Δυναμικό ηρεμίας Δυναμικό ενεργείας Σωτήρης Ζαρογιάννης Επίκ. Καθηγητής Φυσιολογίας Εργαστήριο Φυσιολογίας Τμήμα Ιατρικής Π.Θ. 30/09/2016 Φυσιολογία Συστημάτων Ακαδημαϊκό Ετος 2016-2017
Ιόντα Δυναμικό Μεμβράνης Εξωκυττάριο Υγρό (mm) (Extracellular Fluid; ECF) Ενδοκυττάριο Υγρό (mm) (Intracellular Fluid ;ICF) Na + 150.0 15.0 K + 5.0 150.0 Cl - 110.0 10.0 + + + Νa + Νa + K + K + Cl - Cl - Proteins - - - ICF [mm] - - + ECF [mm]
Πηγή εικόνας: Φυσιολογία του Ανθρώπου. 8 η Εκδοση. Vander, Sherman, Luciano, Τσακόπουλος. Εκδόσεις Πασχαλίδη 2001. Ιόντα Δυναμικό Μεμβράνης Εξωκυττάριο Υγρό (mm) (Extracellular Fluid; ECF) Ενδοκυττάριο Υγρό (mm) (Intracellular Fluid ;ICF) Na + 150.0 15.0 K + 5.0 150.0 Cl - 110.0 10.0 ΔPotenHal=0 mv Μόνο δίαυλοι Κ + Δυναμικό Ισορροπίας Κ + (Ε Κ )
Στο δυναμικό ισορροπίας ενός ιόντος το χημικό και ηλεκτρικό πρανές είναι ισομεγέθη αλλά αντίθετης φοράς Δυναμικό Μεμβράνης E Na = + 60 Νa + Νa + 3Νa + 2Κ + - ICF - - + + + + - Voltage (mv) 0 K + K + -70mV E Rest = -70 Χημικό Πρανές Ηλεκτρικό Πρανές Δίαυλοι Διαρροής Κ + Δίαυλοι Εισρροής Να + E K = -90 ECF
Νευρικό κύτταρο Λήψη πληροφοριών Πυρήνας- Οργανίδια Δυναμικό ενεργείας Αποστολή πληροφοριών Πηγή εικόνας: Φυσιολογία του Ανθρώπου. 8 η Εκδοση. Vander, Sherman, Luciano, Τσακόπουλος. Εκδόσεις Πασχαλίδη 2001.
Γλοιακά κύτταρα Κεντρικό Νευρικό Σύστημα (Κ.Ν.Σ.) Περιφερικό Νευρικό Σύστημα (Π.Ν.Σ.) Πηγή εικόνας: Neuroscience. 2nd edison. Purves D, AugusSne GJ, Fitzpatrick D, et al., editors. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2001.
Αλλαγές Δυναμικού Μεμβράνης - Refresher Εκπόλωση: Λιγότερο αρνητικό απο το Δυναμικό Ηρεμίας Αναστροφή Πολικότητας: Εσωτερικό θετικότερο του εξωτερικού του κυττάρου Επαναπόλωση: Επιστροφή σε αρνητικές τιμές αλλά πιό ψηλά απο το δυναμικό ηρεμίας Υπερπόλωση: Περισσότερο αρνητικό απο το Δυναμικό Ηρεμίας Πηγή εικόνας: Φυσιολογία του Ανθρώπου. 8 η Εκδοση. Vander, Sherman, Luciano, Τσακόπουλος. Εκδόσεις Πασχαλίδη 2001.
Αλλαγές Δυναμικού Κλιμακωτά δυναμικά Πηγή εικόνας: Φυσιολογία του Ανθρώπου. 8 η Εκδοση. Vander, Sherman, Luciano, Τσακόπουλος. Εκδόσεις Πασχαλίδη 2001.
Δυναμικό Ενεργείας P K >P na (K + leak channels) Πηγή εικόνας: Ganong s Review of Medical Physiology, 23 rd EdiSon.Barrem, Brooks, Boitano and Barman. McGraw Hill, 2010
Δυναμικό Ενεργείας Πηγή εικόνας: Φυσιολογία του Ανθρώπου. 8 η Εκδοση. Vander, Sherman, Luciano, Τσακόπουλος. Εκδόσεις Πασχαλίδη 2001.
Είδη Μετασυναπτικών Υποδοχέων Νευροδιαβιβαστών Υπάρχουν 2 είδη υποδοχέων: Α) Ιοντοτροπικοί Β) Μεταβολοτροπικοί Ιατρική Φυσιολογία: Κυτταρική και μοριακή προσέγγιση. Boron and Boulpaep. 1h1η Εκδοση, Ιατριές Εκδόσεις Πασχαλίδη 2006.
Φυσιολογία του Ανθρώπου. 8 η Εκδοση. Vander, Sherman, Luciano, Τσακόπουλος. Εκδόσεις Πασχαλίδη 2001. Διεγερτικές χημικές συνάψεις Σε αυτές η μετασυναπτική απόκκριση στο νευροδιαβιβαστή καταλήγει σε εκπόλωση, άρα φέρνει το μεμβρανικό δυναμικό πιο κοντά στον ουδό. Μεσολαβείται από θετικό ισοζύγιο εισροής κατιόντων μέσα στο κύτταρο, και συγκεκριμένα αρκετά περισσότερο Na + να εισέρχεται απ ότι K + να εξέρχεται απο το κύτταρο. Μεσολαβείται δηλαδή κυρίως απο διαύλους Na +. Διεγερτικό μετασυναπτικό δυναμικό (Excitatory Post SynapHc PotenHal; EPSP)
Φυσιολογία του Ανθρώπου. 8 η Εκδοση. Vander, Sherman, Luciano, Τσακόπουλος. Εκδόσεις Πασχαλίδη 2001. Ανασταλτικές χημικές συνάψεις Σε αυτές η μετασυναπτική απόκκριση στο νευροδιαβιβαστή καταλήγει σε υπερπόλωση, άρα απομακρύνει το μεμβρανικό δυναμικό από τον ουδό. Μεσολαβείται από θετικό ισοζύγιο εισροής ανιόντων (Cl - ) μέσα στο κύτταρο ή εκροής κατιόντων από το κύτταρο (K + ). Μεσολαβείται δηλαδή κυρίως απο διαύλους Cl -. Εναλλακτικά μπορεί να μην προκληθεί IPSP αλλά να σταθεροποιηθεί το δυναμικό της μεμβράνης Ανασταλτικό μετασυναπτικό δυναμικό (Inhibitory Post SynapHc PotenHal; IPSP)
Φυσιολογία του Ανθρώπου. 8 η Εκδοση. Vander, Sherman, Luciano, Τσακόπουλος. Εκδόσεις Πασχαλίδη 2001. Ενεργοποίηση του μετασυναπτικού κυττάρου Το δυναμικό της μεμβράνης του μετασυναπτικού νευρώνα ανά πάσα στιγμή είναι η συνισταμένη όλης της συναπτικής δραστηριότητας που εκδηλώνεται σε αυτόν σε συγκεκριμένο χρόνο. Εκπόλωση της μεμβράνης προς τον ουδό όταν υπερισχύουν τα διεγερτικά συναπτικά σήματα ή μια υπερπόλωση ή σταθεροποίηση όταν επικρατούν τα ανασταλτικά εισερχόμενα σήματα.
Ενεργοποίηση μετασυναπτικού νευρώνα Ιατρική Φυσιολογία: Κυτταρική και μοριακή προσέγγιση. Boron and Boulpaep. 1h1η Εκδοση, Ιατριές Εκδόσεις Πασχαλίδη 2006.
Φυσιολογία του Ανθρώπου. 8 η Εκδοση. Vander, Sherman, Luciano, Τσακόπουλος. Εκδόσεις Πασχαλίδη 2001. Ενεργοποίηση μετασυναπτικού νευρώνα Νευρωνική ολοκλήρωση: Η διεργασία της επεξεργασίας των προσλαμβανόμενων ηλεκτρικών ερεθισμάτων από τον μετασυναπτικό νευρώνα. Αποτέλεσμα της νευρωνικής ολοκλήρωσης από το μετασυναπτικό κύτταρο είναι η απόφαση της παραγωγής ή όχι ενός δυναμικού ενεργείας. Το κύτταρο δηλαδή αποφασίζει έαν θα εκπολωθεί ή όχι.
Ολοκλήρωση Σημάτων ΕΙΣΟΔΟΣ Δενδρίτες: Κυρίως ιοντικοί δίαυλοι με πύλη απο συνδέτη, Τασεο-εξαρτώμενοι ιοντικοί δίαυλοι, Βαθμιδωτά δυναμικά Κυτταρικό Σώμα: Ιοντικοί δίαυλοι με πύλη απο συνδέτη, Βαθμιδωτά δυναμικά Δενδρίτης Αρχικό τμήμα Αξονας: Ζώνη αγωγής σήματος Κυτταρικό Σώμα ΕΞΟΔΟΣ Αξονας: Τασεο-εξαρτώμενοι ιοντικοί δίαυλοι, Δυναμικά ενεργείας Αρχικό τμήμα άξονα: Η μεγαλύτερη συγκέντρωση τασεο-εξαρτώμενων ιοντικών διαύλων, Ο μικρότερος ουδός για την πυροδότηση δυναμικών ενεργείας, ΖΩΝΗ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗΣ ΣΗΜΑΤΩΝ
Νευρομυϊκή σύναψη
Νευρομυϊκή σύναψη Πηγή εικόνας: Ganong s Review of Medical Physiology, 23 rd EdiSon.Barrem, Brooks, Boitano and Barman. McGraw Hill, 2010
Απευλευθέρωση νευροδιαβιβαστή Πηγή εικόνας: Ganong s Review of Medical Physiology, 23 rd EdiSon.Barrem, Brooks, Boitano and Barman. McGraw Hill, 2010
Διέγερση μεμβράνης - Δυναμικό τελικής κινητικής πλάκας Δυναμικό τελικής κινητικής πλάκας (ΕΡΡ): εκπόλωση μετασυναπτικής μεμβράνης λόγω δέσμευσης ακετυλοχολίνης σε νικοτινικούς υποδοχείς. Συνήθως το ΕΡΡ μπορεί να παράγει δυναμικό ενεργείας στη μυϊκή ίνα. Πηγή εικόνας: Ganong s Review of Medical Physiology, 23 rd EdiSon.Barrem, Brooks, Boitano and Barman. McGraw Hill, 2010
Φυσιολογία του Ανθρώπου. 8 η Εκδοση. Vander, Sherman, Luciano, Τσακόπουλος. Εκδόσεις Πασχαλίδη 2001. Απελευθέρωση ακετυλοχολίνης στη νευρομυϊκή σύναψη
Φυσιολογία του Ανθρώπου. 8 η Εκδοση. Vander, Sherman, Luciano, Τσακόπουλος. Εκδόσεις Πασχαλίδη 2001. Σαρκοπλασματικό δίκτυο και εγκάρσια σωληνάρια
Καρδιακό μυοκύτταρο
Υλικό για μελέτη Vander Φυσιολογία του ανθρώπου Ganong Κεφάλαιο 8, Mέρος Β Ιατρική Φυσιολογία Σελίδες 118-122