ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΝΕΥΡΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ • ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ – ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΗΡΕΜΙΑΣ – ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ • ΔΙΑΥΛΟΙ ΙΟΝΤΩΝ • ΣΥΝΑΠΤΙΚΗ ΔΙΑΒΙΒΑΣΗ – ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΕΣ – ΑΠΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗ ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΩΝ – ΣΥΝΑΠΤΙΚΗ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ – ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΣΥΝΑΠΤΙΚΗΣ ΔΙΑΒΙΒΑΣΗΣ Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 1 ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΙΟΝΤΩΝ Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 2 Κατανοµή Ιόντων Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 3 ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ Ηλεκτρικό δυναµικό Χηµικό δυναµικό Δµ(Χ)=µεξω(Χ)-µµέσα(Χ)= RTln([X]έξω/[Χ]µέσα) + zF(Eέξω-Εµέσα) Ηλεκτροχηµική ισορροπία Εξίσωση Nerst (Eέξω-Εµέσα) = (RT/zF) ln([X]έξω/[Χ]µέσα) Hermann (Walther) Nernst 1864-1941 1920 Nobel Prize for chemistry Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 4 Δυναμικό ισορροπίας ιόντων EΧ=(60/z)*log10([Χ]έξω / [Χ]µέσα) Κάλλιο Ek=(60/1)*log10(0,004/0,15) = - 90 mV Νάτριο ENa=(60/1)*log10(0,145/0,015) = + 60mV Ασβέστιο ECa=(60/2)*log10(0,002/0,0000001) = + 120mV Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 5 Υπολογισμός του δυναμικού της μεμβράνης • ΕΞΙΣΩΣΗ GOLDMAN-‐HODGKIN-‐KATZ • ΒΑΣΙΚΕΣ ΥΠΟΘΕΣΕΙΣ • • • Το δυναµικό της µεµβράνης δεν µεταβάλλεται Η κίνηση των ιόντων γίνεται σύµφωνα µε την εξίσωση Nerst Τα διαφορετικά είδη ιόντων κινούνται ανεξάρτητα Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 6 Υπολογισμός του δυναμικού ηρεμίας της μεμβράνης – PK:PNa:PCl = 1:0.03:0.1 – Vrest=(RT/F) *ln[(4*1+145*0.03+10*0.1)/ (1*150+0.03*15+110*0.1) – Vrest = 58*log[(4+4.35+1)/(150+0.45+11)] = 58 * log(9.35/161.45) – Vrest = 58 *log(0.06) – Vrest = 58* (-‐1.22) = -‐70mV Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 7 Μεμβρανικό Δυναμικό Ηρεμίας Κινητήριος Δύναμη Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 8 Δυναμικό ενεργείας 40 • Voltage (mV) 20 • 0 • ουδός -20 • -40 • Όλον ή ουδέν Ουδός Διάρκεια Ύψος Ανερέθιστη περίοδος -60 180 182 Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 184 ms 186 188 190 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 10 Υπολογισμός του δυναμικού της μεμβράνης κατά τη διάρκεια των δυναμικών ενεργείας – PK:PNa:PCl = 1:15:0.1 – V=(RT/F) *ln[(4*1+145*15+10*0.1)/(1*150+15*15+110*0.1) – V = 58*log[(4+2175+1)/(150+225+11)] = 58 * log(2180/386) – V = 58 *log(5.65) – V = 58* 0.75 = 43.5 mV Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 9 Γιγαντιαίος άξονας του καλαμαριού http://www.iac-usnc.org/Methods/squid/dissection1.html Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 11 Καταγραφή δυναμικού ενεργείας Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 12 Καταγραφή δυναμικού ενεργείας Hodgkin and Huxley, 1939, Nature Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 13 Καταγραφή του δυναμικού της μεμβράνης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 14 Πειραματική μεταβολή στο δυναμικό της μεμβράνης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 15 Πειραματική μεταβολή στο δυναμικό της μεμβράνης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 16 Ορολογία σχετικά με το δυναμικό της μεμβράνης • Εκπόλωση -‐-‐> Διέγερση • Υπερπόλωση Αναστολή • Δυναμικό ενεργείας • Ουδός • Υπο-‐ουδικό σήμα Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 17 ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ ΜΕ ΕΝΑ ΙΣΟΔΥΝΑΜΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΚΥΚΛΩΜΑ • ΦΩΣΦΟΛΙΠΙΔΙΚΗ ΣΤΟΙΒΑΔΑ ΠΥΚΝΩΤΗΣ C = 1µF/cm2 Q = C*ΔV <=> Im = Cm * (dV/dt) Q = φορτίο C = χωριτικότητα ΔV = διαφορά δυναµικού Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 18 ΠΑΘΗΤΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ • Δυναµικό ηρεµίας • Αντίσταση της µεµβράνης • Χρονική σταθερά της µεµβράνης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 19 Χρονική σταθερά της μεμβράνης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 20 Μεταφορά ιόντων ανάλογα με το δυναμικό της μεμβράνης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 21 ΔΙΑΥΛΟΙ ΙΟΝΤΩΝ • Διαμεμβρανικές πρωτεΐνες • Μεταφορά ιόντων – Παθητικά – Μεγάλη ταχύτητα • Επιλεκτικότητα στο ιόν που μεταφέρουν – Δίαυλοι νατρίου – Δίαυλοι καλίου – Δίαυλοι ασβεστίου • Ανοίγουν και κλείνουν ανάλογα με τα ερεθίσματα που δέχονται – Δυναμικό της μεμβράνης – Πρόσδεση μορίων Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 22 Δομή των διαύλων Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 23 Μοριακή υπόσταση των διαύλων Οικογένεια τασο-‐ελεγχόμενων διαύλων Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 24 Έλεγχος του διαύλου νατρίου από το δυναμικό της μεμβράνης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 25 ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΔΙΑΥΛΩΝ ΙΟΝΤΩΝ Νικοτινικός υποδοχέας της ακετυλοχολίνης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 26 Επιλεκτικότητα των διαύλων • Συνολικό μέγεθος του ιόντος (ιόν + μόρια νερού) • Πόρος: ηθμός επιλογής – Χημικοί δεσμοί με τα αμινοξέα στο τοίχωμα του διαύλου • Πύλη του διαύλου Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 27 Επιλεκτικότητα των διαύλων Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία Roddrick MacKinnon Nobel Prize Chemistry 2003 28 ΔΙΑΥΛΟΙ ΙΟΝΤΩΝ • Διαμεμβρανικές πρωτεΐνες • Μεταφορά ιόντων – Παθητικά – Μεγάλη ταχύτητα • Επιλεκτικότητα στο ιόν που μεταφέρουν • Ανοίγουν και κλείνουν ανάλογα με τα ερεθίσματα που δέχονται Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 29 Ρύθμιση των διαύλων από εξωγενή μόρια Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 30 Μηχανισμοί που επηρεάζουν τη διαμόρφωση των διαύλων ΑΝΟΙΧΤΟΣ ΚΛΕΙΣΤΟΣ ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΜΕΝΟΣ Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 31 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΑΤΑΓΡΑΦΩΝ • ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΑ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ – ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ • ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΙΑ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ – ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ – ΡΕΥΜΑΤΑ ΙΟΝΤΩΝ • ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ PATCH-‐CLAMP – ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ – ΡΕΥΜΑΤΑ ΙΟΝΤΩΝ Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 35 ΤΕΧΝΙΚΗ ΚΑΘΗΛΩΣΗΣ ΚΗΛΙΔΑΣ • ΚΑΘΗΛΩΣΗ ΡΕΥΜΑΤΟΣ – ΜΕΤΡΗΣΗ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ • ΚΑΘΗΛΩΣΗ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ – ΜΕΤΡΗΣΗ ΡΕΥΜΑΤΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 36 Δωμάτιο ηλεκτροφυσιολογίας Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 37 Επιφάνεια εργασίας (patch-‐clamp) Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 38 Διαδικασία της patch-‐clamp Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 39 Γιγαντιαίος άξονας του καλαμαριού http://www.iac-usnc.org/Methods/squid/dissection1.html Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 40 Καταγραφή δυναμικού ενεργείας Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 41 Τεχνική καθήλωσης τάσης Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 42 Απομόνωση ρευμάτων νατρίου και καλίου • Τετραδοτοξίνη -‐> ‘μπλοκάρει’ τους διαύλους νατρίου • Τετρα-‐αιθυλαμμώνιο (ΤΕΑ) -‐> μπλοκάρει τους διαύλου καλίου Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 43 Τεχνική καθήλωσης τάσης Υπολογισμός αγωγιμότητας των διαύλων IK = gK * (Vm – EK) INa = gNa * (Vm – ENa) Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 44 Ιοντική Βάση του Δυναμικού Ενεργείας Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 45 ΤΥΠΟΙ ΔΙΑΥΛΩΝ ΙΟΝΤΩΝ • ΤΑΣΟ-‐ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΙ (VOLTAGE-‐GATED) – ΔΙΑΥΛΟΙ ΝΑΤΡΙΟΥ – ΔΙΑΥΛΟΙ ΚΑΛΙΟΥ – ΔΙΑΥΛΟΙ ΑΣΒΕΣΤΙΟΥ • ΑΣΒΕΣΤΟ-‐ΕΞΑΡΤΩΜΕΝΟΙ ΔΙΑΥΛΟΙ ΚΑΛΙΟΥ • ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΙ ΑΠΟ ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΕΣ (LIGAND-‐ GATED) – ΝΙΚΟΤΙΝΙΚΟΣ ΥΠΟΔΟΧΕΑΣ ΑΚΕΤΥΛΟΧΟΛΙΝΗΣ – ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ ΤΟΥ ΓΛΟΥΤΑΜΙΝΙΚΟΥ ΟΞΕΩΣ • ΜΗΧΑΝΟ-‐ΕΛΕΓΧΟΜΕΝΟΙ ΔΙΑΥΛΟΙ – ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ ΣΤΟ ΔΕΡΜΑ Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 46 Ρεύμα του διαύλου νατρίου • Δίαυλοι νατρίου – Ταχέως ενεργοποιημένος δίαυλος νατρίου – Γρήγορη απενεργοποίηση Maurice et al, 2001 Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 47 ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΡΕΥΜΑΤΩΝ • Νόμος του Ohm: I = V / R • ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ = 1/ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ • I = V * g Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 32 ΓΡΑΦΗΜΑ ΡΕΥΜΑΤΟΣ-‐ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ Δυναμικό αναστροφής ΔΙΑΥΛΟΣ ΓΡΑΜΙΚΙΔΙΝΗΣ Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 33 Σχέσεις δυναμικού-‐ρεύματος των διαύλων ιόντων Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 34 Ποικιλομορφία των διαύλων ιόντων • Δίαυλοι καλίου – Βραδύς ανορθωτικός – Ταχύς παροδικός Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 48 Ποικιλομορφία των διαύλων ιόντων • Δίαυλοι ασβεστίου – Τύπου L – Τύπου N – Τύπου P/Q – Τύπου T Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 49 Κατανομή των διαύλων στο νευρώνα • Άξονας: δίαυλοι νατρίου και καλίου • Σώμα: όλοι οι δίαυλοι • Δενδρίτες – δίαυλοι νατρίου σε μικρότερη συγκέντρωση – Δίαυλοι ασβεστίου Κεφάλαιο 7, 8, 9 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου -‐ Νευροβιολογία 50 ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΝΕΥΡΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ • ΣΥΝΑΠΤΙΚΗ ΔΙΑΒΙΒΑΣΗ – ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΥΝΑΨΕΙΣ – ΧΗΜΙΚΕΣ ΣΥΝΑΨΕΙΣ • ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΕΣ • ΑΠΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗ ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΩΝ • ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ ΝΕΥΡΟΔΙΑΒΙΒΑΣΤΩΝ 51 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Ηλεκτρικές και Χημικές Συνάψεις 52 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Ηλεκτρικές συνάψεις 53 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Ηλεκτρικές συνάψεις 54 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Ηλεκτρικές συνάψεις Συγχρονισμός 55 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Χασματοσυνδέσεις 02/20/13 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 56 Χημικές συνάψεις 57 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Χημικές συνάψεις • • • • Νευροδιαβιβαστής Απελευθέρωση Πρόσδεση σε υποδοχείς Επαναπρόσληψη/Αποδόμηση 58 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Χημικές συνάψεις • • • • Νευροδιαβιβαστής Απελευθέρωση Πρόσδεση σε υποδοχείς Επαναπρόσληψη/Αποδόμηση 59 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Νευροδιαβιβαστές 60 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Ακετυλοχολίνη • Αυτόνομο ΝΣ (προγαγγλιακά και παρασυμπαθητικά μετα-‐ γαγγλιακά κύτταρα) • Νευρομυϊκή σύναψη • Βασικά γάγγλια – διάμεσοι νευρώνες • Βασικό πυρήνα ( Alzheimer's) • Χολινεστεράση Χολινοακετυλοτρανσφεράση 61 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Βιογενείς αμίνες -‐ Κατεχολαμίνες Υδροξυλάση της τυροσίνης Πτεριδίνη Αποκαρβοξυλάση Υδροξυλάση-β της ντοπαµίνης 62 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Βιογενείς αμίνες -‐ Κατεχολαμίνες • Ντοπαμίνη – Κοιλιακή καλυπτρική περιοχή (Ventral tegmental area) – Μέλαινα περιοχή (SubstanIa nigra) SN VTA Υδροξυλάση της τυροσίνης (πράσινο) 63 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Βιογενείς αμίνες -‐ Κατεχολαμίνες • Νοραδρεναλίνη – Υπομέλανος τόπος (Locus coeruleus) 64 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Βιογενείς αμίνες -‐ Σεροτονίνη Αποκαρβοξυλάση Υδροξυλάση της τρυπτοφάνης 65 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Βιογενείς αμίνες – Σεροτονίνη Πυρήνας της ραφής 66 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Αμινοξέα Πυραµιδικοί νευρώνες Ενδονευρώνες 67 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Νευροδραστικά πεπτίδια 68 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Χημικές συνάψεις • • • • Νευροδιαβιβαστής Απελευθέρωση Πρόσδεση σε υποδοχείς Επαναπρόσληψη/Αποδόμηση 69 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Νόμος του Dale • Κάθε νευρώνας μπορεί να συνθέτει και να εκκρίνει ΕΝΑ μόνο νευροδιαβιβαστή • Πότε μια ουσία θεωρείται νευροδιαβιβαστής – Σύνθεση – Παρουσία στην προ-‐συναπτική απόληξη – Εξωγενή χορήγηση έχει τα ίδια αποτελέσματα – Απομάκρυνση 70 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Απελευθέρωση νευροδιαβιβαστή Δίαυλοι νατρίου 71 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Απελευθέρωση νευροδιαβιβαστή Δίαυλοι καλίου 72 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Απελευθέρωση νευροδιαβιβαστή Δίαυλοι ασβεστίου 73 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Κβαντική απελευθέρωση νευροδιαβιβαστή 74 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Μηχανισμός έκλυσης νευροδιαβιβαστή 75 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Μηχανισμός έκλυσης νευροδιαβιβαστή Μη φωσφορυλιοµένη συναψίνη Φωσφορυλιοµένη συναψίνη Rab3a/Rab3b GTP binding proteins 76 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Μηχανισμός έκλυσης νευροδιαβιβαστή 77 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Χημικές συνάψεις • • • • Νευροδιαβιβαστής Απελευθέρωση Πρόσδεση σε υποδοχείς Επαναπρόσληψη/Αποδόμηση 78 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Χημικές συνάψεις 79 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Μετα-‐συναπτική απόκριση 80 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Υποδοχείς Νευροδιαβιβαστών • Ακετυλοχολίνη – Νικοτινικός – Μουσκαρινικός • Γλουταμινικό οξύ – ΑΜΡΑ, NMDA – Μεταβοτροπικοί υποδοχείς • GABA • Ντοπαμίνη – D1 (D1, D5) – D2 (D2, D3, D4) • Σεροτονίνη • Νορεπινεφρίνη – α1, α2 – β1, β2 – GABA-‐A – GABA-‐B 02/20/13 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 81 Υποδοχείς ακετυλοχολίνης • Νικοτινικός -‐ Δίαυλος • Μουσκαρινικός -‐ Συνδεδεμένος με G πρωτεΐνες 82 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Μοριακή υπόσταση του νικοτινικού διαύλου 83 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Λειτουργία του νικοτινικού διαύλου 84 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Δυναμικό τελικής πλάκας νικοτινικός υποδοχέας 85 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Δυναμικό τελικής πλάκας 86 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Συναπτικό δυναμικό-‐ρεύμα 87 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Συναπτικό ρεύμα Διαπερατότητα ιόντων 88 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Συναπτικό ρεύμα ενός διαύλου του νικοτινικού υποδοχέα 89 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Δυναμικό αναστροφής του νικοτινικού υποδοχέα 90 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Συναπτικό δυναμικό – ρεύμα/ Ρεύμα μονού νικοτινικού διαύλου 91 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Υποδοχείς Νευροδιαβιβαστών • Ακετυλοχολίνη – Νικοτινικός – Μουσκαρινικός • Γλουταμινικό οξύ – ΑΜΡΑ, NMDA – Μεταβοτροπικοί υποδοχείς • GABA • Ντοπαμίνη – D1 (D1, D5) – D2 (D2, D3, D4) • Σεροτονίνη • Νορεπινεφρίνη – α1, α2 – β1, β2 – GABA-‐A – GABA-‐B 02/20/13 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 92 Υποδοχείς του γλουταμινικού οξέως 93 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Ιονοτροπικοί υποδοχείς του γλουταμινικού οξέως AMPA • Τετραμερές σύμπλοκο πρωτεΐνών • Υπότυποι GluR1, GluR2, GluR3 02/20/13 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 NMDA • Τετραμερές σύμπλοκο πρωτεΐνών • Υπότυποι NR1, NR2A, NR2B, NR3 • Ο NR1 υπότυπος εκφράζεται σε όλους τους NMDA υποδοχείς 94 Διαχωρισμός των NMDA και μη-‐NMDA ρευμάτων 95 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Καταγραφή ρευμάτων του NMDA υποδοχέα 96 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Υποδοχείς GABA GABA-B GABA-A 97 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Ανασταλτικό μετασυναπτικό δυναμικό 98 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Τύπου Ι και Τύπου ΙΙ συνάψεις 99 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Συμμετρικές (ανασταλτικές ) και ασύμμετρες (διεγερτικές) συνάψεις Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Υποδοχείς Νευροδιαβιβαστών Μεταβοτροπικοί υποδοχείς • Ακετυλοχολίνη – Νικοτινικός – Μουσκαρινικός • Γλουταμινικό οξύ – ΑΜΡΑ, NMDA – Μεταβοτροπικοί υποδοχείς • GABA – GABA-‐A – GABA-‐B 02/20/13 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 • Ντοπαμίνη – D1 (D1, D5) – D2 (D2, D3, D4) • Σεροτονίνη • Νορεπινεφρίνη – α1, α2 – β1, β2 Μεταβοτροπικοί υποδοχείς Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Υποδοχείς που προσένουν G πρωτεϊνες Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 G πρωτεΐνες Gs -> σύνδεση µε αδενυλική κυκλάση Gi -> σύνδεση µε αδενυλική κυκλάση Go/q -> σύνδεση µε φωσφολιπάση C Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σηματοδότηση μέσω Gs/Gi Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σηματοδότηση μέσω Gs/Gi DA DA D1 Gs AC Gi/o cAMP + Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 PKA - D2 Σηματοδότηση μέσω Gq Glu Gq PLC ER Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σηματοδότηση μέσω Gq Glu Gq PLC PIP2 ER Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σηματοδότηση μέσω Gq Glu Gq PLC DAG IP3 ER Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σηματοδότηση μέσω Gq Glu Gq PLC DAG IP3 ER Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σηματοδότηση μέσω Gq Glu Gq PLC DAG IP3 ER Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σηματοδότηση μέσω Gq Glu Gq PLC DAG IP3 ER Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 [Ca]i Σηματοδότηση μέσω Gq Glu Gq PLC DAG IP3 ER Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 PKC [Ca]i ΦΩΣΦΟΡΙΛΙΩΣΗ Paul Greengard Nobel Prize 2000 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Χημικές συνάψεις • • • • Νευροδιαβιβαστής Απελευθέρωση Πρόσδεση σε υποδοχείς Επαναπρόσληψη/Αποδόμηση 108 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Απομάκρυνση νευροδιαβιβαστή • Διάχυση • Ενζυμική αποδόμηση • Επαναπρόσληψη (πρωτεΐνες-‐μεταφορείς) 109 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Ενζυμική απομάκρυνση • Ακετυλοχολινεστεράση – Ακετυλοχολίνη Χολίνη + Οξικό οξύ • Μονοαμινοοξειδάση (MAO) • Κατεχολο-‐Ο-‐μεθυλοτρανσφεραση (COMT) – Ντοπαμίνη, Νοραδρεναλίνη, Σεροτονίνη – Δράση αντικαταθλιπτικών 110 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Επαναπρόσληψη • Ντοπαμίνη, Σεροτονίνη, Νορεπινεφρίνη – Μονοαμινική οξειδάση – DAT, SERT, NET • Αναστολείς της μοναμινικής οξειδάσης • Επιλεκτικοί αναστολείς της σεροτονίνης • Κοκαϊνη 111 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Μυασθένεια • Αντισώματα κατά των νικοτινικών υποδοχέων • Θεραπεία: Νεοστιγμίνη – Ανταγωνιστής της χολινεστεράσης – Αυξάνει τα επίπεδα ακετυλοχολίνης στη σύναψη 112 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Μετάδοση σημάτων κατά μήκος δενδριτών και άξονα • Δενδρίτες – Μετασυναπτικά δυναμικά – Παθητική αγωγή • Άξονας – Δυναμικά ενεργείας 113 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Χημικές συνάψεις Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 ΠΑΘΗΤΙΚΗ ΑΓΩΓΗ ΣΗΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΤΟΝΙΚΗ ΑΓΩΓΗ 115 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 ΠΑΘΗΤΙΚΗ ΑΓΩΓΗ ΣΗΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΤΟΝΙΚΗ ΑΓΩΓΗ • ΣΤΑΘΕΡΑ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ – λ = (rm/ra)1/2 • Rm Αυξάνεται με το πάχος της μεμβράνης • Ra Μειώνεται ανάλογα με τη διάμετρο της αποφυάδας (άξονας/ δενδρίτης) 116 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Μετάδοση του δυναμικού ενεργείας 117 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Μετάδοση δυναμικών ενεργείας • Προς μία κατεύθυνση • Απενεργεοποίση διαύλων νατρίου 118 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Αλματώδης μετάδοση δυναμικών ενεργείας σε άξονες με μυελίνη 119 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Απομυελινωτικές διαταραχές • Σκλήρυνση κατά πλάκας • Μείωση της ταχύτητας διάδοσης του δυναμικού ενεργείας • Μείωση της ικανότητας αίσθησης, κίνησης 120 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Οπισθόδρομα δυναμικά στους δενδρίτες 121 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Συναπτική ολοκλήρωση Η διαδικασία της άθροισης όλων των εισερχόμενων διεγερτικών και ανασταλτικών σημάτων σε ένα νευρώνα Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 123 http://www.mpg.de/13795/Learning_memory_perception?print=yes Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Τοποθεσία συνάψεων στο νευρικό κύτταρο Κεφάλαιο 13 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 2 Χωρική και χρονική άθροιση συναπτικών δυναμικών Χρονική σταθερά Κεφάλαιο 13 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σταθερά απόστασης Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 3 Χωρική άθροιση δενδριτικών σημάτων Poirazi et al, 2003 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Χωρική εξασθένηση του συναπτικού δυναμικού και της ουδού του δυναμικού ενεργείας Κεφάλαιο 13 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 5 Συναπτική ολοκλήρωση διεγερτικών και ανασταλτικών σημάτων Κεφάλαιο 13 Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Σιδηροπούλου - Νευροβιολογία 6 Πλαστικότητα της έκλυσης νευροδιαβιβαστή Προσυναπτικη διευκόλυνση/αναστολή Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13 Επίδραση των ανασταλτικών σημάτων στη δραστηριότητα του νευρώνα Δευτέρα, 25 Φεβρουαρίου 13
© Copyright 2024 Paperzz
