ΕΙΚΟΝΑ Διαβαθµίσεις ιόντων µεταξύ των δύο πλευρών της κυτταροπλασµατικής µεµβράνης ενός τυπικού κυττάρου θηλαστικών. Οι συγκεντρώσεις Na + και

Σχετικά έγγραφα
Ιοντικοί Δίαυλοι Ε. Παρασκευά 1

ΜΑΘΗΜΑ 3ο ΜΕΡΟΣ Α ΣΥΝΑΠΤΙΚΗ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ

ΜΑΘΗΜΑ 3ο ΜΕΡΟΣ Β ΔΙΑΒΙΒΑΣΗ ΣΤΗ ΝΕΥΡΟΜΥΪΚΗ ΣΥΝΑΨΗ

13. Μεµβρανικοί δίαυλοι και αντλίες

Ενότητα: Κυτταρική Σηματοδότηση. Σ. Ταραβήρας Αναπληρωτής Καθηγητής ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ

Δυναμικό ηρεμίας Δυναμικό ενεργείας. Σωτήρης Ζαρογιάννης Επίκ. Καθηγητής Φυσιολογίας Εργαστήριο Φυσιολογίας Τμήμα Ιατρικής Π.Θ.

ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ - ΜΕΡΟΣ Α. Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής του οργανισμού μας

Γνωστική-Πειραµατική Ψυχολογία

οµή και Λειτουργία της Κυτταρικής Μεµβράνης

Σημειώσεις Βιοφυσικής 1

Εισαγωγή στην Φυσιολογία

Βιοϊατρική τεχνολογία

Παθητική και ενεργητική μεταφορά μέσω μεμβρανών

Λείος μυς. Ε. Παρασκευά Αναπλ. Καθηγήτρια Κυτταρικής Φυσιολογίας Τμήμα Ιατρικής Π.Θ. 2017

ΜΑΘΗΜΑ 2ο ΜΕΤΑΒΙΒΑΣΗ ΤΟΥΝΕΥΡΙΚΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ

ΠΡΟΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΥΔΩΝ ΤΕΦΑΑ/ΔΠΘ ΜΑΘΗΜΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΠΡΟΠΟΝΗΤΙΚΗΣ. ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ Φατούρος Γ. Ιωάννης, Επίκουρος Καθηγητής ΣΥΣΠΑΣΗΣ

ΓΕΝΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ. Γιώργος Ανωγειανάκις Εργαστήριο Πειραματικής Φυσιολογίας (προσωπικό) (γραμματεία)

Διαπερατότητα βιολογικών μεμβρανών. Σωτήρης Ζαρογιάννης Επίκ. Καθηγητής Φυσιολογίας Εργαστήριο Φυσιολογίας Τμήμα Ιατρικής Π.Θ.

Διαπερατότητα βιολογικών μεμβρανών. Σωτήρης Ζαρογιάννης Επίκ. Καθηγητής Φυσιολογίας Εργαστήριο Φυσιολογίας Τμήμα Ιατρικής Π.Θ.

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΣΗΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΣΩΜΑ (I)

Βιολογία. Θετικής κατεύθυνσης. Β λυκείου. ΑΡΓΥΡΗΣ ΓΙΑΝΝΗΣ Βιολόγος 3 ο λύκ. ηλιούπολης

ΓΕΝΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ. Γιώργος Ανωγειανάκις Εργαστήριο Πειραματικής Φυσιολογίας (προσωπικό) (γραμματεία)

ΜΟΝΟΠΑΤΙΑ ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΓΩΓΗΣ ΣΗΜΑΤΟΣ

Ηδοµή των λιπαρών οξέων

Βιολογία Α Λυκείου Κεφ. 9. Νευρικό Σύστημα. Δομή και λειτουργία των νευρικών κυττάρων

Δυναμικό ηρεμίας Δυναμικό ενεργείας. Σωτήρης Ζαρογιάννης Επίκ. Καθηγητής Φυσιολογίας Εργαστήριο Φυσιολογίας Τμήμα Ιατρικής Π.Θ.

Μοριακή Bιολογία ΔIAΛEΞΕΙΣ OΔΟΙ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΗΣ ΜΕΤΑΓΩΓΗΣ ΣΗΜΑΤΟΣ

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

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Μεμβρανική Βιοφυσική. Η δομή ιοντικών διαύλων Διδάσκων: Λεκ. Χαράλαμπος Λαμπρακάκης

Φυσιολογία του καρδιαγγειακού συστήματος. Κλειώ Μαυραγάνη

Η ανόργανη θρέψη των φυτών

Η ανόργανη θρέψη των φυτών

+ - - εκπολώνεται. ΗΛΕΚΤΡΟMYΟΓΡΑΦΗΜΑ

9. ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΝΕΥΡΙΚΩΝ. Νευρώνες

4 o. 5. Κανάλια που Ελέγχονται από Αποθήκες Ασβεστίου 5.1 Κανάλια CRAC 5.2 Κανάλια TRPC ως SOCC

Κεφαλαιο 11 ο ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ. Νευρικό 1

Δοµή και Λειτουργία της Κυτταρικής Μεµβράνης Ε. Παρασκευά 0

ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΝΕΥΡΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΟΝΣΟΥΛΑΣ ΧΡΗΣΤΟΣ

ΚΛΙΝΙΚΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ Περιοδική υπερκαλιαιμική παράλυση

ΚΑΤΑΤΑΚΤΗΡΙΕΣ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ ΕΚΠΑ ΑΚ. ΕΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΒΙΟΛΟΓΙΑ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Μεμβρανική Βιοφυσική. Δίαυλοι: απο το γονίδιο στην εξέλιξη Διδάσκων: Λεκ. Χαράλαμπος Λαμπρακάκης

ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΥΝΑΨΕΙΣ:ΔΟΜΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ

Συστήματα αισθήσεων. Αισθητικοί υποδοχείς Νευρικές αισθητικές οδοί Συνειρμικός φλοιός και διαδικασία αντίληψης Πρωτοταγής αισθητική κωδικοποίηση

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ «ΚΛΙΝΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ» ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΔΙΕΓΕΡΣΙΜΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ Ύλη και Οδηγός µελέτης

Συστήματα αισθήσεων. Αισθητικοί υποδοχείς Νευρικές αισθητικές οδοί Συνειρμικός φλοιός και διαδικασία αντίληψης Πρωτοταγής αισθητική κωδικοποίηση

Η ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ

Ηλεκτροφυσιολογία της Κυτταρικής Μεμβράνης

ΒΙΟ492: ΝΕΥΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ

Εφαρμοσμένη Βιοτεχνολογία Σημειώσεις. Νίκος Τσουκιάς Σχολή Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ

Μεθοδολογική προσέγγιση της Βιοηλεκτρικής βάσης του νευρικού ενεργού δυναμικού

ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΖΩΩΝ 7-8/ Π.Παπαζαφείρη ΣΥΝΑΨΕΙΣ

ΓΕΝΙΚΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ. Γιώργος Ανωγειανάκις Εργαστήριο Πειραματικής Φυσιολογίας (προσωπικό) (γραμματεία)

ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

Αρχές Ηλεκτροθεραπείας Φυσική του Ηλεκτρισμού Ηλεκτροφυσιολογία Γαλβανικά ρεύματα Παλμικά-εναλλασσόμενα ρεύματα Μαγνητικά πεδία Υπέρηχοι Ακτινοβολιες

Πως δουλεύουν οι αισθήσεις?

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Μεμβρανική Βιοφυσική. Εισαγωγή Διδάσκων: Λέκτορας Χαράλαμπος Λαμπρακάκης

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ

Μεμβρανική Βιοφυσική

Βιοδυναμικά: Ασθενή ηλεκτρικά ρεύματα τα οποία παράγονται στους ιστούς των ζωντανών οργανισμών κατά τις βιολογικές λειτουργίες.

οµή και Λειτουργία της Κυτταρικής Μεµβράνης

Ηδοµή των λιπαρών οξέων

Συστήματα επικοινωνίας Ανθρωπίνου σώματος. ενδοκρινολογικό νευρικό σύστημα

MANAGING AUTHORITY OF THE OPERATIONAL PROGRAMME EDUCATION AND INITIAL VOCATIONAL TRAINING ΟΡΜΟΝΕΣ ΚΑΙ ΑΣΚΗΣΗ. ΘΑΝΑΣΗΣ ΤΖΙΑΜΟΥΡΤΑΣ, Ph.D., C.S.C.

ΑΣΚΗΣΗ: MΕΤΡΗΣΗ ΜΕΤΑΣΥΝΑΠΤΙΚΩΝ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΣΕ ΤΟΜΕΣ ΙΠΠΟΚΑΜΠΟΥ ΑΡΟΥΡΑΙΟΥ.

Νευρικό σύστημα - εισαγωγή. Μιχάλης Ζωγραφάκης - Σφακιανάκης Νοσηλευτής ΠΕ, M.Sc. Καθηγητής Εφαρμ. Νοσηλευτικής ΤΕΙ ΚΡΗΤΗΣ

ΦΑΡΜΑΚΟ ΥΝΑΜΙΚΗ ΙΙ. Γενικές έννοιες (Θεωρία υποδοχέων - Αγωνιστής ανταγωνιστής) Σηµεία ράσης Μοριακοί Μηχανισµοί ράσης Φαρµάκων

Φαρμακολογία Τμήμα Ιατρικής Α.Π.Θ.

2. Μεμβρανικά δυναμικά του νευρικού κυττάρου

Β. Να επιλέξετε την ορθή απάντηση αναγράφοντας στον πίνακα της ακόλουθης

ΙΑΤΡΙΚΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΑΘΗΝΩΝ (ΕΚΠΑ) ΚΑΤΑΤΑΚΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΚ.ΕΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΒΙΟΛΟΓΙΑ

πρωτεϊνες νουκλεϊκά οξέα Βιολογικά Μακρομόρια υδατάνθρακες λιπίδια

ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ Ι ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΥΤΤΑΡΟΥ ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ

Oδοί και μηχανισμοί ευκαρυωτικής μεταγωγής σήματος

Νευροφυσιολογία και Αισθήσεις

ΚΛΙΝΙΚΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ Αναστολή αντλίας πρωτονίων ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ

Μεμβρανικοί μεταφορείς, δίαυλοι και αντλίες

Σκοπός του μαθήματος είναι ο συνδυασμός των θεωρητικών και ποσοτικών τεχνικών με τις αντίστοιχες περιγραφικές. Κεφάλαιο 1: περιγράφονται οι βασικές

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

υποδοχείς αισθητικoί νευρώνες ΚΝΣ

Ρύθµιση κυτταρικής λειτουργίας. Μεταγωγή σήµατος

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ. Φατούρος Ιωάννης Αναπληρωτής Καθηγητής

ΟΡΜΟΝΕΣ ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ ΟΡΜΟΝΙΚΗ ΔΡΑΣΗ

Ενότητα: Κυτταρική Σηματοδότηση. Σ. Ταραβήρας Καθηγητής ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ

ΕΡΑΣΜΕΙΟΣ ΕΛΛΗΝΟΓΕΡΜΑΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ

Kυτταρική Bιολογία ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ, ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΑ ΔΙΑΜΕΡΙΣΜΑΤΑ & ΔΙΑΛΟΓΗ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ ΔIAΛEΞΕΙΣ 4 & 5 (29/2 & 2/3/2016)

ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ

Σκοπός: Περιγραφή της συμπεριφοράς των νευρικών κυττάρων και ποσοτικά και ποιοτικά.

Συστήµατα Αισθήσεων Σωµατικές Αισθήσεις

Κεφάλαιο 1 ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΝΕΥΡΟΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ

ΒΙΟΦΥΣΙΚΗ 6. ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΣΗΜΑΤΑ ΣΤΟ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟ ΣΩΜΑ

BIOXHMEIA, TOMOΣ I ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ

ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Ι. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο Βιοχημική εξέλιξη

Ειδικές μέθοδοι ανάλυσης κυτταρικών διεργασιών Επίδραση εξωγενών παραγόντων στη λειτουργία κυτταρικών μεμβράνων

Μεμβρανική Βιοφυσική

Αποστολία Χατζηευθυμίου, Αν. Καθηγήτρια Ιατρικής Φυσιολογίας. Ευφροσύνη Παρασκευά, Αν. Καθηγήτρια Κυτταρικής Φυσιολογίας ΝΕΥΡΟΜΥΪΚΟ ΠΑΡΑΣΚΕΥΑΣΜΑ

Σκοπός της µνήµης δεν είναι η ανάκληση του παρελθόντος, αλλά η πρόβλεψη του µέλλοντος.

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΝΕΥΡΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΣΥΝΑΠΤΙΚΗ ΔΙΑΒΙΒΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΥΝΑΨΕΙΣ ΧΗΜΙΚΕΣ ΣΥΝΑΨΕΙΣ

Θέµατα ιάλεξης ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ - ΕΝΖΥΜΑ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ. ιαχωρισµός Αµινοξέων

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΝΕΥΡΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΣΥΝΑΠΤΙΚΗ ΔΙΑΒΙΒΑΣΗ. Κορνηλία Πουλοπούλου Αναπληρώτρια Καθ. Νευροφυσιολογίας Νευρολογική Κλινκή

Transcript:

Ιοντικοί Δίαυλοι 1

2

ΕΙΚΟΝΑ 13.31 Διαβαθµίσεις ιόντων µεταξύ των δύο πλευρών της κυτταροπλασµατικής µεµβράνης ενός τυπικού κυττάρου θηλαστικών. Οι συγκεντρώσεις Na + και Cl είναι υψηλότερες στο εξωτερικό του κυττάρου απ ό,τι στο εσωτερικό του, ενώ η συγκέντρωση K + είναι υψηλότερη στο εσωτερικό. Οι χαµηλές συγκεντρώσεις Na + και Cl εξισορροπούν την υψηλή ενδοκυτταρική συγκέντρωση οργανικών ενώσεων, εξισώνοντας την ωσµωτική πίεση και εµποδίζοντας την ωσµωτική εισροή ύδατος. 3

Σχετική διαπερατότητα συνθετικής λιπιδικής διπλοστιβάδας για διάφορα µόρια Συντελεστές διαπερατότητα συνθετικής λιπιδικής διπλοστιβάδας για διάφορα µόρια 4

Πρωτεΐνες φορείς και ιοντικοί δίαυλοι Οι ιοντικοί δίαυλοι συνδέονται ασθενικά µε τα µόρια που µεταφέρουν σχηµατίζουν έναν υδάτινο πόρο στην κυτταρική µεµβράνη επιτρέπουν τη διέλευση ιόντων, πάντα σύµφωνα µε την κλίση συγκέντρωσης Η µεταφορά µέσω ιοντικών διαύλων είναι ταχύτερη (10 7 ιόντα / sec) δεν επέρχεται κορεσµός 5

Ενεργητική & Παθητική Μεταφορά Η ηλεκτροχηµική κλίση συνδυάζει το δυναµικό της µεµβράνης & την κλίση συγκέντρωσης 6

Οι κύριες ιδιότητες των ιοντικών διαύλων Διαµεµβρανικές πρωτεΐνες ü Άγουν ιόντα ü Αναγνωρίζουν και επιλέγουν συγκεκριµένα ιόντα ü Ανοίγουν και κλείνουν αποκρινόµενοι σε ειδικά σήµατα 7

τασοεξαρτώµενοι χηµειοεξαρτώµενοι µηχανοευαίσθητοι Οι ιοντικοί δίαυλοι παραµένουν ανοιχτοί για πολύ σύντοµο χρονικό διάστηµα (msec) 8

>100 τύποι ιοντικών διαύλων Ιόντα που άγουν Μηχανισµό ρύθµισης Συχνότητα έκφρασης Κυτταρική εντόπιση 9

Οι ιοντικοί δίαυλοι είναι υπεύθυνοι για ü την ηλεκτρική διέγερση των µυϊκών κυττάρων ü τη µεταγωγή ηλεκτρικών σηµάτων στο νευρικό σύστηµα ü τη διαµόρφωση της διαφοράς δυναµικού εκατέρωθεν της κυτταρικής µεµβράνης και για τις ταχείες µεταβολές της σε όλα τα κύτταρα 10

Δηµιουργία Δυναµικού στην Κυτταρική Μεµβράνη Ζωϊκών Κυττάρων Αντλίες ιόντων Δίαυλοι ιόντων K + leak channels 11

K + leak channels Εκλεκτικότητα & εξειδίκευση Άγουν τα Κ + 10.000 φορές καλύτερα από τα Na +? Να + < Κ + Η ταχύτητα αγωγής δεν συµβιβάζεται µε ισχυρή σύνδεση ιόντος-διαύλου Καθορισµός της τριτοταγούς δοµής των ιοντικών διαύλων 12

The Nobel Prize in Chemistry 2003 The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the Nobel Prize in Chemistry for 2003 "for discoveries concerning channels in cell membranes", with one half of the prize to Peter Agre "for the discovery of water channels" and one half of the prize to Roderick MacKinnon "for structural and mechanistic studies of ion channels". The cell's contact with the outer world The wall that separates a cell from its surroundings - the membrane - is not an impermeable shell. It is pierced through by various sorts of channel. The channels consist of proteins, each with its own function. Salt and water are important actors in the chemistry of life. Life on earth, and our own lives, originated in salt water in the oceans and in the womb. Yet only fairly recently have we understood how water molecules and salt ions are transported in and out through the cell walls. Peter Agre Roderick MacKinnon Contents: Introduction The cell's contact Water channels Ion channels Cells signal with salt Timeline Further reading Credits Web Adapted Version of the Nobel Poster from the Royal Swedish Academy of Sciences 13

Ο δίαυλος Κ+ έχει δοµή ενός «κώνου µέσα σε κώνο» ηθµός 14

Αρνητικά φορτισµένα αµινοξέα Αύξηση της συγκέντρωσης κατιόντων 11.4-potassium_channel.mov 15

Μοντέλο λειτουργίας του διαύλου Κ+ 16

Η δοµή ενός διαύλου Κ+ αποκαλύπτει που βασίζεται η εξειδίκευσή του Ρύθµιση Η µεγαλύτερη οµολογία ανάµεσα στους διαύλους Κ+ υπάρχει στην περιοχή του πόρου- περιέχει τον ηθµό εξειδίκευσης το Κ+ περνά 10.000 ευκολότερα από το Να+ 17

Ρύθµιση των διαύλων Κ + 18

19

20

21

Οµολογία στην αµινοξική αλληλουχία Μελέτη των υποµονάδων που απαρτίζουν τον ιοντικό δίαυλο 22

Οι τασεοεξαρτώµενοι δίαυλοι κατιόντων είναι υπεύθυνοι για τη δηµιουργία δυναµικών ενεργείας στα διεγέρσιµα κύτταρα 23

24

Διάδοση δυναµικού ενεργείας 25

26

Η απενεργοποίηση των διαύλων Να+ εµποδίζει τη διάδοση του δυναµικού προς τα πίσω 27

Ο νευρωνικός δίαυλος Να+ είναι τασοεξαρτώµενος 1 πολυπεπτίδιο 4 περιοχές Εξειδίκευση του διαύλου Να+ 28

29

30

Απενεργοποίηση του διαύλου Να+ Το µήκος της αλυσίδας καθορίζει το χρόνο που ο δίαυλος παραµένει ανοιχτός Μοντέλο µπάλας - αλυσίδας 31

Ιοντικοί Δίαυλοι Ca 2+ ü Μυς Σύζευξη Διέγερσης-Συστολής ü Νευρικό και ενδοκρινικό σύστηµα Σύζευξη Διέγερσης - Έκκρισης Μεγάλο εύρος δράσεων Πολλά γονίδια Διαφορετικοί τύποι διαύλων Ca 2+ 32

Ιδιότητες και Τύποι Τασοεξαρτώµενων Διαύλων Ca 2+ Δίαυλος Ιδιότητα L T N P/Q R Κινητική Μεγάλη διάρκεια στιγµιαίος Μεσαία-Μεγάλη διάρκεια Τάση ενεργοποίησης Υψηλή (>-30mV) Χαµηλή (<-30mV) Υψηλή (>-30mV) Μεσαία-Μεγάλη διάρκεια Υψηλή (>-30mV) Μεσαία διάρκεια Υψηλή (>-30mV) Φαρµακολογία DHP +++ DHP + DHP ω-conotoxin+++ DHP ω-agatoxin IVA +++ DHP ω-agatoxin IIIA +++ Θέση Καρδιά, σκελετικός µυς, νευρώνες, λείος µυς, µήτρα, νευροκρινή κύτταρα Καρδιά, νευρώνες στον εγκέφαλο Προσυναπτική µεµβράνη, δενδρίτες και κυτταρικό σώµα στους νευρώνες, Νευρώνες ΚΝΣ νευρώνες Λειτουργία Σύζευξη ΕC, µεταγωγή ενδοκυτ. σήµατος Ca Επαναλαµβανό- µενα δυναµικά Απελευθέρωση νευροδιαβιβαστή Απελευθέρωση νευροδιαβιβαστή Απελευθέρωση νευροδιαβιβαστή Γονίδια a 1s, a 1C, a 1D a 1G a 1B a 1A a 1E (πιθανόν) 33

Μοντέλο Διαύλου Cl - 34

35

Μοντέλο Υδατοπορίνης Υδρόφιλα aa Υδρόφοβα aa 4 όµοιες υποµονάδες σχηµατίζουν το δίαυλο (κάθε υποµονάδα σχηµατίζει 1 πόρο στη µεµβράνη) Υδρόφιλα aa: +δεσµοί υδρογόνου µε µόρια H 2 O Υδρόφοβα aa: -δεσµοί υδρογόνου µε µόρια H 2 O Δίοδος H 2 O, αλλά όχι ιόντων 36

37

Χηµειοεξαρτώµενοι ιοντικοί δίαυλοι Ο νικοτινικός υποδοχέας της ακετυλοχολίνης Διαθεσιµότητα νευροτοξινών που συνδέονται µε µεγάλη συγγένεια µε τον υποδοχέα ακετυλοχολίνης Ξεχωριστή θέση στην ιστορία της µελέτης των ιοντικών διαύλων Ο 1ος ιοντικός δίαυλος που κλωνοποιήθηκε το γονίδιο του καθορίστηκε η αλληλουχία του ανασυγκροτήθηκε σε λιπιδικές διπλοστιβάδες καταγράφηκε ηλεκτρικό σήµα από ένα µόνο δίαυλο Δίαυλοι ακετυλοχολίνης στην µετασυναπτική µεµβράνη καθορίστηκε η δοµή του 38

Η ακετυλοχολίνη που απελευθερώνεται από τον προσυναπτικό νευρώνα συνδέεται µε τον υποδοχέα της και προκαλεί το άνοιγµα του διαύλου Επιτρέπεται η διέλευση Νa +, Ca 2+ και Κ + Τα ανιόντα και άλλα κατιόντα αποκλείονται Η διέλευση Νa + είναι ταχεία και δεν παρουσιάζει κορεσµό 39

σύνδεση Ach 40

41

Δοµή Ιοντικών Διαύλων Δίαυλος Κ + Χηµειοεξαρτώµενος δίαυλος (ACh, GABA) Δίαυλος Cl + Υδατοπορίνη 42

Το ρεύµα ενός ιοντικού διαύλου είναι δυνατόν να µετρηθεί Ένας τυπικός ιοντικός δίαυλος παραµένει ανοιχτός για χιλιοστά του δευτερολέπτου οι βιοχηµικές µέθοδοι δεν επαρκούν Ανάπτυξη νέας µεθοδολογίας Τεχνική καθήλωσης κηλίδων Patch-clump The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1991 Erwin Neher Bert Sakmann "for their discoveries concerning the function of single ion channels in cells" 43

Τεχνική καθήλωσης κηλίδων Patch-clump Μέγεθος και διάρκεια ρεύµατος Συχνότητα Επίδραση από παράγοντες (µεµβρανικό δυναµικό, ρυθµιστικοί συνδέτες, τοξίνες) 44

45

Κλωνοποίηση των γονιδίων που κωδικοποιούν τις πρωτεΐνες των ιοντικών διαύλων Έκφραση ανασυνδυασµένων ιοντικών διαύλων Μελέτη της επίδρασης µεταλλάξεων 46

Οι δίαυλοι ιόντων που ενεργοποιούνται στη νευροµυϊκή σύναψη 47

Η αρχιτεκτονική των χηµειοεξαρτόµενων διαύλων 48

Ο υποδοχέας Ν-µεθυλο-D-ασπαραγινικού (NMDA) Ενεργοποίηση από γλουταµινικό Η γλυκίνη δρα ως συνενεργοποητής όµως Η παρουσία του Mg 2+ αποκλείει το δίαυλο Απαιτείται εκπόλωση της µεµβράνης που οδηγεί σε απόµάκρυνση του Mg 2+ 49

50

Ιοντικοί Δίαυλοι και Όραση 51

Ιοντικοί Δίαυλοι και Όραση 52

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2004 Richard Axel and Linda B. Buck for their discoveries of "odorant receptors and the organization of the olfactory system" 53

54

Ιοντικοί Δίαυλοι και Όσφρηση G olf 55

Ιοντικοί Δίαυλοι και Γεύση 56

57

58

59

60

Ένας ελαττωµατικός ιοντικός δίαυλος προκαλεί Κυστική Ίνωση Συµπτώµατα σε αεραγωγούς και στο γαστρεντερικό σωλήνα Σχηµατισµός υπερβολικής ποσότητας βλέννης Οι ασθενείς πεθαίνουν συνήθως από λοιµώξεις του αναπνευστικού (Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa) 61

Υπολειπόµενη µετάλλαξη 5% του πληθυσµού είναι φορείς Δίαυλος Cl - 62

Φυσιολογικά τα επιθηλιακά κύτταρα ü εκκρίνουν βλέννη µε αντιµικροβιακές ιδιότητες (εκλωβισµός και θάνατος των βακτηρίων) ü αποµακρύνουν τα νεκρά βακτήρια µέσω της κίνησης των κροσσών τους Σε ασθενείς µε CF οι λειτουργίες αυτές είναι αναποτελεσµατικές 63

Η πρωτεΐνη CTFR Phe 508 Μεµβρανική πρωτεΐνη Ιοντικός δίαυλος Cl - Η δράση του αυξάνει µέσω φωσφορυλλίωσης σε πολλαπλές θέσεις των πλάγιων αλυσίδων από την εξαρτώµενη από camp κινάση (PKA) Η εξάλειψη της Phe 508 είναι η µετάλλαξη υπεύθυνη για το 70% των περιπτώσεων CF Η πρωτεΐνη δεν έχει σωστή διαµόρφωση και δεν εισέρχεται στη µεµβράνη Άλλες µεταλλάξεις εµποδίζουν την ενεργοποίηση από φωσφορυλλίωση Σε κάθε περίπτωση: Ο δίαυλος Cl - είναι ανενεργός 64

Cell Physiology Source Book. 3 rd edition. N. Sperelakis Κεφ. 2-6. Molecular Biology of the Cell, 5 th edition. Alberts, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter Κεφ. 11 & 15. Molecular Cell Biology, 4 th edition. Lodish, Berk, Zipursky, Matsudaira, Baltimore, Darnell Κεφ. 5 & 21. Lehninger Principles of Biochemistry, 3 rd edition. Nelson and Cox Κεφ. 11-12 Stryer Κεφ. 13. 65