Θέµατα διάλεξης ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΙ ΜΥΪΚΗ ΣΥΣΤΟΛΗ. Τρόποι µετάδοσης των νευρικών σηµάτων. υναµικό Ηρεµίας. Νευρώνας

Transcript

1 Θέµατα διάλεξης MANAGING AUTHORITY OF THE OPERATIONAL PROGRAMME EDUCATION AND INITIAL VOCATIONAL TRAINING ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΙ ΜΥΪΚΗ ΣΥΣΤΟΛΗ Τρόποι µετάδοσης νευρικών σηµάτων Ρόλος και λειτουργία των νευροδιαβιβαστών Σύνδεση νευρικού συστήµατος και µυϊκής συστολής Μέρη Νευρικού συστήµατος υπεύθυνα για συστολή των σκελετικών µυών Νευρώνας Τρόποι µετάδοσης των νευρικών σηµάτων Ηλεκτρικός (µέσα σε κάθε νευρώνα) Χηµικός (από νευρώνα σε νευρώνα) υναµικό Ηρεµίας Ο ηλεκτρικός τρόπος µετάδοσης των νευρικών σηµάτων οφείλεται στην µετακίνηση ιόντων νατρίου και καλίου προς το εσωτερικό και το εξωτερικό του κυττάρου αντίστοιχα (διαφορά συγκέντρωσης). Η άνιση συγκέντρωση των δύο προαναφερθέντων ιόντων χαρακτηρίζει τους νευρώνες και όλα τα κύτταρα. Η διαφορά συγκέντρωσης στα ιόντα γίνεται εξαιτίας της κυτταροπλασµατικής µεµβράνης (ΚΜ). 1

2 υναµικό Ηρεµίας Τελικό αποτέλεσµα είναι το δυναµικό ηρεµίας, δηλαδή µία διαφορά ηλεκτροχηµικού δυναµικού µεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού του κυττάρου υναµικό ηρεµίας: mv Πολωµένη ΚΜ: - εσωτερικά, + εξωτερικά ίπολο µε αρνητικό πόλο εσωτερικά του κυττάρου και θετικό εξωτερικά του κυττάρου Το ίδιο συµβαίνει και στο µυϊκό κύτταρο Συγκεντρώσεις ιόντων στα σωµατικά υγρά (mm) Ηλεκτρικός τρόπος µετάδοσης των νευρικών σηµάτων Εκπόλωση: αντιστροφή στην πολικότητα της ΚΜ ίαυλοι Να + : εγκάρσια πρωτεΐνη της ΚΜ η οποία εξαιτίας της εκπόλωσης επιτρέπει την εισροή Νa + στο εσωτερικό του κυττάρου. υναµικό δράσης: +30 mv ιάρκεια: 1 ms Επαναπόλωση: επαναφορά στην αρχική κατάσταση- ίοδος Κ + Ηλεκτρική µετάδοση νευρικού συστήµατος Αντλία Να + - Κ + (Εικόνα 6.3) ηµιουργία νέου δυναµικού ηρεµίας: επιτυγχάνεται µε την αντλία Να + - Κ + (3 Να + έξω 2 Κ + µέσα) Ο Ρόλος της Μυελίνης ΗΕπειδή η µυελίνη αποκλείει τον άξονα του νευρώνα από το εξωκυτάριο υγρό, το δυναµικό δράσης δε µπορεί να διατρέξει τα µυελινωµένα τµήµατα του. Από κόµβο του Ranvier σε κόµβο του Ranvier Μεγάλη συγκέντρωση σε δίαυλους Να + και Κ + Αλµατική vs Συνεχή µετάδοση σηµάτων 2

3 Ο Ρόλος της Μυελίνης Ηλεκτρική µόνωση αξόνων των νευρώνων (αποτροπή επηρεασµού ηλεκτρικής δραστηριότητας κατά µήκος ενός νευρώνα στην ηλεκτρική δραστηριότητα ενός γειτονικού νευρώνα) Επιτάχυνση διάδοσης των νευρικών σηµάτων (αλµατική >> συνεχή) Εξοικονόµηση ενέργειας (η αντλία Να + - Κ + έχει πολύ λιγότερη δουλειά να κάνει για την επαναφορά του νατρίου και του καλίου στα επίπεδα ηρεµίας). Λιγότερη δαπάνη σε ΑΤΡ. Σκλήρυνση κατά πλάκας Χηµικός τρόπος µετάδοσης των νευρικών σηµάτων Τρόπος υπερπήδησης ενός εµποδίου, δηλ. της απόστασης µεταξύ του νευρώνα που φέρνει το µήνυµα και του νευρώνα που θα δεχτεί το µήνυµα. Προσυναπτική µεµβράνη είναι η µεµβράνη του νευρώνα που µεταφέρει το µήνυµα Μετασυναπτική µεµβράνη είναι η µεµβράνη του νευρώνα που δέχεται το µήνυµα Συναπτικό χάσµα: ιάστηµα µεταξύ 2 νευρώνων ( nm) Σύναψη: σηµείο επαφής 2 νευρώνων Κοινά στοιχεία Νευροδιαβιβαστών Νευροδιαβιβαστής: χηµική ουσία υπεύθυνη για την µετάδοση του νευρικού σήµατος κατά πλάτος του συναπτικού χάσµατος Αποθήκευση σε κυστίδια στις απολήξεις του άξονα της προσυναπτικής ΚΜ ιεγερτικοί Ανασταλτικοί Τρόπος απελευθέρωσης Άφιξη µηνύµατος στην προσυναπτική µεµβράνη επιφέρει µετακίνηση των κυστιδίων προς το συναπτικό χάσµα. Η κίνηση προκαλείται εξαιτίας της εισροής ασβεστίου στο κυτταρόπλασµα. Είσοδος ασβεστίου διαµέσου διαύλων ασβεστίου λόγω ανατροπής του δυναµικού Συγχώνευση ΚΜ µε τη µεµβράνη του κυστιδίου Αποβολή νευροδιαβιβαστή στο συναπτικό χάσµα και πρόσδεση µε υποδοχείς του µετασυναπτικού νευρώνα 3

4 Νευροµυϊκή σύνδεση Σύναψη στη νευροµυϊκή επαφή Επαφή κινητικού νευρώνα µε το µυϊκό κύτταρο Ακετυλχολίνη: νευροδιαβιβαστής της νευροµυϊκής σύνδεσης Συντίθεται στους νευρώνες από ακετυλοσυνένζυµο Α (AcylCoA) και χολίνη µε τη βοήθεια ενός ενζύµου, της ακετυλοτρανσφεράσης της χολίνης 10,000 µόρια/κυστίδιο, αποβολή 300 κυστιδίων, αύξηση συγκέντρωσης κατά 50,000 φορές σε 1 ms Υποδοχέας Ακετυλχολίνης Νικοτινικός (µυϊκό κύτταρο και µουσκαρινικός (παρασυµπαθητικό νευρικό σύστηµαδιαφορετικός ρόλος) ύο θέσεις δέσµευσης στην εξωτερική πλευρά του κυττάρου Επιτρέπουν την είσοδο νατρίου προς το εσωτερικό του κυττάρου και έξοδο καλίου προς το εξωτερικό του κυττάρου. Θυµίζει τίποτα αυτή η διαδικασία; Μετασυναπτικό δυναµικό δράσης ιαβίβαση στη νευροµυϊκή σύναψη Εξαιτίας της µεγάλης εισροής θετικά φορτισµένων ιόντων στο αρνητικά εσωτερικά φορτισµένο κύτταρο και της µικρής εκροής θετικά φορτισµένων ιόντων προς το εξωτερικό του κυττάρου δηµιουργείται ένα καινούριο δυναµικό δράσης. Αυτό ονοµάζεται Μετασυναπτικό δυναµικό δράσης 4

5 Ερωτήσεις Ακετυλχολινεστεράση: ένζυµο που υδρολύει την ακετυλχολίνη Αποσύνδεση από τον υποδοχέα Αρχική κατάσταση του υποδοχέα έτοιµος να δεχτεί καινούρια ακετυλχολίνη Αντλία Να + - Κ + επαναφέρει τα επίπεδα του Να + και Κ + στα πριν από τη διέγερση επίπεδα Προϋποθέσεις για τη δηµιουργία ενός καινούριου µετασυναπτικού δναµικού Ποιοι είναι οι δύο τρόποι µετάδοσης νευρικών σηµάτων; Πως συνδέεται ο ένας τρόπος µετάδοσης µε τον άλλο; Ποια η διαφορά µεταξύ της ακετυλχολίνης και της Ακετυλχολινεστεράσης; Ποια ιόντα βρίσκονται σε µεγαλύτερη συγκέντρωση στο εσωτερικό του κυττάρου; Βιβλιογραφία Βιοχηµεία της άσκησης, Β.Κ. Μούγιου, 3η έκδοση, 2002, Σελίδες