Membránový potenciál, zpracování a přenos signálu v excitabilních buňkách

Transkript

1 Membránový potenciál, zpracování a přenos signálu v excitabilních buňkách

2 Difuze Vyrovnávání koncentrací látek na základě náhodného pohybu

3 Osmóza (difuze rozpouštědla) Dva roztoky o rúzné koncentraci oddělené polopropustnou* membránou mají tendenci vyrovnávat koncentrace přechodem rozpouštědla *)propouští rozpouštědlo, ale ne rozpuštěnou látku

4 Teorie vzniku membránového potenciálu 0 mv 0 mv - referenční

5 Teorie vzniku membránového potenciálu -30 mv 0 mv - referenční

6 Teorie vzniku membránového potenciálu -50 mv pro měřitelnou změnu napětí na membráně je potřeba velmi málo skutečného pohybu iontů (u většího neuronu řádově 1000 iontů na 1 milivolt přičemž ten jich obsahuje cca 10mld)

7 Graf-Nernstův potenciál

8 Nernstův potenciál elektrické napětí nutné k vyrovnání difůzního toku daného iontu přes membránu se nazývá Nernstův potenciál (reversal potential, EMF) jeho velikost je závislá na poměru koncentrací iontu ICT/ECT ECT ICT ICT/ECT Nernstův potenciál Sodík 140 mmol/l 14 mmol/l 0,1 +61mV Draslík 4 mmol/l 142 mmol/l 35-94mV

9 aktivita jak se změní Nernstův potenciál pro sodík, pokud koncentrace sodíku v extracellulárním prostředí stoupne o 20 mmol/l? jak se změní Nernstův potenciál pro draslík, pokud koncentrace draslíku v extracelulárním prostředí stoupne o 20 mmol/l? ECT ICT log ICT/ECT Nernstův potenciál 140 mmol/l 14 mmol/l mV Draslík 4 mmol/l 142 mmol/l 1,54-94mV sodík 160 mmol/l 14mmol/l -1,05 draslík ,77 Sodík

10 Goldmanův rovnovážný potenciál Pokud přes membránu přechází dva různé ionty, dojde k ustavení rovnovážného napětí v rozmezí mezi Nernst. potenciály obou látek. A to na takové hodnotě, kdy je celkový proud naboje přes měmbránu nulový.

11 pro proud iontu plati vzorec: I=(U-Np)*P U-napeti na membrane Np - nernstuv potencial pro dany ion P-propustnost membrany pro dany iont pro prusečiky s osami tedy plati Px=Np Py=Np*P Protiběžné snahy o dosažení nernstova potenciálu -> ustavení rovnováhy

12 Jak bude vypadat graf pokud 1. zvýšíme koncentraci draslíku v extracelulárním prostředí o 20 mmol/l? 2. změníme propustnost pro draslík desetkrát? Sodík Draslík ECT ICT ICT/ECT 140 mmol/l 4 mmol/l 14 mmol/l 0,1 142 mmol/ 35 l Nernstův potenciál +61mV -94mV

13 zvýšení koncentrace draslíku v ECT -> snížení Np pro draslík

14

15 zvýšení propustnosti ->větší tok-> změna sklonu přímky

16 Shrnuti na membrane se ustaví takove rovnovážné napeti, pri kterem bude celkovy elektricky proud nulový. Jeho velikost závisí na propustnosti membrány pro jednotlivé ionty a rozložení jejich koncentrací propustnost udává "váhu" daného iontu v "průměrování" elektrického potenciálu propustnost se mění otvíráním a zavíráním membránových kanálů

17 Základní stavba nervové tkáně histologicky (nauka o tkáních) dva typy bnek Glie - podpůrné bkyo řád víc než neuronů oligodendrocyty (myelinizace) astrocyty (udrzovani prostredi) neurony - mnoho různých typů, např projekční neurony - vysílají dlouhá vlákna do jiných etáží cns lokální neuron - propojuje pouze místně šedá hmota hlavně vlastní těla neuronů a bílá hmota hlavně myelinizované propojující axony CNS se embryonálně vyvíjí z trubice a její lumen je zachováno v podobě centrálního kanálu míchy a mozkových komor

18 Neuron, základní morfologie dendrit(y) soma (tělo) axon synaptický "knoflík"

19 Receptor- vznik signálu změny napětí na membráně jako nejrychlejší způsob propagace signálu například při mechanickém insultu nervového zakončení bolesti

20 vedení signálu 1. pasivní(elektrické) intenzita signálu se snižuje se vzdáleností 2. aktivní (akční potenciál) voltage gated receptor

21 Akční potenciál a jeho vznik vyžaduje dosažení hranice depolarizace klidový membránový potenciál depolarizace hyperpolarizace repolarizace aktivační napětí

22

23 Synapse elektrická chemická

24 Synapse (chemická) příchozí akční potenciál iniciuje vylití neurotransmiteru, který po difuzi skrze synaptickou štěrbinu aktivuje postsynaptické receptory. Neurotransmitery CNS glutamát kyselina gamaaminomáselná Nervosvalový přenos acetylcholin Autonomní NS acetylcholin (PS +S) (nor)adrenalin komentovana prezentace na synapsi, doporučuju shlednout

25 Synapse synaptická štěrbina, vezikuly, mitochondrie

26 Přenos energeticky náročný -> mitochondrie

27 synapse II

28 Tělo (soma) - vyhodnocení signálu Iniciační segment-v místě odstupu axonu velká koncentrace voltage-gated receptorů->místo nejčastějšího vzniku AP pro vznik AP je třeba velké množství souběžných excitací, pro motoneurony v řádu stovek

29 axon

30