NERVNA REGULACIJA

Doc. dr Miroslav Savi ćInstitut za farmakologiju

Farmaceutski fakultet Univerziteta u Beogradu

Neuroanatomski supstrat svesti

1. Nije poznat2. Lociran je u limbi čkom sistemu3. Lociran je u kori velikog mozga4. Lociran je u retikularnom

aktivacijskom sistemu

NE DAMOŽDA

Arvid Carlsson Paul Greengard Eric R. Kandel

Laureati Nobelove nagrade iz

Fiziologije ili medicine

2003Paul C. Lauterbur, Sir Peter Mansfield

2002Sydney Brenner, H. Robert Horvitz, John E. Sulston

2001Leland H. Hartwell, Tim Hunt, Sir Paul Nurse

2000Arvid Carlsson, Paul Greengard, Eric R. Kandel

1999Günter Blobel

1998Robert F. Furchgott, Louis J. Ignarro, Ferid Murad

1997Stanley B. Prusiner

1996Peter C. Doherty, Rolf M. Zinkernagel

1995Edward B. Lewis, Christiane Nüsslein-Volhard, Eric F. Wieschaus

1994Alfred G. Gilman, Martin Rodbell

1993Richard J. Roberts, Phillip A. Sharp

1992Edmond H. Fischer, Edwin G. Krebs

1991Erwin Neher, Bert Sakmann

1990Joseph E. Murray, E. Donnall Thomas

1989J. Michael Bishop, Harold E. Varmus

1988Sir James W. Black, Gertrude B. Elion, George H. Hitchings

1987Susumu Tonegawa

1986Stanley Cohen, Rita Levi-Montalcini

1985Michael S. Brown, Joseph L. Goldstein

If the human brain were so simple that we could understand it, we would be

so simple that we couldn't.

Emerson M. Pugh (prema citatu George E. Pugha, Emersonovog sina,u: G.E. Pugh, The Biological Origin of Human Values, 1977, p. 154)

U bazalnim uslovima, brzina rada srca

1. Ne zavisi od autonomne inervacije2. Pod dominantnim je uticajem

simpatikusne inervacije3. Pod dominantnim je uticajem

parasimpatikusne inervacije

Holinergička vlakna inervišu

1. Ekkrine znojne žlezde dlanova2. Ekkrine znojne žlezde čela3. Holokrine znojne žlezde u aksilama4. Pilomotorni miši ć pilosebacealne

jedinice5. Endotel krvnih sudova

Enterički nervni sistem

1. Na sadrži vlakna simpatikusa i parasimpatikusa

2. Sastoji se od neurona čija tela leže u intramuralnim pleksusima

3. Realizuje reflekse koji nisu mogu ći u odsustvu ulaza (informacija) iz CNS-a

Gospodin na slici bi mogao da leži stoga što je

1. Umoran2. Pod dejstvom lekova

koji blokiraju nervno-miši ćnu transmisiju

3. Oboleo od mijastenijegravis

4. Lenj

ORGANIZACIJA NERVNOG SISTEMA

MOZAKKI ČMENA MOŽDIN A

CENTRALNINERVNISISTEM (CNS)

PERIFERNINERVNISISTEM

AFERENTNI

NERVI

EFERENTNI

NERVI

EKSTERO-RECEPTORI

INTERO-RECEPTORI

SOMATSKI AUTONOMNI

EFEKTORNIORGANI

SKELETNIMIŠIĆI

GLATKI I SR ČANI MIŠIĆ I ŽLEZDE

Nervni sistem• Kontroliše i integriše sve aktivnosti

organizma u okviru odre ñenih granica

• Tri osnovne funkcijeSenzorna- detektovanje promena

(stimulusa) preko senzornihreceptora

Integrativna – interpretacija i upam ćivanje ovih promena, i odlu čivanje da li je potrebna akcija

Motorna – reakcija na promene preko efektora

• Kontrakcija miši ća (skeletnih, glatkih i sr čanih)

• Sekrecija žlezda (egzokrinih i endokrinih)

1011 neurona1015 sinapsi

Refleksi• ‘nevoljni motorni akti’• brzi u egzekuciji• autonomni• stereotipni• refleksni luk: pet struktura

Interneuron

Mozak kao organ

Masa2-3% ukupne

Potrošnja O 220% ukupne

Potrošnja energije (glukoza)20% ukupne (a 50% ukupne

potrošnje glukoze)

Protok krvi20% minutnog volumena u

mirovanju

Elementi

Neuroni ≈ 100 milijardi

Glija ćelije (= lepak; “potporne” ćelije) ≈ 1 000

milijardi

Sinapse > više od svih zvezda i planeta u

Univerzumu? (jedan neuron može da formira i

do 200 000 sinapsi!)

Geni 50% od ≈ 30 000 gena u genomu je

eksprimirano samo u mozgu[70% preostalih gena je takoñe eksprimirano u nervnom sistemu: ukupno,

85% genoma]

Centralni nervni sistem Periferni nervni sistem

Komora Ependimskaćelija Kapilar Neuron Astrocit

ŠvanovaćelijaOligodendrocitMikroglija

Neuron (nervna ćelija)

Visoko specijalizovana, strukturna jedinica nervnogsistema – prenosi informaciju (akcioni potencijal, nervni impuls) iz jednog dela organizma u drugi

Raznolike strukture, ali svi neuroni imaju ćelijsko telo i jedan ili više produžetaka.

Ćelije dugog života, po pravilu amitotske, savisokim metaboličkim prometom(ne mogu da prežive duže od par minuta bez O2)

Skupine ćelijskih tela (soma, perikarion) formiraju jedra (nukleusi)i slojeve (lamine) u CNS-u i ganglijeuPNS-u

Nastavci

Produžeci iz ćelijskih tela. CNS sadrži i ćelijska tela i nastavke. PNS se sastoji većinom od ćelijskih nastavaka.

Dva tipa: aksoni i dendriti

Snopovi neuronskih produžetaka se zovutraktusiu CNS-u i nerviu PNS-u

Potporne ćelije -neuroglija

• 10 puta brojnije od nervnih ćelija u CNS-u; ½mase mozga

• Astrociti, mikroglija, ependimske ćelije, oligodendrociti

• Van CNS-a, satelitske i Schwann-ove ćelije

Kičmena moždina

Belamasa

Sivamasa

Centralnikanal

Dorzalnikoren

Ganglija dorzalnog korena

Ventralnikoren

Periferninerv

DELOVI MOZGA

• Veliki mozak• Meñumozak• Moždano stablo• Mali mozak

Kora velikog mozga

Frontalnirežanj

Više intelektualnefunkcije

Primarnamotornaregija

Premotornaregija

Govor

Motornaregija

nogatrup

rukašakalicejezik

ParijetalnirežanjPrimarna

senzornaregija

Sensornaasocijativna

regija

Okcipitalnirežanj

Primarnavizuelnaregija

Vizelnaasocijativna

regija

Temporalnirežanj

Memorija

Primarnaauditornaregija

JezikRazumevanjeFormiranje

reči

Centralni nervni sistem

• Čine:– Mozak

• Smešten u lobanji

– Kičmena moždina• Smeštena u

kičmenom kanalu

Mozak - terminiProsencephelon (eng. forebrain)

Telencephalon (cerebrum)

Diencephelon (talamus, hipotalamus)

Mesencephalon (eng. midbrain)

Rhombencephalon (eng. hindbrain)

Metencephalon (pons, cerebelum)

Myencephalon (medula)

Forebrain

Midbrain

Hindbrain

Periferni nervni sistem

• Čine:– Kranijalni nervi

• 12 pari– Spinalni nervi

• 31 par– Ganglije

Nerv vs. neuron• Nerv je snop nervnih vlakana ili

aksona, koji uklju čuje glija ćelije koje izoluju aksone mijelinom. Neuroni se ponekad zovu nervnim ćelijama, iako mnogi neuroni ne ulaze u sastav nerava i stoga se termin ne može smatrati adekvatnim.

• Nervi su deo perifernog nervnog sistema. Aferentni nervni provode senzorne signale do centralnog nervnog sistema, npr. od kože ili unutrašnjih organa, dok eferentni nervi provode signale od CNS-a do miši ća i žlezda. Aferentni i eferentni nervi često formiraju mešovite nerve.

Organizacija autonomnognervnog sistema (ANS)

• Centralne komponente– hipotalamus– moždano stablo– kičmena moždina

• Periferne komponente– simpatikusni nervi– paraimpatikusni nervi– pripadaju će ganglije

• Preganglijski neuroni su locirani u intermedio-lateralnim stubovima (jedrima) kičmene moždine (bočni rogovi) i moždanom stablu

SimpatikusTorako-lumbalni sistem: nervna vlakna

koja ulaze u sastav spinalnih nerava (priključuju se prednjim korenovima) potiču iz segmenata T1-L2 (crveno na slici)

• Postganglijske ćelije polaze iz ganglija lokalizovanih blizu kičmene moždine

Parasimpatikus• Kranio-sakralni sistem: preganglijski

nueroni su smešteni u moždanom stablu i bočnim rogovima sive mase sakralnog dela kičmene moždine (S2-S4) (plavo na slici)

• Preganglijska vlakna su dugačka, a ganglije se nalaze blizu ili u samom ciljnom organu

Enteri čni nervni sistem

• Enterični nervni sistem – senzorni i motornineuroni uključeni u digestivne reflekse, uglavnom autonomno od CNS-a; sadrži neurona koliko i kičmena moždina (?!)

• Koncept uveo Langley početkom 20. veka; jošuvek nedoumica da li je ENS posebna celina u odnosu na simpatikus i parasimpatikus

Autonomnafunkcijaglatkih mišića

Nervna regulacijaEkstrinzički NS (CNS)

intrinzički NS

GI hormoni

Parakrinimedijatori

humoralna regulacija

pacemaker aktivnostelektrični “coupling”

Regulacija gastrointestinalne funkcije

Simpatikusni nervni sistem

Glavni procesi koje reguliše autonomni nervni sistem su•Kontrakcija i relaksacija vaskularnih i visceralnih glatkih mišića•Sve egzokrine i odreñene endokrine sekrecije•Rad srca•Energetski metabolizam, posebno u jetri i skeletnim mišićima

Parasimpatikusni nervni sistem

ACh

Koji neurotransmiter se oslobañasa parasimpatikusnog

pre-ganglijskog neurona?

Kičmena moždina

PSPre-ganglijski

ACh

Za koji se receptor AChveže u ganglijama?

Kičmena moždina

PSPre-ganglijski NN

Post-ganglijski

ACh

Koji se neurotransmiteroslobaña sa post-

ganglijskog neurona?

Kičmena moždina

PSPre-ganglijski NN

ACh ACh

Za koji se receptor ACh veže u efektornom organu?

Kičmena moždina

PSPre-ganglijski NN

ACh

M

ACh

Pre-ganglijski

Post-ganglijski

Koji se neurotransmiteroslobaña sa simpatikusnog pre-

ganglijskog neurona?

Glatki mišić

Znojna žlezda

ACh

S

S

ACh

Pre-ganglijski

Post-ganglijski

Glatki mišić

Znojna žlezda

ACh

A receptor u ganglijama?

NN

NN

S

S

Koji se neurotransmiter oslobaña sa post-ganglijskog neurona i koji se receptor aktivira na ....

ACh Glatki mišić

Znojna žlezda

ACh

NN

NN

. . . glatkoj mišićnoj ćeliji?

NE

α, βS

S

ACh Glatki mišić

Znojna žlezda

ACh

NN

NN

NE

α, β

. . . znojnoj žlezdi?

ACh

M

S

S

Šta je sržnadbubrežne

žlezde?

Modifikovana simpatikusna ganglija koja oslobaña adrenalin i noradrenalin

ACh Glatki mišić

Znojna žlezda

ACh

NN

NN

NE

α, βACh

M

AChPS Pre-ganglijski

NN

ACh

M

S

S

ACh

NN Adrenalna medula

Epi, NE

Post-ganglijski

Koji se neurotransmiteroslobaña?

Somatskimotorni neuron

ACh

Somatskimotorni neuron

ACh

Koji je receptor?

NM

Efekti stimulacije adrenergičkih receptoraOrgan Efekat

Oko m. dilatator pupillae Kontrakcija –midirijaza α1

m. ciliaris Relaksacija- blaga β (nisu inervisani)

Srce SA čvor ↑ frekvence (poz. hronotropni efekat) β1, β2

Pretkomore ↑ kontraktilnosti (poz. inotropni efekat) β1, β2

AV nodus ↑ brzina sprovoñenja (poz. dromotropni efekat) β1,2

Komore ↑kontraktilnosti (poz. inotropni efekat) β1, β2

Krvni sudovi Konstrikcija α1 i α2

Dilatacija β2 (skeletni mišići, vene)

GIT Motilitet Smanjenje α1, α2, β2

Sfinkteri Konstrikcija α2, β2 (relaksakcija radijalnih mišića?)

Uterus Kontrakcija α, relaksacija β2

Sekrecija renina βPilosebacealna jed. (m. arrector pili) Piloerekcija α

Znojne ž.(ekkrine dlanovi, apokrine)

Žlezde: pljuvačne Sekrecija α, β

Sekrecija α1

Vazdušni putevi Bronhodilatacija β2

Jukstaglomerularni aparat

Efekti stimulacije muskarinskih receptoraOrgan Efekat

Oko m. sphincter pupillae Kontrakcija –mioza M3, M2

m. ciliaris Kontrakcija- akomodacija M3, M2

Srce SA čvor ↓ frekvence (neg. hronotropni efekat) M2

Pretkomore ↓ kontraktilnosti (neg. inotropni efekat) M2

AV nodus ↓ brzina sprovoñenja (neg. dromotropni efekat) M2

Komore (oskudna inervacija) ↓kontraktilnosti (neg. inotropni efekat) M2

Krvni sudovi Dilatacija (EDRF) – NO; M3 na endotelnim ćelijama

Vazdušni putevi Bronhokonstrikcija M3, M2

Bronhijalne žlezde Stimulacija M2, M2

GIT Motilitet Povećanje M3, M2

Sfinkteri Relaksacija M3, M2 (kontrakcija radijalnih mišića?)

Sekrecija žlezda Povećanje M3, M2 (M1 u ganglijama u želucu)

Vesica urinaria

Detrusor Kontrakcija M3

Trigonum i sfinkter Relaksacija M3

Žlezde: znojne, pljuvačne, suzne Sekrecija M3, M2

Dominantni endogeni ligandi adrenergičkih receptora

Receptor Pretežna lokacija Pretežni efekat Pretežni ag onist

ββββ1 Srce -sinapsa Porast sr čane frekvencePovećanje kontraktilnosti

Noradrenalin

ββββ2 Krvni sudovi; bronhije –ekstrasinapti čki i presinapti čki

VazodilatacijaBronhodilatacija

Adrenalin

αααα1 Sinapti čki Vazokonstrikcija Noradrenalin

αααα2 ekstrasinapti čki i presinapti čki

Vazokonstrikcija/vazodilatacija

Adrenalin

ANS i homeostaza

• Homeostaza– Regulacija (relativne) konstantnosti “milieu intérie ur”,

uprkos promena u okolini

– Esencijalna uloga ANS: održavanje homeostatskih varijabli našeg organizma. Uvek kada do ñe do poreme ćaja neke od homeostatskih varijabli, informacija stiže do CNS-a, CNS aktivira ANS, a ANS uklju čuje odgovaraju će fiziološke regulatorne mehanizme koji vraćaju homeostatsku varijablu u granice normalnih vrednosti.

– Stoga, ANS se ponekad naziva i “nervni sistem za homeostatsku regulaciju”; alternativno, “visceromot orni sistem”

Integrativni koncept

• Bihejvior (ponašanje) predstavlja celokupnost aktivnosti individue, posebno onaj njen segment koj i je podložan (spoljašnjoj) opservaciji (Bureš i sar., 1983).

• Ponašanje se sastoji od somatomotornih, autonomnih i (neuro)endokrinih odgovora koje generišu ciljne ćelije eferentnih (motornih) neurona ova tri sistema

• Koncept postavljen u: Swanson LW, Mogenson GJ. Neural mechanisms for the functional coupling of autonomic, endocrine and somatomotor responses in adaptive behavior. Brain Res 1981; 228:1-34.

Homeostatske varijableregulisane nervnim

sistemom• Kardiovaskularne,

respiratorne, gastrointestinalne....

• Primer: ANS reguliše vrednost arterijskog pritiska i volumena cirkulišu će krvi preko velikog broja autinomnih kardiovaskularnih refleksa čija se centralna integracija odvija u medularnom kardiovaskularnom centru

• Najznačajniji kardiovaskularni refleksi čija se centralna integracija odvija preko kardiovaskularnog centra su baroreceptorski refleks, hemoreceptorski refleks, atrijski refleks i ishemijska reakcija CNS-a.

...a imunski sistem?

• Ljudski organizam kolonizuje najmanje 100 puta više mikrobnih ćelija nego što ima sopstvenih eukariotskih ćelija. Imunski sistem sisara je visoko efektivan u zaštiti od invazije kože i sluznice od strane potencijalnih patogena.

• Ali, da li imunski sistem deluje sam u ovom defanzivnom poduhvatu? Da li je mogu će da nervni sistem prati egzekutivne aktivnosti imunskog sistema, kao što prati/reguliše frekvencu rada srca ili druge visceralne funkcije?

Nervna regulacija imunske funkcije

• Blalock ( J Immunol 1984; 132: 1067) postavlja hipotezu da imunski sistem funkcioniše kao šesto čulo, koje detektuje mikrobe i toksine koje ne možemo videti, čuti, okusiti,, opipati ili omirisati... Šesto čulo koje obaveštava nervni sistem o prisustvu entiteta, poput bakterija i virusa, koje klasi čna čula ne mogu da percipiraju.

• Placebo efekat lekova, delom, može se pripisati povezanosti nervnog i imunskog sistema

• Primer: “Holinergi čki antiinflamatorni put”• Pavlov VA, Ochani M, Gallowitsch-Puerta

M, Ochani K, Huston JM, Czura CJ, Al-Abed Y, Tracey KJ. Central muscarinic cholinergic regulation of the systemic inflammatory response during endotoxemia. Proc Natl Acad Sci U S A 2006; 103: 5219-23.

• Czura CJ, Tracey KJ. Autonomic neural regulation of immunity. J Intern Med 2005;257: 156-66.

Autonomni sistem

NA α ili β R+ / -

ACh M R

+ / -

ACh N R+

ACh N R+

simpatikus

parasimpatikus

Transmiteri u ANS• Dva glavna NT

– ACh i NA– Preganglijska vlakna osloba ñaju ACh

• Deluje na nAChR postganglijskih vlakana– Postganglijska vlakna osoba ñaju NA i ACh

• NA – simpatikusni NT i deluje na αααα ili ββββreceptore

• ACh – parasimpatikusni i deluje na mAChR• Izuzetak: holinergi čka simpatikusna vlakna

inervišu ekkrine znojne žlezde (sve semdlanova)

• NANC transmiteri/ko-transmisija– NO, VIP, ATP, NPY (snažno poja čava

vazokonstrikotorne efekte NA), 5-HT, GABA, DA

REGULACIJA OSLOBAðANJA TRANSMITERA

Kotransmisija: pravilo, a ne izuzetak

Različiti medijatori koji se uporedo/sukcesivno oslobañaju omogućuju da se u odreñenom organu izazovu brzi, srednje brzi i spori odgovori

GLATKI MI ŠIĆ

rastvornagvanililCiklaza

αααα1

PARASIMPATIKUSNINEURON

nNOS

Ca2+

NO

Ca2+

NO

NO

cGMPRELAKSACIJA

SIMPATIKUSNINEURON

NA

KONTRAKCIJA

GLATKI MIŠIĆ

ββββ2

sGCVIP-R

EP-R

NA

VIPPGE1

NO

AC

cAMP

cGMP

Intracelul. kalcijum

RELAKSACIJA KONTRAKCIJA

αααα1

NA

ETA

ET PGF2aTXA2AngII

R

Hemijski medijatori u CNS-uAcetilholin

Biogeni aminiNoradrenalinAdrenalinDopamin

Serotonin (5-HT)

Histamin

Amino kiselineGABAGlicinGlutamat

Peptidi

LH Somatostatin

ACTH Endorfin

ADH Oksitocin

Substance P Holecistokinin (CCK)

VIP Neurotenzin

Insulin Glukagon

Angiotenzin II

Neuropeptid Y

Noviji

Azot monoksid (gas)

Ugljen monoksid (gas)

ATP, adenozin

Eikosanoidi

Receptori za hemijske medijatoreAcetilholin:

Muskarinski: M1, M2, M3, M4, M5Nikotinski: N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7, N8, N9, N10

Noradrenalin: Adrenalin:

Dopamin: D1, D2, D3, D4, D5

Serotonin: 5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT1C, 5-HT1D, 5-HT1E

5-HT2A, 5-HT2B, 5-HT2C, 5-HT3, 5-HT4, 5-HT5A, 5-HT5B, 5-HT6, 5-HT7

GABA: GABAA, GABAB

Glutamat: NMDA, AMPA, kainatni, metabotropni

α1, α2, α3, β1, β2, β3

Zašto toliko puno transmitera?

Zašto toliko različitih receptora za transmitere?

Sinapsa - definicija

• Od grčke reči synapsis što zna či dodir, spoj, veza. Anatomska veza neurona sa drugom ćelijom koja omogu ćuje transmisiju impulsa (razmenu informacija) izme ñu neurona, ili izme ñu neurona i miši ćne ili žlezdane ćelije. Termin uveo Sir Charles Sherrington.

Konvergencija, integracija i divergencija

Svaki neuron prima hiljade signala od drugih neurona = KONVERGENCIJA

Svaki neuron šalje signal na hiljade drugih neurona = DIVERGENCIJA

Neuron ‘integriše’ sve ulaze

Klasifikacija sinapsi prema:

• Citoarhitekturi• Metodu provo ñenja signala

(elekri čna/hemijska)• Promeni sprovodljivosti

postsinapti čke membrane za selektivne jone(ekscitatorne/inhibitorne)

Klasifikacija sinapsi

• Prema citoarhitekturi– Akso-dendritska sinapsa– Akso-somatska sinapsa– Akso-aksonska sinapsa– Dendro-dendritska sinapsa– Soma-somatska sinapsa– Neuro-muskularna sinapsa (skeletni

miši ć: NM spojnica)– Neuro-glandularna sinapsa

Klasifikacija sinapsi

• Na osnovu na čina sprovo ñenja impulsa– Elektri čna sinapsa (gap

junction) – kontinuitet citoplazmi uzme ñu pre- i postsinapti čkih elemenata omogu ćuje direktno provo ñenje elektri čne struje izmeñu ćelija, mehanizmom prelaska jona kroz koneksona. Dvosmerna je.

– Hemijska sinapsa – mnogo zastupljenija. Hemijski transmiter difunduje preko20-30 nm sinpati čke pukotine izmeñu ćelija. Jednosmerna, sa kašnjenjem od oko 0.3-5 ms.

• Akcioni potencijal stiže na terminal

• Otvaranje Ca 2+ kanala• Fuzija vezikula sa pre-

sinapti čkom membranom• Transmiter se osloba ña u

sinapti čku pukotinu• Vezivanje za

postsinapti čki receptor

Neurotransmisija Terminologija…..

Presinaptički neuron(oslobaña neurotransmiter)

postsinaptički neuron(ima receptore zaneurotransmitere)

presinaptičkamembrana

postsinaptičkamembrana

Neurotransmisijapotencijal mirovanja

A-A-

A-A-K+

K+K+

K+

K+

K+

K+K+K+

K+

K+

K+Na+

Na+

K+

K+K+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+

Na+Na+

Na+Na+

Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Izvan

INSIDE

Membrana neurona

K+ K+

K+K+

K+

K+

K+

Na+

Na+

Neurotransmisijapotencijal mirovanja

A-A-

A-A-K+

K+K+

K+

K+

K+

K+K+

K+

K+

K+Na+

Na+

K+

K+K+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+

Na+Na+

Na+Na+

Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

K+ K+

K+K+

K+

K+

K+

Na+

Na+

K+

Leak:• NA+ and K+ “leak”

across the membrane

• A “pump” restores the imbalance

Curenje:• NA+ i K+ “cure” kroz

membranu

• “Pumpa” ispravlja neravnotežu

Natrijum-kalijum pumpa

– Približno 40% potrošnje ATP u neuronu koristi se za održavanje ravnoteže elektrostati čkih i hemijskih sila

– tri jona natrijuma izbacuje, a dva jon akalijuma ubacuje; u 1 sekundi izmeni se 300 jona natrijuma i 200 jona kalijuma.

– Svaki neuron ima oko 1 milion pumpi.

Neurotransmisijavoltažno zavisni jonski kanali

A-A-

A-A-K+

K+K+

K+

K+K+K+

K+

Na+

Na+

K+K+

Na+

Na+

Na+

Na+Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

K+ K+

K+

K+

K+

Na+

Voltažno-zavisni kanali su zatvoreni pri potencijalu mirovanja

Sa depolarizacijom, voltažno-zavisni kanal ise otvaraju što omogućuje da Na+ “nagrune” u neuron

Nešto kasnije, voltažno-zavisni K+ kanali se otvaraju i K+ izlazi iz neurona

Na+

Na+

Na+Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

K+

K+

K+

K+K+

K+ K+

K+

K+K+

K+K+

Ali, da bi se to desilo, prethodno na aksonskim brežuljku mora da se dostigne kritična sumacija sa ekscitatornih (i i nhibitornih) ulaznih sinapsi

Pasivni potencijali vs akcionipotencijal

Tip signala Amplituda Trajanje Sposobnost sumiranja?

Efekat Propagacija

Receptorski potencijali

0.1- 10mV 5-100 ms Gradiran Hiper- ili de-polarizacija

Pasivna

Sinaptički potencijali

0.1-10mV 5 ms-20 min Gradiran Hiper- ili de-polarizacija

Pasivna

Akcioni potencijal

70-110mV 1-10ms Sve ili ništa De- polarizacija

Aktivna

Ekscitacija i inhibicija

SINAPSA može da bude ekscitatorna ILI inhibitorna

Isti neurotransmiter može da posreduje eksicitacijui inhibiciju

u zavisnosti od tipa receptora na koji deluje

EPSP i IPSP

•Uzrokovan ekscitatornom sinapsom

•Otvaranje Na+ ili Ca2+ kanala

•Izaziva kratku depolarizaciju

•Pomera membranski potencijal prema pragu(povećava verovatnoću generisanja AP)

Inhibitorni postsinaptički potencijal (IPSP):

•Uzrokovan inhibitornom sinapsom

•Otvaranje K+ or Cl - kanala

•Izaziva kratku hiperpolarizaciju

•Pomera membranski potencijal od praga(smanjuje verovatnoću generisanja AP)

Ekscitatorni postsinaptički potencijal (EPSP):

Neurotransmiteri deluju preko receptora koji sadrže jonske kanale: “čine da se stvari dešavaju”

Neuromodulatori deluju preko receptora vezanih za G proteine i sistema drugih glasnika – modulišu efekte neurotransmitera

Neurotransmiteri

Neuromodulatori

Prag akcionog potencijala (-50 mV)

Potencijal mirovanja (-60 mV)

(0 mV)

(-70 mV)

Jonotropni i metabotropni receptori

Brzi

Protok jona

milisekunde

Spori

Kaskada drugih glasnika

sekundi

Neurotransmiter vs neuromodulator

Transmiter Receptor

“Vratnica”

Modulator

ReceptorG protein

Efektorni protein

Ekstracelularno

Intracelularno

Ekstracelularno

Intracelularno

odgovor

dani6 h 12 h 1 dan 10 dana

aktivacija/inhibicija jonskih kanala (milisekunde)

formiranje drugih glasnika

aktivacija enzima

sinteza RNK

sinteza proteina

enzimska aktivnost

Razlike u nastupu i trajanju postsinaptičkog efekta

INICIJALNI EFEKTI

ADAPTIVNI EFEKTI

Pitanja i komentari?