Nervcellsfysiologi Flashcards
Vad är bioelektricitet och vilka joner är främst ansvariga för att generera den?
Bioelektricitet är den elektriska aktiviteten i levande organismer. Det ges främst av joner som natrium (Na+), kalium (K+) och klorid (Cl-) som strömmar genom cellmembranet.
Vad är funktionen av jonkanaler i cellmembranet?
Jonkanaler är specifika proteiner i cellmembranet som tillåter joner att passera igenom. De är viktiga för att reglera flödet av joner över membranet och därigenom kontrollera membranpotentialen och den bioelektriska aktiviteten.
Vad är A-?
Negativt laddade aminosyror som är en del av proteiner och kan bidra till cellens elektriska egenskaper. De kan inte passera fritt genom membranet.
Vad gör cellkroppen (soma)?
Central del av nervcellen där organeller, inklusive cellkärnan, finns. Det är här integreringen av elektriska signaler sker.
Dendriter
Greniga utskott från cellkroppen som fungerar som mottagare för inkommande signaler från andra nervceller eller sensoriska receptorer.
* dendriter är input
Axon
- Långt utskott från cellkroppen som leder den elektriska signalen bort från cellkroppen och överför den till andra nervceller eller till muskler eller körtlar.
*Axonet fungerar som en ledning för nervimpulser och kan sträcka sig långa sträckor för att ansluta olika delar av hjärnan eller kroppen. - Carries the information from one part of the neuron to another
*axon är output
Axonterminaler
- Små knoppar i slutet av axonet som är ansvariga för att överföra signalen till närliggande nervceller eller till andra celltyper genom frisättning av neurotransmittorer.
- Axonterminalerna är viktiga för att skicka meddelanden från en nervcell till en annan genom kemisk signalering vid synapserna.
- transmits the information to the next cell in the chain
myelinskida
*En isolerande skida som ibland omger axonet och hjälper till att snabba upp överföringen av elektriska signaler längs axonet.
* Myelinskidan fungerar som en isolator som hindrar elektriska signaler från att “läcka ut” längs axonet och gör att nervimpulser kan färdas snabbare och mer effektivt längs nervcellen.
* lager av fett runt axon som hjälper axonen att åka snabbare
depolarisering
Tillfällig förändring av elektrisk laddning över nervcellens membran, där insidan blir MINDRE negativ eller till och med positivt laddad jämfört med utsidan.
Detta sker när positiva joner, som natriumjoner, strömmar in i cellen genom jonkanaler.
❏ Membranet blir mindre negativt eller till och med positivt jämfört med vilopotentialen.
❏ Det inträffar när natriumjoner strömmar in i cellen genom jonkanaler.
❏ Det är viktigt för att starta en aktionspotential.
hyperpolarisering
❏ Membranet blir mer negativt jämfört med vilopotentialen.
❏ Det inträffar när kaliumjoner strömmar ut eller kloridjoner strömmar in i cellen.
❏ Det gör det svårare att generera en aktionspotential.
repolarisering
❏ Återgången av membranets elektriska potential till dess vilopotential efter en depolarisering eller hyperpolarisering.
❏ Det sker genom att positiva joner strömmar ut ur cellen och negativa joner strömmar in.
❏ Det förbereder nervcellen för en ny aktionspotential.
Vad är frekvenskodning, och hur relaterar det till nervcellens aktivitetsnivå?
❏ Frekvenskodning är nervcellens aktivitetsgrad som mäts i antalet aktionspotentialer per tidsenhet.
❏ Ju högre frekvens av aktionspotentialer, desto högre är nervcellens aktivitetsnivå.
T EX: när vi känner smärta ökar nervcellernas aktivitetsnivå och därmed högre frekvens av aktionspotentialer –> vilket ger information om smärtans intensitet och varaktighet.
Vad menas med elektrisk transmission?
❏ Överföring av elektriska signaler längs nervceller.
❏ Sker genom aktionspotentialer längs nervcellens axon.
Vad är synaptiska potentialer?
Signaler som överförs mellan nervceller vid synapserna, där två nervceller ansluter till varandra.
Vad menas med att synaptiska potentialer sprids passivt?
❏ De sprider signaler utan att starta nya aktionspotentialer längs nervcellen utanför synapsen.
❏ Istället för att generera nya aktionspotentialer längs nervcellens axon, sprids den synaptiska potentialen genom att kemiska signaler och joner som släpps ut vid synapsen aktiverar jonkanaler längs nervcellens membran.
Vad innebär begreppet fortledning av aktionspotential och varför är det en viktig process?
❏ Fortledning = aktiv spridning av aktionspotential längs nervcellens axon (men innefattar även andra delar av nervcellen).
❏ Sker genom öppnande av spänningskänsliga jonkanaler längs axonet.
❏ Snabb process utan att tappa för mycket av signalens styrka + möjliggör för snabb och effektiv kommunikation inom nervsystemet
Vad är fortledningshastigheten?
Hur snabbt det går för depolariseringen i ett område i axonet att nå tröskelnivån.
Det beror på två faktorer:
1. Det elektriska motståndet mot strömningspridning längs axonet
2. Den membranyta (eller kapacitans) som skall laddas upp (depolariseras)
Vad menas med postsynaptiska cellen?
Den nervcell som mottar signaler från den “presynaptiska cellen” vid en synaps.
Vad är kemisk transmission?
Kemisk transmission är överföringen av signaler mellan nervceller vid synapserna, där den sker genom frisättning av kemiska ämnen kallade transmittorer.
Vilka är några exempel på transmittorer som används i kemisk transmission mellan nervceller?
❏ glutamat, GABA
❏ acetylkolin, noradrenalin, dopamin, serotonin, histamin
❏ olika peptider.
Vad är skillnaden mellan en excitatorisk och en inhibitorisk transmittor? Ge exempel på var och en.
En excitatorisk transmittor UNDERLÄTTAR initieringen av aktionspotentialer i den postsynaptiska cellen, exempelvis glutamat.
En inhibitorisk transmittor HÄMMAR istället initieringen av aktionspotentialer, som GABA.
Hur underlättar en excitatorisk transmittor initieringen av aktionspotentialer i den postsynaptiska cellen?
❏ depolarisering
En excitatorisk transmittor orsakar depolarisering av den postsynaptiska membranet, vilket gör det lättare för aktionspotentialen att utlösas.
Hur påverkar en inhibitorisk transmittor initieringen av aktionspotentialer i den postsynaptiska cellen?
❏ hyperpolarisering
En inhibitorisk transmittor orsakar hyperpolarisering av den postsynaptiska membranet, vilket gör det svårare för aktionspotentialen att utlösas.
Vilken roll spelar kalciumjoninflödet i aktionspotentialen vid en synaps?
Kalciumjoninflödet vid en synaps är avgörande för att frisätta transmittorer och initiera en postsynaptisk respons.
Varför?
Hur många nervceller finns det i en mänsklig hjärna?
Cirka 100 miljarder nervceller
Hur många synapser finns det totalt i en mänsklig hjärna?
Hjärnan innehåller mer än tusen biljoner synapser.
Vad är vilomembranpotentialen för en nervcell som inte är utsatt för synaptisk aktivering?
Ca -70 mV
Vad är Na-K-pumpar?
Na-K-pumpar är proteiner som finns i cellmembranet och ansvarar för att transportera natriumjoner (Na+) ut ur cellen och kaliumjoner (K+) in i cellen.
Vad står ATP för?
Adenosintrifosfat (ATP) och är en molekyl som fungerar som en energibärare i cellen.
Hur skapas och bibehålls en membranpotential i en nervcell?
Cellmembranet har pumpar, såsom Na-K-pumpar, som hjälper till att hålla olika mängder av joner, såsom natrium (Na+) och kalium (K+), på olika sidor av cellen. Detta skapar en elektrisk skillnad över membranet och bidrar till att bibehålla membranpotentialen.
Vad är fysiologisk koksalt?
En NaCl-lösning med en koncentration på 150 mM Na och 150 mM Cl.
Hur uppkommer en membranpotential i en nervcell?
Membranpotentialen uppstår sekundärt och på grund av skillnader i jonkoncentrationer över cellmembranet (pga att de olika jonerna har olika genomsläpplighet i
membranet pga ett olika antal öppna jonkanaler för dem).
För att upprätthålla och stabilisera denna skillnad använder cellen aktiva pumpar, såsom Na-K-pumpen, för att pumpa joner mot deras koncentrationsgradient och därigenom bibehålla en balanserad membranpotential.
Vad menas med diffusion (diffunderar)?
Diffusion är processen där partiklar (molekyler eller joner) sprider sig från områden med hög koncentration till områden med låg koncentration, tills de når en jämviktig fördelning. Det är en passiv process som inte kräver energi, och den drivs av partiklarnas spontana rörelse i en lösning eller ett medium.
- det passiva flödet
Vad menas med permeabilitet?
Genomsläpplighet - förmågan hos ett membran att tillåta vissa joner (beroende på dess struktur och närvaron av specifika kanaler eller transportproteiner) att passera igenom cellmembranet medan det hindrar andra.
Varför är membranpotentialen i vila negativ på insidan av cellen i en nervcell?
Pga den differentiella fördelningen av joner över cellmembranet.
Permeabibliteten för kalium är hög och för natrium låg, pga att det finns fler öppna kalium-jonkanaler än natrium-jonkanaler i cellmembranet under viloläge.
Fler kaliumjoner tendrar att diffundera ut än vad natriumjoner gör att diffundera in –> inre cellen får överskott av negativ laddning, eftersom de positivt laddade kaliumjonerna lämnar cellen (och kvar är negativt laddade anjoner)
Vad är elektrokemisk jämvikt?
Ett koncept som handlar om balansen mellan två drivkrafter för joners rörelse över cellmembranet: koncentrationsgradienten och den elektriska gradienten.
Vad syftar koncentrationsgradienten och elektriska gradienten på?
Koncentrationsgradienten: skillnaden i koncentration av joner mellan två sidor av cellmembranet
Elektriska gradienten: skillnaden i laddning på olika sidor av membranet
Vad är jämviktspotential?
Elektrokemisk potential över ett cellmembran när en jon når jämvikt mellan koncentrationsgradient och den elektriska gradienten.
Kan beräknas med Nernsts ekvation.
Balanserar nettotransporten av joner (mängden joner som rör sig i en riktning är lika med mängden joner som rör sig i motsatt riktning) över membranet.
Vad bestämmer det passiva (diffusion) nettoflödet av en jon (alltså hur joner rör sig) genom membranet?
❏ Skillnaden mellan jämviktspotential för en jon och membranpotentialen
❏ Påverkas av permeabiliteten i dess jonkanal och antalet öppna jonkanaler
❏ I vila har kalium hög permeabilitet, natrium har låg –> vill få balans mellan passiva inflödet av kalium och natrium
Vad är skillnaden i hastighet mellan jontransport genom jonkanaler och genom pumpar?
Jontransport genom jonkanaler är betydligt snabbare än genom pumpar. En jonkanal kan släppa igenom flera joner per mikrosekund (μs), medan en pump endast kan transportera ett par joner per millisekund (ms).
Vilken typ av energi krävs för det aktiva pumpflödet av joner?
Det aktiva pumpflödet av joner kräver energi i form av ATP (adenosintrifosfat).
Vad är målet med det passiva nettoflödet och det aktiva pumpflödet av joner i en nervcell?
Målet är att bibehålla en stabil membranpotential och säkerställa att cellen fungerar korrekt genom att reglera flödet av natrium och kalium över membranet.
Vilka typer av jonkanaler finns?
❏ Spänningskännsliga kanaler
❏ Ligand-känsliga kanaler
❏ Ca-känsliga kanaler
❏ Mekaniskt känsliga kanaler
❏ Läck-kanaler
Vad kan påverka kanalernas öppenhetsgrad? / Vilka faktorer kan påverka hur öppna jonkanaler är?
Sannolikheten för att kanalerna är öppna:
❏ Membranpotentialens storlek
❏ Inbindning av transmittormolekyler
❏ Koncentration av kalciumjoner (Ca2+) i cytoplasman
❏ Mekanisk deformation av membranet
Vad menas med retbarhet (excitabilitet)?
❏ Förmågan hos celler att reagera på stimuli och generera elektriska signaler.
Vad är läck-kanaler?
❏ Alltid öppna, tillåter konstant passivt jonflöde.
❏ Viktiga för att upprätthålla cellens vilomembranpotential och säkerställa en kontinuerlig jonflöde även i vila.
Spänningskänsliga kanaler
❏ Reagerar på membranpotentialens förändringar i membranets elektriska potential
❏ Viktig för att generera aktionspotentialer genom att öppnas eller stängas när membranpotentialen når en viss tröskel
Ligand-känsliga kanaler
❏ Öppnas när ligander binder till dem
❏ (även kända som receptorkopplade kanaler)
❏ Viktig för cellens respons på signalsubstanser, neurotransmittorer och hormoner
Ca-känsliga kanaler
❏ Öppnas och stängs av kalciumjoners närvaro
Mekaniskt känsliga kanaler (måste inte kunna, bara veta dess existens)
❏ Påverkas av fysiska krafter som tryck, sträckning eller deformation av cellmembranet
Vad har spänningskänsliga kanaler för egenskaper och vad gör dem?
❏ aktivering = öppning av kanal vid depolarisering
❏ de-aktivering = stängning av aktiverad kanal efter repolarisering
❏ inaktivering = stängning av kanal trots bibehållen depolarisering
❏ de-inaktivering = återgång av inaktiverad kanal till vanligt de-aktiverat tillstånd efter repolarisering
Vilka är de två olika registrerings- och mätmetoderna för bioelektriska förlopp?
De två metoderna är sharp elektrod och patch-elektrod.
Vad kännetecknar en sharp elektrod och hur används den i mätningar av bioelektriska förlopp?
Tunna elektroder som går in i cellen för mätning av elektriska signaler.
Vad är en patch-elektrod och vad innebär hela-cell patch-clamp-tekniken?
Tjockare elektroder som kan suga sig fast vid membranet, och hela-cell patch-clamp görs på en intakta celler och ev. elektroden öppnar membranet.
“whole-cell patch-clamp” = helcellsregistrering
*Vad är syftet med en current clamp-mätning och hur fungerar den?
Ger fyrkantsströmpulser för att variera membranpotentialens värde och mäta uppkomna membranpotentialändringar.
*“Används för att studera hur membranpotentialen förändras över tid, till exempel under en aktionspotential.”
*Vad är voltage clamp-mätningar och vad är deras funktion?
Ger fyrkantsspänningspulser för att variera membranpotentialen experimentellt och mäta uppkomna strömändringar.
*“Används för att studera egenskaperna hos jonkanaler, inklusive deras öppnings- och stängningshastigheter samt jonflöden genom dem.”
Vad orsakar bildandet av en aktionspotential i ett nervcellsaxon?
Orsakas av en öppning av spänningskänsliga natriumjonkanaler.
Vad är efterhyperpolarisering?
❏ En kortvarig fas efter en aktionspotential då membranpotentialen blir mer negativ än vid vila.
❏ Orsakas av öppning av spänningskänsliga kaliumkanaler som släpper ut kaliumjoner från cellen.
❏ Bidrar till att återställa membranpotentialen och reglera cellens retbarhet (excitabilitet)
Hur påverkar refraktäriteten möjligheten att utlösa ytterligare aktionspotentialer?
Refraktäriteten resulterar i en temporär höjning av tröskeln för att utlösa aktionspotentialer, vilket gör det svårare att utlösa ytterligare aktionspotentialer omedelbart efter en föregående aktionspotential.
Absolut refraktäritets perioden & relativ refraktäritets perioder
*Vad är syftet med att andas i en påse för att behandla hypocalcemisk tetani?
*Genom att andas i en påse återvinns utandad koldioxid, vilket ökar koldioxidhalten i blodet och minskar pH-värdet. Detta leder till att färre kalciumjoner binder till plasmaproteiner, vilket hjälper till att motverka hypocalcemi och förebygga kramper orsakade av låga kalciumnivåer i blodet.
Vad är fortledning av aktionspotential?
Processen där en aktionspotential fortplantas längs nervcellens axon för att överföra signaler över långa avstånd.
- sker genom passiv spridning av depolarisering från en lokal depolarisering inducerad av en aktionspotential
Hur påverkar axonets diameter fortledningshastigheten?
En större diameter minskar det elektriska motståndet längs axonet och bidrar till en snabbare fortledning.
Vad betyder membranets kapacitans?
Dess förmåga att lagra elektrisk laddning när det är utsatt för en spänning.
*(Kapacitansen beror på membranets tjocklek och den elektriska isoleringen som ges av lipidskiktet i cellmembranet.)
*Vad innebär extracellulär registrering av aktionspotential/synaptiska potentialer?
❏ Fångar upp små elektriska potentialförändringar runt celler.
❏ Görs genom att placera elektroder utanför cellen och mäta strömmarna i det extracellulära utrymmet.
❏ Används för medicinska diagnostiska och forskningsändamål, som EKG, EMG och EEG.
*Vad är syftet med extracellulär registrering av synaptiska potentialer, även kända som fältpotentialer?
Att fånga upp elektriska signaler som genereras vid synapserna, särskilt de som finns i dendriterna, för att förstå aktiviteten i nervsystemet och hjärnan.
*Det elektriska fältet som uppstår pga denna ström kan uppfattas som en synaptisk fältpotential –> det är detta som registreras i exempelvis EEG-registreringar.
*Vad är en synaptisk fältpotential och vad orsakar den?
En elektrisk potentialförändring som uppstår vid en synaps när en neuron är aktiv. Den orsakas av den elektriska strömmen som genereras när neurotransmittorer frisätts från en nervcell till en annan.
Vad är en sammansatt aktionspotential och varför ökar dess amplitud gradvis med ökad stimulering?
*En elektrisk signal som registreras från många axoner i en nerv. Dess amplitud ökar gradvis med ökad stimulering eftersom fler axoner aktiveras när stimuleringen ökar, vilket leder till att fler aktionspotentialer bidrar till den sammansatta signalen.
Vad är funktionell indelning av axoner och vilka är några exempel på olika typer av axoner baserat på deras funktioner?
*Funktionell indelning av axoner innebär att dela in axoner baserat på deras funktionella egenskaper och de typer av signaler de förmedlar. Exempel inkluderar Aα-motorneuronaxon för medveten kontroll av skelettmuskulatur och Aδ-smärtoch temperaturaxon för snabb överföring av smärt- och temperatursignaler till hjärnan.
