עקרונות הולכה חשמלית 2- מערכת העצבים Flashcards

(67 cards)

1
Q

גוף התא-

A

שם נמצאים הגרעין ואיברוני התא.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

דנטריטים

A

דשלוחות שיוצאות מגוף התא. בדרך כלל בולטות כמו אנטנות להגדלת שטח הפנים לקבלת אותות מנוירונים אחרים. הדנטרינים נושאים אותות לכיוון גוף התא.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

input zone

A

גוף התא והדנטרינטים. זה האיזור שבו פוטנציאל מדורג נוצר בתגובה לאירוע מעורר.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

אקסון

A

סיב העצב
הרחבה בודדה, מוארכת שמוליכה פוטנציאל פעולה הרחק מגוף התא.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

axon hillock

A

החלק הראשון של האקסון יחד עם האיזור של גוף התא שממנו יוצא האקסון.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

triger zone

A

האקסון הילוק, בגלל שבאיזור הזה פוטנציאל הפעולה מתחיל, על ידי פוטנציאל מדורג שמספיק גדול.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

axon terminals

A

הסוף המסועף של האקסון.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

conducting zone

A

האקסון עצמו.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Output zone-

A

האקסון טרמינלס

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

היכן פוטנציאל הפעולה מתחיל בנוירון?

A
  • פוטנציאל פעולה יכול להתחיל רק בחלק של הממברנה שעשיר בתעלות תלויות מתח לנתרן.
  • בדרך כלל, איזורים בתאים אקסיטביליים שבהם יש פוטנציאל מדורג, לא יעברו פוטנציאל פעולה בגלל שתעלות תלויות המתח לנתרן נמצאות שם בדלילות.
  • לכן, אתרים ש”מתמחים” בפונטציאל מדורג לא יעברו פוטנציאל פעולה.
  • יחד עם זאת, לפני שפוטנציאל פעולה תפוגג, הוא יכול לגרות פוטנציאל פעולה באיזור סמוך של הממברנה
  • בנוירון טיפוסי, פוטנציאל מדורג מתחיל בדנטריטים ובגוף התא בתגובה לאות כימי. אם לפוטנציאל המדורג יש עוצמה מספיקה עד לזמן שבו הוא מתפזר עד לאקסון הילוק, הפוטנציאל מדורג יתחיל פוטנציאל פעולה
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

בעצב יש פיזורשונה של סוגי תעלות

A

באזור הדנדריטים ובגוף התא יש הרבה תעלות תלויות ליגנד
ומעט תעלות תלויות מתח. הסיבה לכך היא שגוף התא
מקבל המון אינפורמציה, אבל את חלקה הוא רוצה לסנן. לכן
יש שם יותר תעלות תלויות ליגנדים, בהן לפוטנציאלים יש
יכולת לעבור הלאה או לדעוך מבלי לעורר תגובה .
באזור האקסון- יש ריכוז גבוה של תעלות תלויות מתח, זהו
אזור הטריגר. ברגע שהדפולריזציה מגיעה לסף, יפרוץ כאן
הפוטנציאל הפעולה ויתקדם לאורך כל האקסון, שבו יש
תעלות יוניות תלויות מתח שיקדמו אותו .
במעבדה, אחת הדרכים לגרום לשינויים במתח הממברנה
)דפולריזציה( היא לשנות את ריכוזי האשלגן בנוזל החוץ-
תאי. האשלגן הוא היון החדיר במערכת בזמן מנוחה, לכן כל
שינוי ישפיע על המתח החשמלי.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

היכן פוטנציאל הפעולה מתחיל בנוירון?

A
  • פוטנציאל פעולה יכול להתחיל רק בחלק של הממברנה שעשיר בתעלות תלויות מתח לנתרן.
  • בדרך כלל, איזורים בתאים אקסיטביליים שבהם יש פוטנציאל מדורג, לא יעברו פוטנציאל פעולה בגלל שתעלות תלויות המתח לנתרן נמצאות שם בדלילות.
  • לכן, אתרים ש”מתמחים” בפונטציאל מדורג לא יעברו פוטנציאל פעולה.
  • יחד עם זאת, לפני שפוטנציאל פעולה תפוגג, הוא יכול לגרות פוטנציאל פעולה באיזור סמוך של הממברנה
  • בנוירון טיפוסי, פוטנציאל מדורג מתחיל בדנטריטים ובגוף התא בתגובה לאות כימי. אם לפוטנציאל המדורג יש עוצמה מספיקה עד לזמן שבו הוא מתפזר עד לאקסון הילוק, הפוטנציאל מדורג יתחיל פוטנציאל פעולה
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

מדוע האקסון הילוק הוא בעל פוטנציאל הסף הנמוך ביותר?

A
  • באקסון הילוק פוטנציאל הסף הוא הנמוך ביותר בנוירון בגלל הצפיפות הגבוה של תעלות תלויות מתח לנתרן. מהסיבה הזאת, האקסון הילוק הוא באופן ניכר יותר תגובתי מהדנטרינטים או משאר גוף התא לשינויים בפוטנציאל, והוא הראשון להגיע לפוטנציאל הסף.
  • פוטנציאל פעולה שהתחיל באסון הילוק מועבר ממנו לקצה האקסון.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

סוכי דרכי ההולכה באקסון

A

מרגע שפוטנציאל הפעולה התחיל באקסון הילוק, לא נחוץ עוד מאורע מעורר על מנת לעורר את שאר סיב העצב. הדחף העצבי מולך אוטומטית דרך האקסון מבלי גירוי נוסף בשני דרכים:
o Contiguous conduction
o Saltatory conduction

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Contiguous conduction- הולכה עוקבת

A

הולכה של פוטנציאל הפעולה לאורך כל חלקה של הממברנה, המורד אורך האקסון.

הממברנה באקסון הילוק בשיא פוטנציאל הפעולה שלו.

פנים התא חיובי באתר הפעיל בגלל שנתרן כבר נכנס פנימה.

שאר האקסון עדיין בפוטנציאל מנוחה, ושלילי בתוך התא.

על מנת שפוטנציאל הפעולה יתפשט מהאתר הפעיל לאתר הלא פעיל, האתר הלא פעיל חייב בצורה מסויימת לעבור דיפולריזציה לפוטנציאל הסף.

הדיפולריזציה הזאת מושגת על ידי זרם מקומי מהאיזור שכבר עבר פוטנציאל פעולה, ולאיזור הלא פעיל הסמוך . (זהה לדרך שבה פוטנציאל מדורג עובר)

הזרם המקומי הזה מנטרל חלק מהמטענים הלא מאוזנים באיזור הלא פעיל (כלומר, מפחית את המספר של המטענים המנוגדים שמפוזרים בין שני צדי הממברנה), ומפחית את הפוטנציאל.

הדיפולריזציה הזו משפיעה במהירות על האתר הלא פעיל הסמוך, ומביאה את הפוטנציאל לפוטנציאל הסף- מה שמוביל לפתיחת תעלות תלויות המתח של הנתרן ולתהליך שתואר למעלה.

בנתיים, האתר הפעיל המקורי חוזר לפוטנציאל מנוחה כתוצאה מכניסה של האשלגן.

מעבר לאתר הפעיל החדש, יש אתר לא פעיל סמוך נוסף כך שהתהליך מחזורי עד שפוטנציאל הפעולה מגיע לקצה האקסון.

מרגע שפוטנציאל הפעולה התחיל מקצה אחד של ממברנת התא של נוירון, סייקל מחזורי שמפעיל את עצמו מתחיל כך שפוטנציאל הפעולה מולך לשאר הסיב באופן אוטומטי.

חשוב- פוטנציאל הפעולה המקורי לא מטייל לאורך האקסון. אלא הוא מגרה פוטנציאל פעולה זהה חדש באיזור הסמוך של הממברנה. מכאן שפוטצניאל הפעולה בקצה האקסון זהה לפוטנציאל הפעולה בתחילת האקסון, בלי קשר לאורך האקסון.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

תקופה רפרקטורית

A

זמן שבו פוטנציאל פעולה חדש לא יכול להתחיל באיזור שהרגע עבר פוטנציאל פעולה בעצמו. מה שמבטיח שפוטנציאל הפעולה יתקדם בכיוון אחד.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

שני רכיבים לתקופה הרפרקטורית

A

תקופה רפרקטורית אבסולוטית.

תקופה רפרקטורית יחסית.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

תקופה רפרקטורית אבסולטית

A

כאשר חלק מממברנה עבר פוטנציאל פעולה, הוא לא יכול להתחיל פוטנציאל פעולה חדש, לא משנה כמה חזק המאורע המעורר שיוצר דיפלוריזציה.

מרגע שתעלות תלויות המתח של הנתרן עברו גירוי בפוטנציאל הסף על מנת להפתח, הן לא יכולות להפתח שוב, לא משנה כמה חזק הגירוי, עד שהן יעברו את הקונפיגורציה של “סגור אבל לא בעל יכולת להפתח”, ויעברו לקונפיקורציה של “סגור אבל בעל יכולת להפתח” (כאשר פוטנציאל המנוחה מושג מחדש)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

תקופה רפרקטורית יחסית

A

במהלכה פוטנציאל פעולה שני יכול להיות מופק, רק אם המאורע חזק מהרגיל באופן משמעותי.

התקופה הרפרקטורית היחסית מתרחשת אחרי שפוטנציאל הפעולה הושלם בגלל אפקט מכופל:

תעלות תלויות מתח לנתרן לא מותחלות בבת אחת כאשר מושג פוטנציאל הפעולה. כתוצאה מכך, פחות תעלות נתרן בעמדה להפתח בתגובה לאירוע חדש.

שנית, תעלות האשלגן תלויות המתח שנפתחו בשיא הפוטנציאל נסגרות באיטיות. בזמן הזה, הכניסה המועטה של נתרן (מועטה מבדרך כלל) “נסתרות” על ידי אשלגן שיוצא מהתא בזמן של ההיפרפולריזציה.

מכאן יש צורך שמאורע גדול מהרגיל יתרחש על מנת לקזז את ההיפרפולריזציה כתוצאה מתנועת האשלגן החוצה והבאת הממברנה לסף.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

חשיבות התקופה הרפרקוטית

A
  • לוודא שההולכה של פוטנציאל הפעולה היא בכיוון אחד במורד האקסון.
  • לקבוע גבול עליון לתדירות של פוטנציאל הפעולה- כלומר, קובע את המספר המקסימלי של פוטנציאלי פעולה חדשים שיכולים להתחיל ולהיות מולכים לאורך סיב בזמן נתון.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

פוטנציאל פעולה פועל בדרך של הכל או כלום

A

מאורע מגרה חזק מהדרוש להבאת הממברנה לפוטנציאל הסף, לא ייצור פוטנציאל פעולה חזק יותר.

מאורע מעורר חלש מהדרוש, לא יגרום לפוטנציאל פעולה בכלל.

ממברנה אקסיטבילית או מגיבה למאורע המעורר הפוטנציאל פעולה מקסימלי שמתפשט ללא הפחתת העוצמה לאורך הממברנה, או לא מגיבה עם פוטנציאל פעולה בכלל.

הסף מאפשר הבחנה בין גירוי חשוב ללא חשוב. גירוי חלש מדי לא יביא לפוטנציאל פעולה, ומכאן שלא יעמיס על מערכת העצבים על ידי העברת אות לא חשוב.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

איך ניתן להבדיל בין שני גירויים, בעוצמות שונות, אם שני הגירויים מביאים את הממברנה לפוטנציאל פעולה?

הכוונה, מדוע חפץ עם טמפרטורות שונות מרגיש לנו שונה?

A

התשובה לכך היא בתדירות שבה פוטנציאל הפעולה מתחולל.

גירוי חזק יותר לא יוצר פוטנציאל פעולה חזק יותר, אלא גורם למספר גדול יותר של פוטנציאלי פעולה בשנייה.

בנוסף, גירוי חזק יותר באיזור מסויים גורם ליותר נוירונים להגיע לפוטנציאל סף, ומגביר את האינפורמציה הכוללת שנשלחת לCNS.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

מהירות ההולכה תלויה בשלושה גורמים

A

שכבת המיאלין.

קוטר הסיב.

טמפרטורה- טמפרטורות נמוכות מורידות את מהירות ההולכה

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

הולכה עוקבת מתרחשת בסיבים בהם-

A

אין שכבת מיאלין

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
מהי שכבת המיאלין
סיב עטוף מיאלין, הוא אקסון המכוסה במיאלין- שכבה עבה שמורכבת בעיקר מליפידים, במרווחים קבועים לאורך האקסון. בגלל שהיונים המסיסים במים אחראים לנשיאת הזרם דרך המבברנה, הם לא יכולים לעבור דרך המיאלין, שפועל כמו מבודד. המיאלין לא חלק מהנוירון, אלא מורכב משני תאים יוצרי מיאילן שעוטפים עצמם סביב האקסון- * תאי שוואן- ב PNS. * Oligodendrocytes- ב CNS.
26
**nodes of Ranvier-**
איזורים נטולי מיאלין בין המרווחים של המיאלין חשופים ל ECF . זרם יכול לעבור רק בחלקים האלה כדי ליצור פוטנציאל פעולה. תעלות תלויות המתח נמצאות באיזור זה בריכוז גבוה, בעוד האיזורים המכוסים במיאלין כמעט וללא תעלות אלה. המרחק בין הצמתים של רנוויר קצר מספיק כך שזרם מקומי יוכל לזרום בין איזור פעיל active nodes לבין איזור לא פעיל inactive nodes, לפני שהוא מתפוגג. באיזורים בהם יש מיאלין, הדחף העצבי קופץ ממרווח למרווח, מדלג על החלק עטוף המיאלין של האקסון. התהליך הזה נקרא- saltatory conduction**- הולכה סולטטורית.**
27
הולכה סולטטורית
הולכה מסוג זה היא מהירה יותר מהולכה עוקבת, בגלל שפוטנציאל הפעולה לא חייב להתחיל באיזורים עטופי המיאלין, אלא רק במרווחים. סיבים עטופי מיאלין הם גם משמרי אנרגיה. בגלל ששטף היונים, שמקושרים לפוטנציאל פעולה, תחומים רק לרווחים, המשאבות צורכות האנרגיה של נתרן-אשלגן מחזירות פחות יונים לצד שלהם.
28
נוירון יכול להסתיים על אחד משלושת הבאים:
שריר בלוטה נוירון אחר
29
סינפסה
הצומת בין שני **נוירונים** נקראת **סינפסה.**
30
סוגי סינפסות
סינפסה חשמלית סינפסה כימית
31
סינפסה חשמלית
בסינפסה חשמלית, שני נוירונים מחוברים על ידי gap junction- שמאפשר מעבר של יונים בין שני התאים. למרות שסינפסה חשמלית גורמת להעברה של אות חמשלי בצורה רציפה ומהירה מאוד, החיבור הזה הוא בסופו של דבר "on" ו"off" סינפסה חשמלית פחות נפוצה מסינפסה כימית במערכת העצבים של בני אדם. סינספה חשמלית נמצאת בדרך כלל באוכלוסיה של נוירונים שהפעילות הסינכרונית היא בעלת משמעות רבה.
32
סינפסה כימית
בסינפסה זו שליח כימי מעביר אינפורמציה בכיוון אחד דרך מרווח שמפריד בין שני נוירונים.
33
תפקיד הסידן בסינפסה
תפקיד הסידן אינו חשמלי, הוא זה שמאפשר את איחוי הווסיקולות עם הממברנה – אקסוציטוזה בסוך ההליך יהיו משאבות שמוציאות אותו כדי לשמור על הפרש ריכוזים יוני הסידן מאקטבים אנזים שמשחרר את ה- synapsin מהווסיקולות, הן נודדות לכיוון הממברנה ובאמצעות חלבוני ה- SNARE הווסיקולות מתאחות עם ממברנת התא ומתבצעת האקסוציטוזה )כך יוצא הנוירוטרנסמיטור(. בצורה זו הפוטנציאל החשמלי מומר לסיגנל כימי. לפני שהסידן יוצר את התהליך הכימי, הווסיקולות עצמן היו טעונות שלילית כלפי חוץ. מכיוון שגם הממברנה טעונה שלילית מבפנים – הווסיקולות לא היו יכולות להתקרב לממברנה ולהישפך החוצה )מינוס ומינוס מתרחקים(. הסידן גורם לשינוי כימי בווסיקולות – גורם לתחילת פעולת האנזים שמשנה את הווסיקולות ונותן להן למעשה את היכולת להתקרב לממברנה.
34
presynaptic neuron
הנוריון שדרך האקסון שלו מועבר האות.
35
**Postsynaptic neuron-**
הנוירון שדרך הדנטריטים שלו או גוף התא שלו נכנס האות.
36
synaptic knobs
מעין גבשושיות על האקסון טרמינלס של הנוירון הפרה סינפטי. האיזור הזה מכיל וסיקולות המאחסנות שליחים כימי ספציפיים- **נוירוטרנסמיטרים.**
37
**Synaptic cleft-**
המרווח בין שני הנוירונים. המרווח רחב מדי על מנת להעביר זרם בצורה ישירה.
38
**Subsynaptic membrane-**
החלק של הממברנה של הנוירון הפוסטסינפטי שנמצא מיד מתחת לגבשושיות של האקסון.
39
אופן פעולת הסינפסה
כאשר פוטנציאל פעולה מגיע לאקסון טרמינלס, השינוי המקומי הזה בפוטנציאל מגרה פתיחה של משאבות תלויות מתח לסידן בגבשושיות שעל האקסון טרמינלס. בגלל מפל הריכוזים, הסידן זורם לתוך הגבשושיות דרך התעלות. הסידן מקדם את שחרור הנוירוטרנסמיטר מהוסיקולות לתוך המרווח הסינפטי, על ידי תהליך של אקסוסיטוזיס. הנוירוטרנסמיטר ששוחרר עובר בדיפוזיה דרך המרווח הסינפטי ונקשר לרצפטורים ספציפים על ה-subsynaptic membrane. הרצפטורים הם חלק אינטגרלי של תעלות יונים ספציפיות. השילוב של רצפטורים ותעלות יוניות יוצר יחידה שנקראת- **receptor channel.** תעלות רצפטור. קשירת הנוירוטרנסימטור לתעלות הרצפטוריות גורם לתעלות להפתח, ובכך לשינוי חדירות הממברנה ליון מה שגורם לשינוי הפוטנציאל של הנוירון הפוסטסינפטי. אלו תעלות תלויות שליח כימי.
40
synaptic delay.
ההמרה של האות החשמלי בנוירון הפרה סינפטי (פוטנציאל פעולה), לאות חשמלי בנוירון הפוסט סינפטי (דרך הקישור של הנוירוטרנסמיטר לרצפטור) לוקחת זמן- synaptic delay . אורכת בערך 0.5-1 מילישנייה. במסילה עצבית, שרשראות נוירונים לעתים צריכים לחצות. ככל שהמסילה יותר מורכבת, כך יש יותר השהיות סינפטיות וזמן התגובה גדל.
41
סינפסות אקסיטטוריות ואיניבטוריות
כל נוירון פרה סינפטי בדרך כלל מפריש רק סוג אחד של נוירוטרנסמיטר. עם זאת, נוירונים שונים משתנים בנוירוטנסמיטורים שהם מפרישים. בקשירה של הנוירוטרנסמיטור לתעלות-רצפטור, נוירוטרנסמיטורים שונים גורמים לשחרור יונים שונה ולחדירות שונה. יש שני סוגי סינפסות: סינפסות אקסיטטוריות וסינםסות איניבטוריות
42
סינפסה אקסיטטורית
בסינפסה מסוג זה, התעלות-רצפטור שאליהן נקשר הנוירוטרנסמיטור הם תעלות שאינן ספציפיות לקטיון מסוים, ומאפשרות מעבר סימולטני גם לאשלגן וגם לנתרן. **(תעלות שונות מאלה שדנו בהם בחלקים קודמים של סיכום זה)** כשהתעלות נפתחות כתוצאה מקישור נוירוטרנסמיטור, החדירות לשני היונים האלה גדלה באותו הזמן. **כתלות** במפל האלקטרוכימי של כל יון. בפוטנציאל מנוחה, המפל האלקטרוכימי של נתרן (משני הגורמים) מעדיף את התנועה לתוך הממברנה של הנוירון הפוסטסינפטי**,** בעוד מפל הריכוזים של האשלגן מעדיף את התנועה מחוץ לממברנה של הנוירון הפוסטסינפטי. **(כמו שכתוב למעלה)** לכן, שינויי החדירות בסינפסה אקסיטטורית היא כתוצאה מפחות אשלגן שיוצא החוצה ויותר נתרן שנכנס פנימה. התוצאה של התנועה נטו היא תנועה של מטענים חיוביים לתוך התא. מה שהופך את פנים הממברנה לפחות שלילית בהשוואה לפוטנציאל מנוחה **ויוצרת דיפולריזציה קטנה** בנוירון הפוסט סינפטי. אקטיבציה של סינפסה אקסיטטורית לא יכולה לגרום למספיק דיפולריזציה בנוירון הפוסטסינפטי כדי להביא את הפוטנציאל פוטנציאל סף. יחד עם זאת היא מקרבת את ערך הפוטנציאל לפוטנציאל הסף ומגבירה את הסבירות להגעה לפוטנציאל סף. לכן ניתן להגיד שהממברנה יותר אקסיטטורית (קל יותר להביא אותה לפוטנציאל הסף)
43
**Excitatory postsynaptic potential- EPSP-**
השינוי בפוטנציאל של הנוירון הפוסטסינפטי שמתרחש בסינפסה אקסיטטורית.
44
סינפסה איניבטורית
בסינפסה מסוג זה, קישור של נוירוטרנסמיטור עם התעלה-רצפטורית מגביר את החדירות של הממברנה הסאבסינפטית לאשלגן או לכלור, תלוי בסינפסה. כתוצאה מתנועת היונים נוצרת היפרפולריזציה קטנה של הנוירון הפוסטסינפטי- כלומר, החלק הפנימי יותר שלילי ממצב של מנוחה. במקרה של הגברה בחדירות האשלגן, יותר מטענים חיוביים עוזבים את התא דרך שטף של אשלגן- ומשאירים יותר מטענים חיוביים מאחור. במקרה של הגברת חדירות לכלור, בכלל שהריכוז של כלור גבוה יותר ב ECF , מטענים שליליים נכנסים לתא. במצב זה, הפוטנציאל של הממברנה מתרחק אפילו יותר מפוטנציאל הסף, ומנמיך את הסבירות של הנוירון הפוסטסינפטי להגיע לפוטנציאל הסף. מכאן שהממברנה פחות אקסיטטורית.
45
**Inhibitory postsynaptic potential, IPSP-**
ההיפרפולריזציה בנוירון.
46
מה ההבדל בין ה IPSP ןEPSP לבין פוטנציאל פעולה
* *_ESPS ו ISPS_** * *_נוצרים כתוצאה מתעלות תלויות שליח כימי. לעומת פוטנציאל פעולה שנוצר כתוצאה מתעלות תלויות מתח_**
47
נוירוטרנסימטור
מולקולה )״שליח כימי״( העוברת בין החלק הפרה-סינפטי לפוסט-סינפטי ומאפשרת את העברת המסרים הלאה )לשרירים, לעצב הבא ולבלוטות(. אוטו לוי – זכה בנובל על גילוי הנוירוטנסמיטור אצטיל כולין ב- 1936 , באמצעות הניסוי הבא: 1 . גירוי עצב הואגוס המחובר ללב מבודד של צפרדע גרם להאטת קצב פעימות הלב )גירוי המערכת הפרה-סימפתטית(. 2 . לב נוסף שחובר ללב הראשון רק דרך תמיסה שעברה מהכלי של הלב המעוצבב, האט גם הוא את קצב הפעימות )בזכות הנוירוטרנסמיטור(. 3 . הניסוי הוכיח לראשונה הימצאות של חומר המשתחרר מהאקסונים של העצב. לאחר מס׳ שנים החומר בודד וקיבל את השם אצטיל כולין, ואוטו לוי חלק פרס נובל עם הנרי דייל על גילוי זה.
48
סוגי נוירוטרנסמיטורים
49
אצטילכולין
* זיכרון ולמידה, צומת עצב שריר, מערכת אוטונומית. * מסונטזים מכולין ואמטיל קואנזים * נוירוטרנסמיטור עיקרי במערכת העצבים הפריפריאלית- משתחררים מנוירונים מוטורים שמספקים אצ שרירי השלד, ומסיבים פרהסימפטטים שמספקים את השרירים החלקים, הלה, בלוטות הפרשה.
50
קטכולאמינים
* נורואדרנלין- מערכת סימפתטית, מצב רוח, ערנות ותיאבון. * דופמין- הנאה, ויסות תנועה. * נוראפינפרין מערכת עצבים פריפריאלית: משתחררים מסיבים בימפטטים שמספקים את השרירים החלקים, שרירי הלב, בלוטות הפרשה. מערכת עצבים מרכזית: מעורבים בזיכרון, מצב רוח, רגשות, התנהגות, תפיסה סנסורית, שינה, תנועת שרירים * דופמין: במערכת העצבים המרכזית פועל במסלולים דומים לזה של נוראפינפרין. חשוב במיוחד לתחושת ההנאה ותנועת שרירים.
51
אינדולמיניים
* מלטונין – מקצבים צירקד ים. * סרטונין- מצב רוח.
52
חומצות אמינו
* **GABA** - מוליך אינהיבטורי. נוירוטרנסימטור מדכא עיקרי במח. לעתים קרובות פועל באותם מסלולים כמו גלוטמט. * **גלוטומט**- מוליך אקסיטטורי במערכת העצבים המרכזית. חשוב במסלולים שמערבים זיכרון ולמידה * **גליצין**- מוליך אינהיביטורי. נוירוטרנסימטור מדכא כעיקרי בחוט השדרה ובגזע המח
53
נוירופפטידים
אנדרופינים משככי כאבים
54
תכונות של נוירוטרנסמיטורים
* למרות שנוירוטרנסמיטרים משתנים מסינפסה לסינפסה, אותו נוירוטרנסמיטר תמיד ישוחרר באותה הסינפסה. * בנוסף, בסינפסה נתונה, קישור הנוירוטרנסמיטר עם התעלה הרצפטורית המתאימה, תמיד יוביל לאותו שינוי בחדירות, וכתוצאה מכך לשינוי בפוטנציאל בממברנה של הנוירון הפוסטסינפטי. * מכאן, שהתגובה לאותו צירוף של נוירוטרנסמיטר ורצפטור תמיד תהיה זהה: הצרוף לא יחולל EPSP בתנאים מסוימים, ו ISPS בתנאים אחרים. * ברוב המקרים, כל אקסון טרמינסל משחרר רק נוירוטרנסמיטר אחד. יחד עם זאת, במקרים מסויימים שני נוירוטרנסמיטרים שונים יכולים להשתחרר סימולטנית מאקסון טרמינלס בודד
55
תהליך הסרת הגירוי
* כל עוד הנוירוטרנסמיטר נשאר קשור לתעלות הרצפטוריות, השינוי בחדירות הממברנה שגורם ל ESPS או ISPS ממשיך. * על מנת שהנוירון הפוסט סינפטי יהיה מוכן לקבלת שליח נוסף מאותו נוירון או נוירון אחר, הנוירוטרנסמיטר חייב לעבור תהליך של דיס-אקטיבציה או להיות מוסר מהמרוח הסינפטי אחרי שהוא יצר את התגובה בנוירון הפוסט סינפטי. * לכן, אחרי הקישור לרצפטור, השליח הכימי מוסר והתגובה מסתיימת. * מנגנונים שונים יכולים להסיר את הנוירוטרנסמיטר: * reuptake- החזרת הנוירוטנסמיטור בשלמותו לחלק הפרה-סינפטי. מתבצע בעזרת נשאים. הוא חוזר בשלמותו לקצה הנוירון הפרה- סינפטי ונארז בחזרה לווסיקולות ומשתחרר שוב. חזור בעזרת חלבון נשא בצורת סימפורטר * breakdown- פירוק הנוירוטנסמיטור, למשל בעזרת אנזימים, וחזרה של חלק מהנוירוטרנסמיטור לקצה הפרה-סינפטי. )כמו במקרה של אצטיל כולין(. * דיפוזיה * אסטרוציטים/ שוואן – גם הם יודעים לפרק את הנוירוטנסמיטור בעזרת אנזימים ועוזרים לפנות אותו .
56
**Grand postsynaptic potential**
* ESPS ו ISPS הם פוטנציאלים מדורגים, ומכאן שיכולים להיות בעלי מגוון ושוני של עוצמות, ללא תקופה רפקטורית, וניתן לסכום אותם. * כל גוף תא מקבל אלפים של אינפוטים מנוירונים פרה סינפטים. חלק מהמידע הזה(האינפוט) יכול לשאת מידע סנסורי מהסביבה, חלק מהמידע יכול לאותת על שינויים פנימיים בשיווי משקל ההומאוסטטי, חלק מהמידע יכול להעביר אותות למרכזים של המח. * בכל זמן נתון, הנוירונים עשויים לשגר מאות אותות ולהשפיע על רמת הפעילות של הנוירון הפוסטסינפטי. הפוטנציאל הכללי בנוירון הפוסטסינפטי כתוצאה מכל האותות שהוא מקבל נקרא- grand postsynaptic potential- GPSP. והוא מורכב מכל ה ESPS וה-ISPS שמתרחשים באותו הזמן.
57
הנוירון הפוסטסינפטי יכול להגיע לפוטנציאל הסף על בשני דרכים:
* Temporal summation * Spatial summation
58
**Temporal summation**
סכימה שמתבצעת אחד אחרי השנייה. הסיבה שסכימה זו אפשרית היא מכיוון שהפוטנציאלים מסוג EPSP וIPSP נמשכים יותר זמן מהפוטנציאל פעולה שיצר אותם והנוירון האקסיטבילי יכול להתאושש מהתקופה הרפרקטורית שלחולל פוטנציאל פעולה נוסף וליצור עוד ESPS או ISPS שיחוברו יחדיו כמות הנוירטנסמיטר שמשתחרר וכתוצאה ממנו השינוי בפוטנציאל של הנוירון הפוסט סינפי קשור בקשר ישיר לתדירות של פוטנציאל הפעולה בנוירון זה.
59
**Spatial summation**
סכימה סימולטנית. כל נוירון פוסטסינפטי מקבל סיבים ממספר נוירונים גדול
60
**Spatial summation**
סכימה סימולטנית. כל נוירון פוסטסינפטי מקבל סיבים ממספר נוירונים גדול
61
נוירומודולטור
בנוסף לנוירוטרנסמיטר הקלאסי, חלק מהנוירונים משחררים נוירומודולטורים. נוירומדולטור- שליחים כימים שלא גורמים ל ESPS או לISPS , אלא במקום זאת פועלים באיטיות להבאת שינויים ארוכי טווח שמווסתים (מדכאים או מגבירים) את הפעולה של הסינפסה. הרצפטורים לנוירומודלטורים לא ממוקמים בממברנה הסאבסינפטית, והם לא משנים באופן ישיר את חדירות הממברנה והפוטנציאל. הנוירומודולטורים עשויים לפעול על שני סוגי הנוירונים. למשל- נוירומודולטר יכול להשפיע על פעילות האנזימים שקשורים בסינטזה של נוירוטרנסמיטורים בנוירון הפרהסינפטי. הם יכולים להשפיע על הרגישות של הנוירון הפוסטסינפטי לנוירוטרנסמיטור ספציפי על ידי שיוני ארוך טווח במספר הרצפטורים לנוירוטרנסמיטורים. מכאן שנוירומודולטורים עוסקים בכוונון עדין של תגובות בסינפסות. האפקט עשוי להמשך ימים, חודשים ואפילו שנים. בעוד נוירוטרנסמיטורים מעורבים בתקשורת מהיררה בין שני נוירונים, נוירומודולטורים מעורבים באירועים שנמשרכים יותר זמן, כמו למידה ומוטיבציה.
62
**presynaptic inhibition or facilitation**
לעתים, נוירון שלישי משפיע על הפעילות בין הנוירון הפרה סינפטי, לנוירון הפוסט סינפטי. הנוירון הפרה סינפטי עצמו, בחלק האקסון טרמנילס שלו, עשוי להיות מעוצבב על ידי אקסון טרמינלס אחר. סינפסת אקסון לאקסון היא שונה מסינפסת אקסון לדנטריט\גוף תא. נניח שיש נוירון שהטרמינלס שלו מסתיים על הטרמינל של נוירון פרהסינפטי. הקישור משנה את כמות הנוירוטרנסמיטור שהנוירון הפרהסינפטי ישחרר ובכך את הפעילות של הסינפסה. * presynaptic inhibition- אם הכמות הנוירוטרנסמיטור שהנוירון הפרהסינפטי קטנה. * presynaptic facilitation- אם הכמות הנוירוטרנסמיטור שהנוירון הפרהסינפטי גדלה
63
תרופות\סמים
רב התרופות שמשפיעות על מערכת העצבים מתפקדות על ידי שינוי המנגנונים של הסינפסות. תרופות סינפסטיות עשויות לחסום אפקט לא רצוי, או להגביר אפקט רצוי. פעולות של תרופות כוללות: * שינוי היצירה, אחסון, או שחרור של נוירוטרנסמיטר. * ויסות האינטראקציה של נוירוטרנסמיטר עם הרצפטורים הפוסטסינפטים. * השפעה על ההרס של נוירוטרנסמיטר. * החלפה של נוירוטרנסמיטר לוקה בחסר עם נוירוטרנסמיטר מתאים.
64
שני מערכות יחסים חשובות בין נוירונים קיימות:
התכנסות- convergence התפצלות- divergence
65
התכנסות
התכנסות- נוריון נתון עשוי להכיל הרבה סינפסות מנוירונים אחרים. דרך מידע מתכנס, תא בודד מושפע על ידי אלפים של תאים אחרים. התא הבודד הזה, משפיע על רמת הפעילות של הרבה תאים אחרים על ידי מידע מתפצל.
66
התפצלות
התפצלות- מתייחס להסתעפות של אקסון טרמינל, כך שתא אחד עושה סינפסה ומשפיע על הרבה תאים אחרים.
67
הצד הפוסט סינפטי, סוגי רצפטורים:
* רצפטור ישיר / יונוטרופי=יעברו בו יונים– במערכת העצבים הפריפרית תמיד יגרמו לדפולריזציה (תעלות נתרן). הרצפטור פותח תעלות יוניות מהירות שמאפשרות מעבר יונים מריכוז גבוה לנמוך )למשל נתרן שייכנס ישר פנימה, גם בגלל מפל הריכוזים וגם בגלל הכוח החשמלי( * רצפטור עקיף / מטאבוטרופי- אקסיטציה ואיניביציה בהתאם לרצפטור חלבון טרנס-ממברנאלי המחובר לחלבוני G ופועל בעזרת שליחים שניוניים אשר פותחים תעלות מתוך פנים התא, או מפעילים מסלולים פנים-תאיים * חלבוני G: משפחה גדולה של חלבוני ממברנה המשמשים כרצפטורים לנוירוטרנסמיטורים, הורמונים ותרופות. החלבון חוצה את הממברנה 7 פעמים. בחלק החוץ תאי ישנו אתר קישור לליגנד, ובחלק התוך תאי )ציטופלסמה( יש קישור לחלבוני G . כמחצית מהתרופות שאינן אנטיביוטיות מכוונות לרצפטורים אלה. * תעלות יוניות – חלבוני התעלה יוצרים מעבר הידרופילי המאפשר מעבר יונים בהתאם למפל הריכוזים )בדיפוזיה מריכוז גבוה לנמוך(, ללא הוצאת אנרגיה. התעלות הן סלקטיביות – ספציפיות לנתרן .