3_ELEMENTE DE TEORIE NEURONALA.ppt

7/24/2019 3_ELEMENTE DE TEORIE NEURONALA.ppt

1/20

ELEMENTE DE TEORIEELEMENTE DE TEORIE

NEURONALNEURONAL

Proprietile fundamentaleProprietile fundamentale

ale neuronilor. Sinapsaale neuronilor. Sinapsa


2/20

ExcitabilitateaExcitabilitatea

Excitabilitatea -Excitabilitatea -proprietatea neuronului de aproprietatea neuronului de arspunde la un stimul electric prin generarea unuirspunde la un stimul electric prin generarea unuipotenial de aciune.potenial de aciune.

Din punct de vedere funcional, neuronul trece prinDin punct de vedere funcional, neuronul trece prindou stri:dou stri:

-- de repausde repaus, n care exist o diferen de potenial, n care exist o diferen de potenialelectric ntre interiorul i exteriorul celulei (numitelectric ntre interiorul i exteriorul celulei (numitpotenial de repaus - cei mai muli ioni po!itivipotenial de repaus - cei mai muli ioni po!itiviintracelulari sunt repre!entai de "#, n timp ce ceiintracelulari sunt repre!entai de "#, n timp ce ceiextracelulari sunt repre!entai de $a#. %t&t timpextracelulari sunt repre!entai de $a#. %t&t timp

c&t interiorul celulei nervoase rm&ne mai negativc&t interiorul celulei nervoase rm&ne mai negativdec&t exteriorul su, neuronul va rm&ne inactiv.dec&t exteriorul su, neuronul va rm&ne inactiv.

-- de activitatede activitate, c&nd este generat potenialul de, c&nd este generat potenialul deaciune.aciune.


3/20

Potenialul electric de repausPotenialul electric de repaus

este re!ultatul repartiiei inegale a ionilor i sarcinilor electrice de oeste re!ultatul repartiiei inegale a ionilor i sarcinilor electrice de o

parte i de alta a neurilemei, fapt care generea! o diferen departe i de alta a neurilemei, fapt care generea! o diferen depotenial cuprins ntre ') i '*) m+potenial cuprins ntre ') i '*) m+ membrana neuronului este ncrcat cu sarcini electrice po!itive lamembrana neuronului este ncrcat cu sarcini electrice po!itive la

exterior i negative la interiorexterior i negative la interior aceast repartiie se datorea!:aceast repartiie se datorea!:- permeabilitii selective a membranei,- permeabilitii selective a membranei,- ecilibrului ionic de membran Donnan,- ecilibrului ionic de membran Donnan,- potenialului de difu!iune i- potenialului de difu!iune i

- interveniei mecanismelor de transport activ de tipul pompelor- interveniei mecanismelor de transport activ de tipul pompelorionice/.ionice/.

%stfel, n stare de repaus, membrana neuronal este (Dnoiu, 0))):%stfel, n stare de repaus, membrana neuronal este (Dnoiu, 0))): foarte puin permeabil pentru $a#, dispus n concentraie mare lafoarte puin permeabil pentru $a#, dispus n concentraie mare la

exterior, ceea ce-i imprim tendina normal de a intra pasiv nexterior, ceea ce-i imprim tendina normal de a intra pasiv ncelulcelul impermeabil pentru cei mai muli dintre anionii din interiorulimpermeabil pentru cei mai muli dintre anionii din interiorul

celulei singurul anion pentru care membrana neuronal estecelulei singurul anion pentru care membrana neuronal estepermeabil n stare de repaus este 1l-permeabil n stare de repaus este 1l-

foarte permeabil pentru "#, care n virtutea gradientului defoarte permeabil pentru "#, care n virtutea gradientului deconcentraie (dar mpotriva celui electric iese din celul i seconcentraie (dar mpotriva celui electric iese din celul i se

dispune pe faa extern.dispune pe faa extern.


4/20

Potenialul de aciunePotenialul de aciune

Este declanat de un stimul electric, cimic, 2!ic, careEste declanat de un stimul electric, cimic, 2!ic, care

acionea! asupra neuronului a3at n repaus.acionea! asupra neuronului a3at n repaus.

MecanismMecanism: crete brusc permeabilitatea local a: crete brusc permeabilitatea local amembranei pentru ioni, n special pentru $a#, caremembranei pentru ioni, n special pentru $a#, careptrunde masiv n celul, determin&nd depolari!area eiptrunde masiv n celul, determin&nd depolari!area ei(se descid pori/ sau canale ionice dependente de un(se descid pori/ sau canale ionice dependente de un

anumit volta4 ' o depolari!are local ce micorea!anumit volta4 ' o depolari!are local ce micorea!diferena de potenial cu -56-0)m+.diferena de potenial cu -56-0)m+.

Dac acest prag nu a fost atins potenialul de aciune nuDac acest prag nu a fost atins potenialul de aciune nu

se declanea!.se declanea!.

7 membran depolari!at va avea gradiente electrice i7 membran depolari!at va avea gradiente electrice iionice inversate fa de starea de repaus, adic sarciniionice inversate fa de starea de repaus, adic sarcininegative la exterior i po!itive n interior.negative la exterior i po!itive n interior.

8otenialul de aciune are o amplitudine de 55)-50)m+ i8otenialul de aciune are o amplitudine de 55)-50)m+ i

o durat foarte scurt, de numai 0-9 ms.o durat foarte scurt, de numai 0-9 ms.


5/20

RepolarizareaRepolarizarea

mediat dup depolari!are, canalele rapidemediat dup depolari!are, canalele rapidepentru $a# se ncid i permeabilitateapentru $a# se ncid i permeabilitateapentru acest ion scade din nou foarte mult.pentru acest ion scade din nou foarte mult.

%pare un%pare un e3ux nsemnat de "# (ieirea nue3ux nsemnat de "# (ieirea numai este oprit de bariera electrostatic,mai este oprit de bariera electrostatic,care reface gradientul electriccare reface gradientul electric..

ntervntervinin pompelpompeleeionice, careionice, care expul!ea!expul!ea!$a# i introduc "#, restabilind i$a# i introduc "#, restabilind igradientul ionic.gradientul ionic.


6/20

1onductibilitatea1onductibilitatea

Este proprietatea neuronului de a transmite impulsul electric de-Este proprietatea neuronului de a transmite impulsul electric de-a lungul prelungirilor sale.a lungul prelungirilor sale.

1onducerea in3uxurilor nervoase prin nervi este condiionat de1onducerea in3uxurilor nervoase prin nervi este condiionat deintegritatea lor morfo-funcional, le!area lor 2ind urmat deintegritatea lor morfo-funcional, le!area lor 2ind urmat deafectarea conductibilitii.afectarea conductibilitii.

$ervii se mpart, n raport cu modul de conducere a semnalelor$ervii se mpart, n raport cu modul de conducere a semnalelorelectrice, n:electrice, n:

- sen!itivi, conduc in3uxul electric de la periferie spre ;$1- sen!itivi, conduc in3uxul electric de la periferie spre ;$1(aferent,(aferent,

- motori, conduc de la ;$1 la organele efectoare,- motori, conduc de la ;$1 la organele efectoare,

- micti, formai at&t din 2bre sen!itive, c&t i motorii.- micti, formai at&t din 2bre sen!itive, c&t i motorii.

1onductibilitatea depinde de:1onductibilitatea depinde de:

- pre!ena tecii de mielin, care este i!olant din punct de vedere- pre!ena tecii de mielin, care este i!olant din punct de vedereelectric,electric,

- grosimea 2brei nervoase (2brele groase conduc mai rapid dec&t- grosimea 2brei nervoase (2brele groase conduc mai rapid dec&tcele mai subiri.cele mai subiri.


7/20

ford, prin cureni dedepolari!are, numii curenii locali ?erman.depolari!are, numii curenii locali ?erman.

1onducerea impulsului se face:1onducerea impulsului se face:- cu o celtuial energetic mare (de @)) de- cu o celtuial energetic mare (de @)) deori mai mare dec&t n 2brele mielinice,ori mai mare dec&t n 2brele mielinice,

- cu decrement spaial (scderea treptat a- cu decrement spaial (scderea treptat aamplitudinii,amplitudinii,

- cu o vite! redus (n medie de ),6 mAs- cu o vite! redus (n medie de ),6 mAspentru 2brele subiri,pentru 2brele subiri,- 2ind caracteristic 2brelor vegetative i- 2ind caracteristic 2brelor vegetative i

somatice foarte subiri (diametrul sub 5somatice foarte subiri (diametrul sub 5..


8/20

Fibrele mieliniceFibrele mielinice

propagarea se face saltatoriu, srind de la unpropagarea se face saltatoriu, srind de la un

nod la altul (uneori potenialul de aciunenod la altul (uneori potenialul de aciunepoate sri 9-6 noduri, strbt&nd membranapoate sri 9-6 noduri, strbt&nd membranadoar la nivelul nodurilor Banvier.doar la nivelul nodurilor Banvier.

1onducerea saltatorie:1onducerea saltatorie:

- crete vite!a cu p&n la 6) de ori fa de- crete vite!a cu p&n la 6) de ori fa de2brele amielinice (a4ung&nd la 50) mAs2brele amielinice (a4ung&nd la 50) mAspentru 2brele groase,pentru 2brele groase,

- se face cu un consum energetic foarte mic- se face cu un consum energetic foarte mic(deoarece pompele ionice acionea! numai(deoarece pompele ionice acionea! numai

la nivelul nodurilor Banvier,la nivelul nodurilor Banvier,- este o propagare fr decrement spaial- este o propagare fr decrement spaial

(segmentele nodale 4oac rolul de(segmentele nodale 4oac rolul deCstabili!atoare de tensiune/.Cstabili!atoare de tensiune/.


9/20

;inapsa;inapsa

Sinapsa Sinapsa

legtur funcional prin carelegtur funcional prin care

potenialul de aciune este transmis:potenialul de aciune este transmis:

- de la un neuron la altul,- de la un neuron la altul,

- de la un neuron la celulele efectoare (sinapse- de la un neuron la celulele efectoare (sinapseneuro-musculare,neuro-musculare,

- de la celulele receptoare la un neuron.- de la celulele receptoare la un neuron.

ermenul de sinaps a fost introdus de ;erringtonermenul de sinaps a fost introdus de ;errington(5* - locul de contact ntre dou sau mai multe(5* - locul de contact ntre dou sau mai multecelule nervoase.celule nervoase.

ransmiterea potenialului de aciune nu se faceransmiterea potenialului de aciune nu se facei!olat, ci sub form dei!olat, ci sub form de salve de impulsurisalve de impulsurielectriceelectrice, dar, darntotdeauna ntr-un singur sensntotdeauna ntr-un singur sens ..


10/20

;inapsa;inapsa

;inapsa interneuronal - !on difereniat;inapsa interneuronal - !on difereniatmorfocimic i funcional, format din doumorfocimic i funcional, format din doucomponente de ba!:componente de ba!:

a componenta presinaptic,a componenta presinaptic,

- repre!entat de butonii terminali ai- repre!entat de butonii terminali ai

axonului (numrul butonilor terminali varia! deaxonului (numrul butonilor terminali varia! dela unul - n me!encefal - p&n la c&teva mii saula unul - n me!encefal - p&n la c&teva mii sau!eci de mii - celulele piramidale din cortex!eci de mii - celulele piramidale din cortex

- butonul terminal conine mitocondrii,- butonul terminal conine mitocondrii,en!ime i ve!icule pline cu mediator cimic.en!ime i ve!icule pline cu mediator cimic.

b componenta postsinaptic ' nu are mediatorib componenta postsinaptic ' nu are mediatoricimici, fapt ce confer sinapsei asimetriacimici, fapt ce confer sinapsei asimetriamorfologic necesar conducerii impulsuluimorfologic necesar conducerii impulsuluiunidirecional.unidirecional.


11/20

;inapsa;inapsa

Fanta sinaptic Fanta sinaptic --se a3se a3ntre componenta presinaptic i ceantre componenta presinaptic i cea

postsinaptic,postsinaptic,- este un spaiu plin cu licid extracelular (spaiu- este un spaiu plin cu licid extracelular (spaiu

sinaptic, cu grosimea de 0))-@)) %ngstromi.sinaptic, cu grosimea de 0))-@)) %ngstromi.- mediatorul cimic din ve!iculele sinaptice- mediatorul cimic din ve!iculele sinaptice

funcionea! ca un neuromediator care, dupfuncionea! ca un neuromediator care, dupeliberarea n fanta sinaptic, va stimula sau va inibaeliberarea n fanta sinaptic, va stimula sau va inibaprin receptori speci2ci componenta postsinaptic.prin receptori speci2ci componenta postsinaptic.

Dup componenta postsinaptic, sinapsele pot 2:Dup componenta postsinaptic, sinapsele pot 2:

- axo-dendritice (legtura se face cu dendritele altui- axo-dendritice (legtura se face cu dendritele altuineuron,neuron,- axo-somatice (legtura se face cu corpul altui- axo-somatice (legtura se face cu corpul altui

neuron,neuron,- axo-axonice (legtura se face cu axonul altui neuron.- axo-axonice (legtura se face cu axonul altui neuron.


12/20

Reprezentarea scematic aReprezentarea scematic asinapselor axo-dendriticesinapselor axo-dendritice


13/20

Structura unei sinapseStructura unei sinapse


14/20

!ipuri "uncionale de sinapse!ipuri "uncionale de sinapse

8otenialul de aciune a4uns la nivelul8otenialul de aciune a4uns la nivelulcomponentei presinaptice va determina uncomponentei presinaptice va determina unin3ux local de ioni de calciu, care va penetrain3ux local de ioni de calciu, care va penetrabutonii terminali.butonii terminali.

;e activea! anumite sisteme en!imatice,;e activea! anumite sisteme en!imatice,care rup ve!iculele sinaptice i eliberea!care rup ve!iculele sinaptice i eliberea!apoi mediatorul cimic n fanta sinaptic.apoi mediatorul cimic n fanta sinaptic.

Fediatorul cimic va induce n membranaFediatorul cimic va induce n membranapostsinaptic:postsinaptic:

- 2e o depolari!are (aciune excitatorie,- 2e o depolari!are (aciune excitatorie,

- 2e o iperpolari!are (aciune inibitorie.- 2e o iperpolari!are (aciune inibitorie.


15/20

Sinapsele excitatoriiSinapsele excitatorii

88;E (poteniale postsinaptice excitatorii:88;E (poteniale postsinaptice excitatorii:

- apar prin depolari!area tran!itorie a membraneiapar prin depolari!area tran!itorie a membraneipostsinaptice, ca urmare a eliberrii unor cantitipostsinaptice, ca urmare a eliberrii unor cantitimici de mediator de tipmici de mediator de tipexcitatorexcitator (acetilcolina,(acetilcolina,noradrenalinanoradrenalina

- determin creterea permeabilitii membraneidetermin creterea permeabilitii membraneipostsinaptice pentru toi ionii, mai ales pentru $a#postsinaptice pentru toi ionii, mai ales pentru $a#(dar i pentru "# i 1l-, ceea ce va determina(dar i pentru "# i 1l-, ceea ce va determinascderea proporional a potenialului de repaus cuscderea proporional a potenialului de repaus cu

cantitatea de mediator cimic eliberat n spaiulcantitatea de mediator cimic eliberat n spaiulsinaptic (n medie de '5)'56 m+sinaptic (n medie de '5)'56 m+

- 88;E este tran!itoriu, nepropagat i are un caracter88;E este tran!itoriu, nepropagat i are un caractergradual (nu respect legea Ctot sau nimic/.gradual (nu respect legea Ctot sau nimic/.


16/20

Sinapsele inhibitoriiSinapsele inhibitorii

88; (potenialul postsinaptic inibitor:88; (potenialul postsinaptic inibitor:

- la nivelul butonilor terminali se eliberea! mediatori- la nivelul butonilor terminali se eliberea! mediatoricimicicimiciinibitoriinibitori de tipul G%=% (acidul gamade tipul G%=% (acidul gamaaminobutiric, taurin, glicocolaminobutiric, taurin, glicocol

- alteori mediatorul este acelai ca n sinapsele excitatorii,- alteori mediatorul este acelai ca n sinapsele excitatorii,dar difer efectul su asupra canalelor cu reglaredar difer efectul su asupra canalelor cu reglarecimic.cimic.

- apare creterea permeabilitii postsinaptice pentru "#- apare creterea permeabilitii postsinaptice pentru "#sau 1l-, care ies din corpul neuronal, aduc&nd un surplussau 1l-, care ies din corpul neuronal, aduc&nd un surplusde sarcini po!itive pe faa extern a membraneide sarcini po!itive pe faa extern a membranei

- se produce o iperpolari!are speci2c (p&n la ' ) m+,- se produce o iperpolari!are speci2c (p&n la ' ) m+,

care blocea! trecerea potenialului de aciunecare blocea! trecerea potenialului de aciune

- 88; este un rspuns gradat, nepropagat, de scurt- 88; este un rspuns gradat, nepropagat, de scurtdurat, deoarece pompele de $a#A "# restabilesc rapiddurat, deoarece pompele de $a#A "# restabilesc rapidcondiiile de repaus.condiiile de repaus.

- acest tip de sinapse sunt sinapse axo-somatice.- acest tip de sinapse sunt sinapse axo-somatice.


17/20

SinapsaSinapsa

#n $nal%#n $nal%neuronul reali!ea! integrareaneuronul reali!ea! integrareabiopotenialelor, fc&nd suma algebric dintre 88;Ebiopotenialelor, fc&nd suma algebric dintre 88;Ei 88;, n urma unei funcii integrative cei 88;, n urma unei funcii integrative cepresupune:presupune:

sumarea temporalsumarea temporal a potenialelor postsinapticea potenialelor postsinapticesuccesive aprute n aceeai !on postsinaptic isuccesive aprute n aceeai !on postsinaptic i

sumarea spaialsumarea spaiala potenialelor postsinapticea potenialelor postsinapticeaprute n mai multe !one sinaptice nvecinate.aprute n mai multe !one sinaptice nvecinate.

Dac potenialul postsinaptic care re!ult depeteDac potenialul postsinaptic care re!ult depetevaloarea critic de prag, atunci se generea! unvaloarea critic de prag, atunci se generea! unpotenial de aciune de tip /tot sau nimic/potenial de aciune de tip /tot sau nimic/

Dac nu, neuronii devin facilitai, dar nu excitai.Dac nu, neuronii devin facilitai, dar nu excitai.


18/20

Mediatorii chimici ai sinapselorMediatorii chimici ai sinapselor

Sinapsele colinergiceSinapsele colinergice- au ca mediator cimic acetilcolina (%c- au ca mediator cimic acetilcolina (%c

- sunt cele mai numeroase sinapse existente n- sunt cele mai numeroase sinapse existente nsistemul nervossistemul nervos

- %c acionea! pe receptori speci2ci de pe- %c acionea! pe receptori speci2ci de pe

membrana postsinaptic numii:membrana postsinaptic numii: -- nicotinicinicotinici($ - pre!eni la nivelul ganglionilor($ - pre!eni la nivelul ganglionilorvegetativi, n ;$1 i n placa motorie, 2indvegetativi, n ;$1 i n placa motorie, 2indstimulai de concentraii mici de nicotin, n timpstimulai de concentraii mici de nicotin, n timpce o cantitate mare de nicotin i blocea!,ce o cantitate mare de nicotin i blocea!,

- muscarinici- muscarinici(F - pre!eni la nivelul(F - pre!eni la nivelul4onciunii muciului neted, sunt blocai de4onciunii muciului neted, sunt blocai deatropin i sunt rspun!tori de aciunea rapid aatropin i sunt rspun!tori de aciunea rapid amediatorului.mediatorului.


19/20


;inapsele adrenergice;inapsele adrenergice

- au ca mediator cimic norepinefrina ($E,au ca mediator cimic norepinefrina ($E,noradrenalina i epinefrina (E, adrenalinanoradrenalina i epinefrina (E, adrenalina

- ambele acionea! pe receptori speci2ci notaiambele acionea! pe receptori speci2ci notaialfa i beta, dar $E are a2nitate mai marealfa i beta, dar $E are a2nitate mai marepentru receptorii alfa adrenergici, n timp cepentru receptorii alfa adrenergici, n timp ceepinefrina are a2nitate pentru receptorii beta,epinefrina are a2nitate pentru receptorii beta,

- pentru cele mai multe sinapse din ;$1, $E i E- pentru cele mai multe sinapse din ;$1, $E i Esunt mediatori excitatori.sunt mediatori excitatori.

%u mai fost descrise sinapse dopaminergice%u mai fost descrise sinapse dopaminergice(mediator dopamina, serotoninergice(mediator dopamina, serotoninergice(mediator serotonina i multe alte tipuri de(mediator serotonina i multe alte tipuri desinapse, exist&nd peste 6) de mediatori 'sinapse, exist&nd peste 6) de mediatori 'istamina, substana 8, glicocolul, taurina,istamina, substana 8, glicocolul, taurina,G%=%, endor2nele etc.G%=%, endor2nele etc.


20/20


Dup eliberarea n spaiul sinaptic mediatorulDup eliberarea n spaiul sinaptic mediatorul

cimic:cimic:- o parte interacionea! cu receptorii si speci2ci- o parte interacionea! cu receptorii si speci2ci

de pe membrana postsinapticde pe membrana postsinaptic

- o mic parte difu!ea! n afara spaiului sinaptic,- o mic parte difu!ea! n afara spaiului sinaptic,

- o alt parte este rapid inactivat en!imatic.- o alt parte este rapid inactivat en!imatic.

Exist i un mecanism de feed-bac> negativ deExist i un mecanism de feed-bac> negativ deinibare a eliberrii de noi molecule de mediatorinibare a eliberrii de noi molecule de mediator

cimic din ve!iculele butonilor terminali,cimic din ve!iculele butonilor terminali,procesul 2ind declanat n momentul atingeriiprocesul 2ind declanat n momentul atingeriiconcentraiei optime de mediator la nivelulconcentraiei optime de mediator la nivelulspaiului sinaptic.spaiului sinaptic.

3_ELEMENTE DE TEORIE NEURONALA.ppt

Documents

Transcript of 3_ELEMENTE DE TEORIE NEURONALA.ppt