ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΝΕΥΡΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΝΕΥΡΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΗΡΕΜΙΑΣ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΔΙΑΥΛΟΙ ΙΟΝΤΩΝ ΣΥΝΑΠΤΙΚΗ ΔΙΑΒΙΒΑΣΗ ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΕΣ ΑΠΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗ ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΩΝ ΣΥΝΑΠΤΙΚΗ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΣΥΝΑΠΤΙΚΗΣ ΔΙΑΒΙΒΑΣΗΣ Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 1

ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΙΟΝΤΩΝ Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 2

Κατανοµή Ιόντων Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 3

ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ Χηµικό δυναµικό Ηλεκτρικό δυναµικό Δµ(Χ)=µ εξω (Χ)-µ µέσα (Χ)= RTln([X] έξω /[Χ] µέσα ) + zf(e έξω -Ε µέσα ) Ηλεκτροχηµική ισορροπία Εξίσωση Nerst (E έξω -Ε µέσα ) = (RT/zF) ln([x] έξω /[Χ] µέσα ) Hermann (Walther) Nernst 1864-1941 1920 Nobel Prize for chemistry Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 4

Δυναμικό ισορροπίας ιόντων E Χ =(60/z)*log 10 ([Χ] έξω / [Χ] µέσα ) Κάλλιο E k =(60/1)*log 10 (0,004/0,15) = - 90 mv Νάτριο E Na =(60/1)*log 10 (0,145/0,015) = + 60mV Ασβέστιο E Ca =(60/2)*log 10 (0,002/0,0000001) = + 120mV Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 5

Υπολογισμός του δυναμικού της μεμβράνης ΕΞΙΣΩΣΗ GOLDMAN- HODGKIN- KATZ ΒΑΣΙΚΕΣ ΥΠΟΘΕΣΕΙΣ Το δυναµικό της µεµβράνης δεν µεταβάλλεται Η κίνηση των ιόντων γίνεται σύµφωνα µε την εξίσωση Nerst Τα διαφορετικά είδη ιόντων κινούνται ανεξάρτητα Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 6

Υπολογισμός του δυναμικού ηρεμίας της μεμβράνης P K :P Na :P Cl = 1:0.03:0.1 Vrest=(RT/F) *ln[(4*1+145*0.03+10*0.1)/ (1*150+0.03*15+110*0.1) Vrest = 58*log[(4+4.35+1)/(150+0.45+11)] = 58 * log(9.35/161.45) Vrest = 58 *log(0.06) Vrest = 58* (- 1.22) = - 70mV Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 7

Μεμβρανικό Δυναμικό Ηρεμίας Κινητήριος Δύναμη Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 8

Δυναμικό ενεργείας Voltage (mv) 40 20 0-20 -40-60 ουδός Όλον ή ουδέν Ουδός Διάρκεια Ύψος Ανερέθιστη περίοδος 180 182 184 ms 186 188 190 Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 10

Υπολογισμός του δυναμικού της μεμβράνης κατά τη διάρκεια των δυναμικών ενεργείας P K :P Na :P Cl = 1:15:0.1 V=(RT/F) *ln[(4*1+145*15+10*0.1)/(1*150+15*15+110*0.1) V = 58*log[(4+2175+1)/(150+225+11)] = 58 * log(2180/386) V = 58 *log(5.65) V = 58* 0.75 = 43.5 mv Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 9

Γιγαντιαίος άξονας του καλαμαριού http://www.iac-usnc.org/methods/squid/dissection1.html Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 11

Καταγραφή δυναμικού ενεργείας Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 12

Καταγραφή δυναμικού ενεργείας Hodgkin and Huxley, 1939, Nature Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 13

Καταγραφή του δυναμικού της μεμβράνης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 14

Πειραματική μεταβολή στο δυναμικό της μεμβράνης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 15

Πειραματική μεταβολή στο δυναμικό της μεμβράνης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 16

Ορολογία σχετικά με το δυναμικό της μεμβράνης Εκπόλωση - - > Διέγερση Υπερπόλωση Αναστολή Δυναμικό ενεργείας Ουδός Υπο- ουδικό σήμα Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 17

ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ ΜΕ ΕΝΑ ΙΣΟΔΥΝΑΜΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΚΥΚΛΩΜΑ ΦΩΣΦΟΛΙΠΙΔΙΚΗ ΣΤΟΙΒΑΔΑ ΠΥΚΝΩΤΗΣ C = 1µF/cm 2 Q = C*ΔV <=> I m = C m * (dv/dt) Q = φορτίο C = χωριτικότητα ΔV = διαφορά δυναµικού Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 18

ΠΑΘΗΤΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ Δυναµικό ηρεµίας Αντίσταση της µεµβράνης Χρονική σταθερά της µεµβράνης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 19

Χρονική σταθερά της μεμβράνης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 20

Μεταφορά ιόντων ανάλογα με το δυναμικό της μεμβράνης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 21

ΔΙΑΥΛΟΙ ΙΟΝΤΩΝ Διαμεμβρανικές πρωτεΐνες Μεταφορά ιόντων Παθητικά Μεγάλη ταχύτητα Επιλεκτικότητα στο ιόν που μεταφέρουν Δίαυλοι νατρίου Δίαυλοι καλίου Δίαυλοι ασβεστίου Ανοίγουν και κλείνουν ανάλογα με τα ερεθίσματα που δέχονται Δυναμικό της μεμβράνης Πρόσδεση μορίων Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 22

Δομή των διαύλων Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 23

Μοριακή υπόσταση των διαύλων Οικογένεια τασο- ελεγχόμενων διαύλων Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 24

Έλεγχος του διαύλου νατρίου από το δυναμικό της μεμβράνης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 25

ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΔΙΑΥΛΩΝ ΙΟΝΤΩΝ Νικοτινικός υποδοχέας της ακετυλοχολίνης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 26

Επιλεκτικότητα των διαύλων Συνολικό μέγεθος του ιόντος (ιόν + μόρια νερού) Πόρος: ηθμός επιλογής Χημικοί δεσμοί με τα αμινοξέα στο τοίχωμα του διαύλου Πύλη του διαύλου Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 27

Επιλεκτικότητα των διαύλων Roddrick MacKinnon Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 28 Nobel Prize Chemistry 2003

ΔΙΑΥΛΟΙ ΙΟΝΤΩΝ Διαμεμβρανικές πρωτεΐνες Μεταφορά ιόντων Παθητικά Μεγάλη ταχύτητα Επιλεκτικότητα στο ιόν που μεταφέρουν Ανοίγουν και κλείνουν ανάλογα με τα ερεθίσματα που δέχονται Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 29

Ρύθμιση των διαύλων από εξωγενή μόρια Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 30

Μηχανισμοί που επηρεάζουν τη διαμόρφωση των διαύλων ΑΝΟΙΧΤΟΣ ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΜΕΝΟΣ Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 31

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΑΤΑΓΡΑΦΩΝ ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΑ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΙΑ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ ΡΕΥΜΑΤΑ ΙΟΝΤΩΝ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ PATCH- CLAMP ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ ΡΕΥΜΑΤΑ ΙΟΝΤΩΝ Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 35

ΤΕΧΝΙΚΗ ΚΑΘΗΛΩΣΗΣ ΚΗΛΙΔΑΣ ΚΑΘΗΛΩΣΗ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΜΕΤΡΗΣΗ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ ΚΑΘΗΛΩΣΗ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ ΜΕΤΡΗΣΗ ΡΕΥΜΑΤΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 36

Δωμάτιο ηλεκτροφυσιολογίας Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 37

Επιφάνεια εργασίας (patch- clamp) Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 38

Διαδικασία της patch- clamp Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 39

Γιγαντιαίος άξονας του καλαμαριού http://www.iac-usnc.org/methods/squid/dissection1.html Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 40

Καταγραφή δυναμικού ενεργείας Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 41

Τεχνική καθήλωσης τάσης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 42

Απομόνωση ρευμάτων νατρίου και καλίου Τετραδοτοξίνη - > μπλοκάρει τους διαύλους νατρίου Τετρα- αιθυλαμμώνιο (ΤΕΑ) - > μπλοκάρει τους διαύλου καλίου Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 43

Τεχνική καθήλωσης τάσης Υπολογισμός αγωγιμότητας των διαύλων I K = g K * (V m E K ) I Na = g Na * (V m E Na ) Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 44

Ιοντική Βάση του Δυναμικού Ενεργείας Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 45

ΤΥΠΟΙ ΔΙΑΥΛΩΝ ΙΟΝΤΩΝ ΤΑΣΟ- ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΙ (VOLTAGE- GATED) ΔΙΑΥΛΟΙ ΝΑΤΡΙΟΥ ΔΙΑΥΛΟΙ ΚΑΛΙΟΥ ΔΙΑΥΛΟΙ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ ΑΣΒΕΣΤΟ- ΕΞΑΡΤΩΜΕΝΟΙ ΔΙΑΥΛΟΙ ΚΑΛΙΟΥ ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΙ ΑΠΟ ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΕΣ (LIGAND- GATED) ΝΙΚΟΤΙΝΙΚΟΣ ΥΠΟΔΟΧΕΑΣ ΑΚΕΤΥΛΟΧΟΛΙΝΗΣ ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ ΤΟΥ ΓΛΟΥΤΑΜΙΝΙΚΟΥ ΟΞΕΩΣ ΜΗΧΑΝΟ- ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΙ ΔΙΑΥΛΟΙ ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ ΣΤΟ ΔΕΡΜΑ Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 46

Ρεύμα του διαύλου νατρίου Δίαυλοι νατρίου Ταχέως ενεργοποιημένος δίαυλος νατρίου Γρήγορη απενεργοποίηση Maurice et al, 2001 Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 47

ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΡΕΥΜΑΤΩΝ Νόμος του Ohm: I = V / R ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ = 1/ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ I = V * g Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 32

ΓΡΑΦΗΜΑ ΡΕΥΜΑΤΟΣ- ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ Δυναμικό αναστροφής ΔΙΑΥΛΟΣ ΓΡΑΜΙΚΙΔΙΝΗΣ Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 33

Σχέσεις δυναμικού- ρεύματος των διαύλων ιόντων Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 34

Ποικιλομορφία των διαύλων ιόντων Δίαυλοι καλίου Βραδύς ανορθωτικός Ταχύς παροδικός Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 48

Ποικιλομορφία των διαύλων ιόντων Δίαυλοι ασβεστίου Τύπου L Τύπου N Τύπου P/Q Τύπου T Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 49

Κατανομή των διαύλων στο νευρώνα Άξονας: δίαυλοι νατρίου και καλίου Σώμα: όλοι οι δίαυλοι Δενδρίτες δίαυλοι νατρίου σε μικρότερη συγκέντρωση Δίαυλοι ασβεστίου Κεφάλαιο 7, 8, 9 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 50

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΝΕΥΡΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΣΥΝΑΠΤΙΚΗ ΔΙΑΒΙΒΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΥΝΑΨΕΙΣ ΧΗΜΙΚΕΣ ΣΥΝΑΨΕΙΣ ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΕΣ ΑΠΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗ ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΩΝ ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΩΝ 51

Ηλεκτρικές και Χημικές Συνάψεις 52

Ηλεκτρικές συνάψεις 53

Ηλεκτρικές συνάψεις 54

Ηλεκτρικές συνάψεις Συγχρονισμός 55

Χασματοσυνδέσεις 02/20/13 56

Χημικές συνάψεις 57

Χημικές συνάψεις Νευροδιαβιβαστής Απελευθέρωση Πρόσδεση σε υποδοχείς Επαναπρόσληψη/Αποδόμηση 58

Χημικές συνάψεις Νευροδιαβιβαστής Απελευθέρωση Πρόσδεση σε υποδοχείς Επαναπρόσληψη/Αποδόμηση 59

Νευροδιαβιβαστές 60

Ακετυλοχολίνη Αυτόνομο ΝΣ (προγαγγλιακά και παρασυμπαθητικά μετα- γαγγλιακά κύτταρα) Νευρομυϊκή σύναψη Βασικά γάγγλια διάμεσοι νευρώνες Βασικό πυρήνα ( Alzheimer's) Χολινεστεράση Χολινοακετυλοτρανσφεράση 61

Βιογενείς αμίνες - Κατεχολαμίνες Υδροξυλάση της τυροσίνης Πτεριδίνη Αποκαρβοξυλάση Υδροξυλάση-β της ντοπαµίνης 62

Βιογενείς αμίνες - Κατεχολαμίνες Ντοπαμίνη Κοιλιακή καλυπτρική περιοχή (Ventral tegmental area) Μέλαινα περιοχή (SubstanIa nigra) SN VTA Υδροξυλάση της τυροσίνης (πράσινο) 63

Βιογενείς αμίνες - Κατεχολαμίνες Νοραδρεναλίνη Υπομέλανος τόπος (Locus coeruleus) 64

Βιογενείς αμίνες - Σεροτονίνη Αποκαρβοξυλάση Υδροξυλάση της τρυπτοφάνης 65

Βιογενείς αμίνες Σεροτονίνη Πυρήνας της ραφής 66

Αμινοξέα Πυραµιδικοί νευρώνες Ενδονευρώνες 67

Νευροδραστικά πεπτίδια 68

Χημικές συνάψεις Νευροδιαβιβαστής Απελευθέρωση Πρόσδεση σε υποδοχείς Επαναπρόσληψη/Αποδόμηση 69

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 70

Απελευθέρωση νευροδιαβιβαστή Δίαυλοι νατρίου 71

Απελευθέρωση νευροδιαβιβαστή Δίαυλοι καλίου 72

Απελευθέρωση νευροδιαβιβαστή Δίαυλοι ασβεστίου 73

Κβαντική απελευθέρωση νευροδιαβιβαστή 74

Μηχανισμός έκλυσης νευροδιαβιβαστή 75

Μηχανισμός έκλυσης νευροδιαβιβαστή Μη φωσφορυλιοµένη συναψίνη Φωσφορυλιοµένη συναψίνη Rab3a/Rab3b GTP binding proteins 76

Μηχανισμός έκλυσης νευροδιαβιβαστή 77

Χημικές συνάψεις Νευροδιαβιβαστής Απελευθέρωση Πρόσδεση σε υποδοχείς Επαναπρόσληψη/Αποδόμηση 78

Χημικές συνάψεις 79

Μετα- συναπτική απόκριση 80

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 81

Υποδοχείς ακετυλοχολίνης Νικοτινικός - Δίαυλος Μουσκαρινικός - Συνδεδεμένος με G πρωτεΐνες 82

Μοριακή υπόσταση του νικοτινικού διαύλου 83

Λειτουργία του νικοτινικού διαύλου 84

Δυναμικό τελικής πλάκας νικοτινικός υποδοχέας 85

Δυναμικό τελικής πλάκας 86

Συναπτικό δυναμικό- ρεύμα 87

Συναπτικό ρεύμα Διαπερατότητα ιόντων 88

Συναπτικό ρεύμα ενός διαύλου του νικοτινικού υποδοχέα 89

Δυναμικό αναστροφής του νικοτινικού υποδοχέα 90

Συναπτικό δυναμικό ρεύμα/ Ρεύμα μονού νικοτινικού διαύλου 91

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 92

Υποδοχείς του γλουταμινικού οξέως 93

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 94

Διαχωρισμός των NMDA και μη- NMDA ρευμάτων 95

Καταγραφή ρευμάτων του NMDA υποδοχέα 96

Υποδοχείς GABA GABA-A GABA-B 97

Ανασταλτικό μετασυναπτικό δυναμικό 98

Τύπου Ι και Τύπου ΙΙ συνάψεις 99

Συμμετρικές (ανασταλτικές ) και ασύμμετρες (διεγερτικές) συνάψεις

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

Μεταβοτροπικοί υποδοχείς

Υποδοχείς που προσένουν G πρωτεϊνες

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

Σηματοδότηση μέσω G s /G i

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

Σηματοδότηση μέσω G q Glu Gq PLC ER

Σηματοδότηση μέσω G q Glu Gq PLC PIP 2 ER

Σηματοδότηση μέσω G q Glu Gq PLC DAG IP3 ER

Σηματοδότηση μέσω G q Glu Gq PLC DAG IP3 ER

Σηματοδότηση μέσω G q Glu Gq PLC DAG IP3 ER

Σηματοδότηση μέσω G q Glu Gq PLC DAG IP3 ER [Ca]i

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

ΦΩΣΦΟΡΙΛΙΩΣΗ Paul Greengard Nobel Prize 2000

Χημικές συνάψεις Νευροδιαβιβαστής Απελευθέρωση Πρόσδεση σε υποδοχείς Επαναπρόσληψη/Αποδόμηση 108

Απομάκρυνση νευροδιαβιβαστή Διάχυση Ενζυμική αποδόμηση Επαναπρόσληψη (πρωτεΐνες- μεταφορείς) 109

Ενζυμική απομάκρυνση Ακετυλοχολινεστεράση Ακετυλοχολίνη Χολίνη + Οξικό οξύ Μονοαμινοοξειδάση (MAO) Κατεχολο- Ο- μεθυλοτρανσφεραση (COMT) Ντοπαμίνη, Νοραδρεναλίνη, Σεροτονίνη Δράση αντικαταθλιπτικών 110

Επαναπρόσληψη Ντοπαμίνη, Σεροτονίνη, Νορεπινεφρίνη Μονοαμινική οξειδάση DAT, SERT, NET Αναστολείς της μοναμινικής οξειδάσης Επιλεκτικοί αναστολείς της σεροτονίνης Κοκαϊνη 111

Μυασθένεια Αντισώματα κατά των νικοτινικών υποδοχέων Θεραπεία: Νεοστιγμίνη Ανταγωνιστής της χολινεστεράσης Αυξάνει τα επίπεδα ακετυλοχολίνης στη σύναψη 112

Μετάδοση σημάτων κατά μήκος δενδριτών και άξονα Δενδρίτες Μετασυναπτικά δυναμικά Παθητική αγωγή Άξονας Δυναμικά ενεργείας 113

Χημικές συνάψεις

ΠΑΘΗΤΙΚΗ ΑΓΩΓΗ ΣΗΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΤΟΝΙΚΗ ΑΓΩΓΗ 115

ΠΑΘΗΤΙΚΗ ΑΓΩΓΗ ΣΗΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΤΟΝΙΚΗ ΑΓΩΓΗ ΣΤΑΘΕΡΑ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ λ = (r m /r a ) 1/2 R m Αυξάνεται με το πάχος της μεμβράνης R a Μειώνεται ανάλογα με τη διάμετρο της αποφυάδας (άξονας/ δενδρίτης) 116

Μετάδοση του δυναμικού ενεργείας 117

Μετάδοση δυναμικών ενεργείας Προς μία κατεύθυνση Απενεργεοποίση διαύλων νατρίου 118

Αλματώδης μετάδοση δυναμικών ενεργείας σε άξονες με μυελίνη 119

Απομυελινωτικές διαταραχές Σκλήρυνση κατά πλάκας Μείωση της ταχύτητας διάδοσης του δυναμικού ενεργείας Μείωση της ικανότητας αίσθησης, κίνησης 120

Οπισθόδρομα δυναμικά στους δενδρίτες 121

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

http://www.mpg.de/13795/learning_memory_perception?print=yes 123

Τοποθεσία συνάψεων στο νευρικό κύτταρο Κεφάλαιο 13 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 2

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

Χωρική άθροιση δενδριτικών σημάτων Poirazi et al, 2003

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

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

Πλαστικότητα της έκλυσης νευροδιαβιβαστή Προσυναπτικη διευκόλυνση/αναστολή

Επίδραση των ανασταλτικών σημάτων στη δραστηριότητα του νευρώνα