Neuro 4-18

Układ nerwowy człowieka składa się z... polowa z nich...

2 bilionow neuronow. polowa z nich jest w osrodkowym ukladzie nerwowym

dla pojedynczego neruonu osrodkowego ukladu nerwowego dociera

1000 - 10 000 polaczen synaptyczen

Błona komórkowa jest wazna struktura dla

generacji i przewodzenia zmian elektrycznych w obrebie komorki

Podstawowym skladnikiem blony jest

2warstwa fosfolipidowa

w obrebie dwuwarstwy tworzaca ja

fosfolipidy skierowane hydrofilowymi glowkami fosfatowymi na zewnatrz a hydrofobowymi resztami kwasow tluszczowych do wnetrza blony komorkowej

Dwuwarstwa fosfolipidowa izoluje

srodowisko wew. komorki od jej srodowisko zewnetrznego

2warstwa fosfolipidowa blokuje

swobodny przeplyw duzych cz. organicznych: bialka, glukoza, a takze malych obdarzonych ladunkiem elektrycznym jak jony

Dwuwarstwa lipidowa jest przepuszczalna dla

malych, elektrycznie obojetnych cz. jak tel, dwutlenek wegla lub woda

male, hydrofobowe i pozbawione ladunku cz. latwo

dyfunduja przez 2warste fofsolipidowa

Dyfuzja duzych, hydrofilowych lub obdarzonych ladunkiem czasteczek

jest niemozliwa przez 2w. ff

Dwuwarstwa ma wlasciwosci

izolatora elektrycznego, ktore sa kluczowe dla utrzymania gradientu elektrycznego przebiegającego w poprzek blony komorkowej

Dwuwarstwa stanowi strukture, z ktora wiaza sie

inne cz. organiczne, wcodzace w sklad bl. kom

Bardzo wazna grupe cz. organicznych budujacych bl. kom stanowia

bialka

Bialka wchodzace w sklad blont dzielimy na

powierzchowne i integralne

Bialka powierzchowne zwiazane sa z

bl. kom. po jej zew lub wew. stronie przez wiazania z resztami kw. tluszczowych, oligosacharydami, lub innymi bialkami

Bialka integralne penetrują

bł. kom w poprzek. Lancuchy tych bialek skladaja sie z od hydrofobowych w obrebie blony, i hydrofilowych poza obrebem

W obrębie błony fosfolipidy mogąony

obracać się wokół swojej osi, drgać, przemieszczać bocznie i przemieszczać się miedzy warstwami błony (flip-flop)

Od intensywnosci ruchow fosfolipidow zalezy

plynnosc blony

Kanały jonowe są

wyspecjalizowanymi białkami, ktorych struktura umozliwia przeplyw jonow w poprzek blony komorkowej

Przeplyw jonow jest regulowany przez

zmianę konformacji lancuchow bialka kanalowego

Kanal jonowy ma 2 podstawowe stany funkcjonalne

otwarty (przepuszczalny dla jonow), zamkniety (nieprzepuszczalny dla jonow)

w sklad kanalu sodowego wchodza

2 elementy bramkujace: bramka aktywacyjna i inaktywacyjna

Przy wartosci spoczynkowej pot.bl. bramka aktywacyjna jest

zamknięta, a inaktywacyjna otwarta, kanal jest zamkniety

Po depolaryzacji najpierw otwiera sie

bramka aktywacyjna i kanal staje sie przepuszczalny dla jonow sodowych, po krotkim czasie zamyka sie b inakt i kanal staje sie nieprzepusz. dla j sodowych oraz niekatywny do czasu repolary

Bramki (akt/inakt) są fragmentami

lancucha bialka kanalowego, ktore moga zmieniac swoja konfromacje pod wplywem bodzcow oddzialujacych na kanal

Zamkniecie obydwu lub jednej z tych bramek powoduje

ze jony nie moga przeplytwac przez kanal

Kanal umozliwia przeplyw jonow

gdy obie bramki sa otwarte

Wazna cecha charakterystyczna kazd. kanalu jonowego jest

jego selektywnosc. Przez otwarty kanal przeplywac moga tylko scisle okreslone jony, charakterystyczne dla danego kanalu

Aksonalny kanal sodowy przepuszcza

jony sodowe, a potasowy tylko potasowy

Selektywnosc kanalow ma podstawowe znacznie dla

prawidlowego przekazu zmian potencjalu elektrycznego wzdluz blony komorkowej

Cecha charakt. kanal jonowy

czynnik, ktory powoduje zminay konfromacyjne w obrębie łan białkowego i w rezultacie wywyoluje otwarcie lub zamkniecie kanalu

W mechaniczn kan jon: odksztalcenie bl. kom ktora jest silnie chemiczne zwiazana z bialkiem kanalowym powoduje

fizyczne przesunięcie elementów łańcucha białkowego

W mechaniczn kan jon zmiana konformacyjna jest zwiazana z

czysto mechanicznym odksztalceniemlancuchow bialkowych.

W mechaniczn kan jon: kanały jonowe, przyklady

w kom rzeskowatych ucha wewnętrznego; otwierają się w wyniku odksztalcenia bl kom zwiazanego z ruchem rzesek lub w miesniowych receptorach na rozciaganie

Ligandozalezne kanaly jonowe: zbudowane z

białek allosterycznych; w nich zmiana konfromacji nastepuje po przylaczeniu liganda do miejsca receptorowego

Ligandozalezne kanaly jonowe: Miejsce receptorowe na białku kanału może znajdowac sie na

cytoplazmatycznej stronie blony lub po jej zew. stronie

Ligandozalezne kanaly jonowe: na stan ligandozaleznych kanalow jonowych moga wplywac

substancje pochodzenia wewnatrzkom. (cykliczne nukleotydy, jony) lub zewnątrzkomorkowego

Ligandozalezne kanaly jonowe: kanaly zalezne od ligandow zewnatrzkomorkowych sa zwiazne z

mechanizmem przenoszenia infromacji miedzy kom, zarowno na niewielkie(neuroprzekazniki) jak i znaczne (neuromodulatory, hormony) odleglosci oraz z procesami recepcji (bol, smak)

Receptor dla zewnatrzkomr liganda moze byc

fizycznie oddzielony od kanalu jonowego; niezalezne allosteryczne bialkiem integralnym, ktore po przylaczeniu liganda do zewnatrzkom miejsca receptorowego zmienia swoja konfromację.

Zmana strukturalna przez aktywację białka G i odpowiednich enzymow prowadzi do

syntezy przekaznikow 2 stopnia (cGMP, cAMP, IP3)

Przekazniki 2 stopnia moga miec charakter

ligandow wewnatrzkom dla kan. jonowych i oddzialywac na nie bezposrednio

Kanały otwieraja sie po przyłączeniu cyklicznych nukleotydów nalezą do wyodrebnionej grupy

kanalow bramokwanych cyklicznymi nukleotydami

kanalow bramokwanych cyk licznymi nukleotydami przyklady

kanaly kationowe w czopkach i precikach siatkowki, ktore otwieraja sie pod wplywem zwikeszania wewnatrzkom. stezenia cGMP

Kanaly kationowe zalezne od cAMP wystepuja w

bl. komorkowych pierwszorzedowych kom. wechowych

W wielu Przypadkach przekazniki 2 stopnia nie wplywaaja na bialka kanalow jonowych

bezposrednio, lecz posrednio przez kinazy bialkowe

Kinazą zależną od cAMP jest

kizana A (PKA)

Kinaza C (PKC)

Kinaza aktywowana przy powstawaniu IP3, za posrednictwem diacyloglicerolu (DAG)

W wyniku aktywacji kinaz dochodzi do

fosforylacji białek kanałowych. Rezultatem fosforylacji są zmiany konfromacyjne, ktore moga prowadzic do otw/zam kanalu

Kanaly, ktorych stan otwarcia jest modulowany przez fosforylację są

wyjatkowa grupa kanalow ligandozaleznych

Kanaly, ktorych stan otwarcia jest modulowany przez fosforylację: funkcjonalnie ich stan zalezny jest

od pojawienia sie liganda zewnatrzkom, lecz wplytw tego liganda na konform bialka kanl jest posredni; przez kaskade reakcji metabolicznych, ktorych koncowym wynikiem jest fosforylacja

Dzieki pojawienie sie posrednikow metabolicznych w postaci przekaznikow 2rz miedzy receptorem a kan jon mozliwe jest

dodatkowe wzmocnienie odpowiedzi komorki na ligand

Uruchamiana kaskada metaboliczna powoduje

ze jedna przylaczona do receptora cz. liganda moze powodowac zmiany konfromacyjne w duzej liczbie kanlow jonowych

W przypadku, gdy miejsce receptorowe jest eleementem struktury bialk kanal., 1 cz. liganda moze wplywac na

konformacje tylko 1 bialka kanalowego

posredni wplyw lianda na kanal jonowy (fosforylacja lub cykliczne nukleotydy) moze byc stosunkowo latwo

modulowany przez stan metabolizmu calej komorki - pewne etapu kaskady metabolicznej inicjowana przez bialko G moga byc przyspieszane lub spowalniane

Czas uplywajacy od przylaczenia liganda do zmiany konfromcji bialka kanalowego jest

dluzszy w przypadku oddzialywania posredniego

Zmiana konfromacji wywolana przez fosforylacje lub cykliczne nukleotydy utrzymuje sie

zwykle dluzej niz wynikaloby to z czasu przylaczenia liganda do miejsca receptorowego

Wiekszosc klasycznych, niepeptydowych neuorprzekaznikow (acetylochoina, GABA, kw. glutaminowy) moze wplywac na kan jonowe

zarowno bezposrednio - przez miejsca receptorowe bedace cz. bialka kan (np. receptory nikotynowe acetylocholiny) jak i posernio - przez fosforylacje (np. receptory muskarynowe m1 i m3 acetylocholiny)

Specjalnym typem ligandozaleznych kanalow jonowych sa

kanały wyciekowe

Kanały wyciekowe moga pozostawac

otwarte nawet wtedy, gdy na komorke nie dzialaja zadne bodzce. q

Kanaly wyciekowe zwiekszaja q

przepuszczalnosc blony dla niektorych jonow nieorganicznych (np potasu, sodu)

Kanaly wyciekowe; ich gestosc w blone jest

stosunkowo mala i prady jonowe przeplywajace przez nie sa niewielkie

Kanaly wyciekowe odrywaja role w

regulacji wartosci potencjalu spoczynkowego blony komorkowej.

Stan otwarcia kanalow wyciekowych moze byc regulowany przez

rozmaite czynnniki, jak cykliczne nukleotydy, tlen czasteczkowy, neruoprzekazniki