија Епендимални кл. Сврзно ткиво кое им дава физичка и метаболичка поддршка на невроните 4

5 Разлики меѓу невроните Големина на телото на клетката Должина, големина и број на дендрити Должина и големина на аксонот Број на претсинаптички завршетоци ~1 mm Претсинаптички завршетоци ( ; 80-95% на дендритите; ексцитаторни/ инхибиторни) 5

6 Сензорен систем соматосензорни оски Сензорно доживување (стимул) Сензорни рецептори Сензорни области Ефектори мускули и жлезди извршители на функциите диктирани од нервните сигнали Пониски vs. повисоки центри 6

7 Филтрирање, канализирање и обработка на информацијата интегративна функција на нервниот систем 99% од информациите во даден момент, се игнорираат Сензорни информации Моментален моторен одговор или складирање на информациите (памтење - функција на синапсите) Низи од синапси и стимул./фацилитација/инхибиција на преносот на сигналите; модулација на сензитивноста Компарација на новите сензорни доживувања со складираните сеќавања - мислење Главни нивоа на функционирање на ЦНС Ниво на рбетен мозок различни рефлексни функции; под команда Ниво на пониски центри (супкортикално ниво) главно рег. на потсвесни активности Ниво на повисоки центри (кортикално ниво) мислење; памтење; прецизност Пониските нервни центри ја иницираат будноста на церебралниот кортекс 7

8 Пренос на информации акциони потенцијали ( нервни импулси ) Блокада, измена, интеграција на импулсите Синапси Хемиски скоро сите синапси во ЦНС; невротрансмитери; еднонасочен пренос Електрични gap junctions 8

9 Физиолошка анатомија на синапсите Претсинаптички завршетоци (копчиња; синаптички јазолчиња; терминали; булбуси) Механизам со кој акционите потенцијали предизвикуваат ослободување на трансмитери од претсинаптичките терминали (улога на Ca 2+ ) Дејствување на трансмитерската супстанца врз постсинаптичкиот неврон Рецепторни протеини Врзувачка компонента Јонофорна компонента - Јонски канал/активатор на секундарен гласник Отстранување на трансмитерот дифузија, ензимска инактивација, активно внесување назад во претсинаптичкиот дел 9

10 Јонофорни компоненти на рецепторот Јонски канали отворање/затворање (<1 ms) во зависност од присуството на трансмитерот Катјонски Na +, Ca 2+ - (се отвораат од страна на ексцитаторни трансмитери) Анјонски Cl - - (се отвораат од страна на инхибиторни трансмитери) 10

11 Јонофорни компоненти на рецепторот Системи за активација на секундарен гласник долготраен ефект предизвикан од секундарниот гласник Метаболички, структурни, функционални и промени во ексцитабилноста посредувани од активираните G- протеини (или слични механизми) Пример: рецептори поврзани за G-протеин 11

12 Ексцитаторни или инхибиторни рецептори во постсинаптичката мембрана стимулирање или кочење на нервната активност Ексцитација Отворање на натриумови канали Намалена пропустливост за K + и/или Cl - Промени во метаболизмот на постсинаптичкиот неврон - кл. активност или екс. рец., a инх. рец. Инхибиција Отворање на канали за Cl - Зголемена пропустливост за ефлукс на K + Активација на ензими кои кл. активност или екс. рец., a инх. рец. 12

13 Синаптички трансмитери - >50 различни супстанци Брзодејствувачки мали молекули Невропептиди Синаптички трансмитери - брзодејствувачки мали молекули Синтеза во цитосолот Дифузија Дејство (<1 ms) Рециклирање 13

14 Ацетилхолин пирамидални кл., неврони во базалните ганглии, моторни неврони, неврони од автономниот нервен с-тем; ексцитаторно/инхибиторно дејство Норадреналин (норепинефрин) завршетоци на неврони од мозочното стебло и хипоталамусот, симпатички неврони; будност, но и инхибиторен ефект 14

15 Допамин неврони на s. nigra; инхибиторен... Глицин синапси во рбетниот мозок; инхибиторен GABA синапси во рбетниот мозок, церебелумот, базалните ганглии, кората; инхибиција 15

16 Глутамат синапси во сензорните патишта; ексцитација Серотонин неврони на raphe системот; расположение... Азот оксид во региони одговорни за памтење и однесување 5-Hydroxytryptamine (3-(2-Aminoethyl)-1H-indol-5-ol; 5-HT; Serotonin) 16

17 Синаптички трансмитери невропептиди 2-40 аминок-ни; Синтеза во сомата (RER) Аксонално струење (cm/ден); Нема рециклирање Попотентно и подолготрајно дејство продолжено отворање/затворање на канали, промени во метаболизмот, променета експресија на гени, променета експресија на рецептори... Дејство врз прет- или постсинаптичката мембрана; Модулација на активноста на синапсата (невромодулатори) 17

18 Електрични случувања за време на ексцитацијата и инхибицијата на невроните Мембрански потенцијал во мирување на сомата: -65 mv Спроводливост на сомата 18

19 Електрични случувања за време на ексцитацијата на невроните EPSP - деполаризација Акциониот потенцијал започнува во иницијалниот сегмент на аксонот (7x поголема конц. на волтажнозависни Na + канали во споредба со сомата) (40-80 завршетоци) Електрични случувања за време на инхибицијата на невроните IPSP хиперполаризација 19

20 Претсинаптичка инхибиција (пр., со GABA) или фацилитација 20

21 Временски тек на постсинаптичките потенцијали; просторна сумација EPSP и IPSP се локални потенцијали, немаат рефракторен период и може да се сумираат Просторна сумација на PSP (еден EPSP 0,5-1 mv) Временска сумација на PSP Истовремена сумација на EPSP и IPSP (GPSP = EPSP + IPSP) Фацилитација на невроните 21

22 Функции на дендритите во ексцитацијата на невроните Големо просторно поле за ексцитација Електротонични струи Намалување на ексцитаторниот сигнал при електротоничното спроведување (опаѓачко спроведување) синапса поблиску до сомата посилен ексцитаторен/инхибиторен ефект Сумација на ексцитацијата и инхибицијата на ниво на дендритите 22

23 Состојба на ексцитација vs. фрекфенција на генерирани импулси Степен на ексцитација > Степен на инхибиција = Состојба на ексцитација Состојба на ексцитација над прагот за ексцитација Повторувачко генерирање на импулси Хемиската синапса не функционира на принципот на едноставен on-off прекинувач 23

24 Невроните може да функционираат како комплексни пресметувачки уреди (интегратори) Пример за постсинаптичка нервна интеграција Контрола на празнењето на мочниот меур (хипотетички пример) 24

25 Замор на синаптичката трансмисија заштитен механизам Исцрпување на депоата на невротрансмитери (достапни ~ акц. пот.) Прогресивна деактивација на постсинаптичките рецептори Бавен развој на абнормална концентрација на јони во постсинаптичкиот терминал Ефект на ацидоза и алкалоза врз синаптичката трансмисија Алкалоза - ексцитабилност (Пр.: Хипервентилација Епилептичен напад) Ацидоза - ексцитабилност (Пр.: Дијабетична ацидоза Кома) Ефект на хипоксијата врз синаптичката трансмисија Пр.: Престанок на мозочното снабдување со кислород (3-7 s) Губење свест 25

26 Ефект на некои лекови врз синаптичката трансмисија Кофеин, теофилин, теобромин - ексцитабилност (намален праг за ексцитација) Стрихнин инхибиција на ефектот на глицинот спазми Анестетици - праг на надразливост Синаптичко доцнење (одложување) мин. 0,5 ms Конверзија на сензорните стимули (допир, звук, светлина, болка, топлина) во нервни сигнали Конверзијата на енергијата на стимулот во рецепторски потенцијал е позната како сигнална трансдукција Рецепторски потенцијал Акционен потенцијал во аферентен неврон 26

27 Рецепторот може да биде специјализиран завршеток на аферентен неврон или специјализирана рецепторска кл. асоцирана со периферен завршеток на неврон Типови на сензорни рецептори Механорецептори механичка компресија или истегнување Терморецептори промена во температурата (губење или донесување топлина) Ноцирецептори физичко и/или хемиско оштетување, дисторзија Електромагнетни рецептори видлива светлина Хемиски рецептори хемиски дразби (вкус, мирис, po 2, pco 2, c(глукоза), осмолалност...) 27

28 Диференцијална чувствителност на рецепторите - поветеност на одреден тип/интензитет на дразба (стимул) Адекватни дразби (механички стимул на фоторецепторите?) Комбинирани сензации (чувство дека нешто е влажно?) Како нервните импулси пренесуваат различни модалитети на чувства? Нервните влакна пренесуваат само импулси (специфични региони во мозокот); принцип на обележана линија 28

29 Аферентна информација Рбетен мозок Рефлексен лак или проследување кон повисоките центри (качувачки патеки) Соматосензорните патеки се состојат од дискретни синџири на неврони ( обележани линии ), напречно поврзани со синапси во одредена секвенца, со цел да се постигне прогресивно пософистицирано процесирање на сензорните информации ЦНС се информира за типот ( што? ), локацијата ( каде? ) и интензитетот ( колку? ) на стимулот Употреба на информациите испратени од рецепторите до ЦНС Контрола на еферентниот одговор Будност и свест Перцепција за светот околу нас Складирање на информациите за нивна употреба во иднина Импакт врз емоциите 29

30 Ексцитација од страна на стимул Промена на електричниот потенцијал на ниво на мембраната на рецепторот (рецепторски потенцијал) деполаризација (исклучоци!) Механизми за промена на трансмембранскиот пот. Механичка деформација на мембраната Отворање на канали Апликација на супстанци врз мембраната Отворање на канали Промена на температурата на мембраната Промени во пропустливоста Електромагнетно зрачење Промени во карактеристиките на мембраната 30

31 Пример за функција на рецепторите Пачиниево телце 31

32 Максимална амплитуда на рецепторскиот потенцијал (~100 mv) 32

33 Однос помеѓу интензитетот на стимулот и рецепторскиот потенцијал Јачина на стимулот Амплитуда на промената на потенцијалот (не се правопропорционални) Зголемување на рецепторскиот потенцијал (попоз.) (~амплитуда) Фрекфенција на сигнали генерирани од рецепторот (скоро пропорционални) Многу силните дразби предизвикуваат се помалку дополнителни зголемувања во бројот на генерирани акциони потенцијали Широк опсег на функ. 33

34 Адаптација на рецепторите кон константни стимули Разлики во брзината и степенот на адаптацијата Механорецептори vs. хеморецептори и ноцирецептори (Адаптација Хабитуација) 34

35 Различни механизми на адаптација на рецепторите Примери Стапчиња и чепчиња промена во концентрацијата на фотонсензитивните супстанци Пачиниево телце редистрибуција на течноста или акомодација на нервното влакно Тонични рецептори бавно-адаптирачки или воопшто не се адаптираат (регистрираат континуирана сила на стимулот; стимулирани се дури постои дразбата) Примери Мускулни вретена и Голџиеви тетивни апарати Рец. во вестибуларниот апарат Ноцирецептори Барорецептори во арт. стебло и хеморецептори во каротидните и аортните тела 35

36 Брзо-адаптирачки рецептори ( фазни ) регистираат промени во силата на стимулот (стимулирани од промената) Примери Пачиниеви телца Рец. во полукруж. канали од апаратот за рамнотежа Функција на предвидување според востановената брзина на промените кои ги детектира рецепторот 36

37 Просторна и временска сумација со цел да се кодира интензитетот на сигналот 37

38 38

39 Брзина на пренос на нервните сигнали (информациите од рецепторите) брзина vs. итност Дијаметар на нервното влакно (аксон) (0,5-20 μm) и миелинизација Брзина на спроведување (0,5-120 m/s) Општа класификација на нервните влакна А α, β, γ, δ големи и средно-големи миелинизирани влакна од спиналните нерви C мали, немиелинизирани влакна (1/2 од сензорните влакна во периферните нерви; постсинаптични автономни нерви) 39

40 100 милијарди неврони и (100 квадрилиони) синапси во мозокот Даден неврон може да биде поврзан со други Нервни базени Пренос на сигнали низ нервните базени 40

41 Нервни базени Зони на празнење, фацилитирани зони, зони на инхибиција Дивергенција на сигнали Амплифицирачки тип (пр. стимулација на мускулни влакна) Дивергенција во повеќе правци 41

42 Конвергенција на сигнали Од еден извор Од повеќе извори ЦНС корелира, сумира и сортира информации со помош на конвергенција на сигналите 42

43 Реципрочен инхибиторен круг (патека) Пример: котрола на антагонистички парови на мускули Пролонгирано излезно празнење од страна на базенот Синаптичко дополнително празнење (еден сигнал на ниво на синапса серија репетитивни празнења дури дејствува трансмитерот) Реверберациски (осцилаторен) круг (позитивна повратна врска) 43

44 Влезен стимул (1 ms) Излезен сигнал (s до минути) Причини за прекин на трансмисијата во реверберацискиот круг? 44

45 Континуиран излез на сигнали од неврални кругови (дури и без ексцитабилен влезен сигнал) Континуирано празнење предизвикано од внатрешна неврална ексцитабилност Континуирано емитирање на сигнали со помош на реверберациски кругови кои не се заморуваат доволно за да ја прекинат реверберацијата (пр. автономен нервен систем) 45

46 Ритмичен излез на сигнали (пр. вентилација) Реверберациски или сукцесивни реверберациски кругови подложни на стимулација и инхибиција Механизми за контрола на реверберациските кругови и степенот на ширење на сигналите Инхибиторни кругови негативни врски и инхибиторни нервни базени Замор на синапсите начин за стабилизирање на нервниот систем Краткорочни и долгорочни промени во синаптичката сензитивност Замор Регулација на бројот на рецепторите 46

47 47

48 48