Neurobiologie

Prof. dr. Alexandru Babeş – Catedra de Fiziologie şi Biofizică

I. Sistemul nervos – descriere generală

Sistemul nervos central

-creierul

-măduva spinării

Sistemul nervos periferic

-ganglioni

-nervii periferici

Complexitatea sistemului nervos

-1011 neuroni; 1 neuron – conexiuni cu alți 104 neuroni

-doar 10% dintre celulele din creier sunt neuroni

-90% sunt celule gliale (oligodendrocite, astrocite și celule microgliale)

II. Sistemul nervos – componente celulare

Celule gliale – oligodendrocite si microglii

oligodendrocita

microglie

Celule gliale – astrocite

pot elibera

gliomediatori

interactioneaza

cu mai multi

neuroni si sute

de sinapse

regleaza fluxul

sangvin local;

participa la BHE

Oligodendrocitele genereaza stratul de mielina in SNC

Regiunile funcționale ale neuronului

1. Arborizația dendritică – culegerea de informații

2. Soma, sau corpul neuronal – procesarea informației

3. Conul axonal – declanșarea excitației

4. Axonul – propagarea informației

5. Terminațiile neuronale – transferul de informație către altă celulă

Structura membranei plasmatice

Transportul ionic transmembranar

Potentialul de repaus transmembranar

Potenţiale locale și potenţiale de acţiune

Potential de receptor

Potential post-sinapticPotential post-sinaptic

Potential de acțiune

Sinapsele rapide pot fi electrice (A) sau chimice (B)

Placa motorie, sau

joncţiunea neuro-

musculară

Sinapsa chimică

Na+

++

+

++

+

+

Diferenţe între placa motorie şi sinapsele din SNC

Sinapse excitatoare în SNC

Sinapse inhibitoare în SNC

Integrarea sinaptica – sumarea spatiala si temporala

Transmiterea sinaptică lentă – modularea sinaptică

-receptori metabotropi – nu sunt canale ionice; activează căi de semnalizare intracelulare

asociate cu sinteza unui mesager secundar

Efectul noradrenalinei asupra miocardului este mediat de calea

de semnalizare a AMPc

Pi

- Receptor β-adrenergic → proteina Gs → Gα-GTP → adenilat ciclaza → AMPc → PKA →fosforilarea proteinelor țintă

PKA

Ca2+

Activarea căii de semnalizare a fosfolipazei C (PLC)

- Receptor pentru NA → proteina G → Gα-GTP → PLC (fosfolipaza C) → IP3 + DAG

→ IP3 induce eliberarea de Ca2+ din reticulul endoplasmic

Traducerea stimulilor gustativi

-în regiunea apicală sunt situați receptorii

membranari care detectează stimulii

gustativi

-aceștia pot fi canale ionice (gustul sărat,

gustul acru) sau receptori cuplați cu

ș

ș

gustul acru) sau receptori cuplați cu

proteine G (gustul dulce, amar și umami)

-în regiunea latero-bazală se gasesc

canale de Na+, K+ și Ca2+ implicate în

inițierea potențialului de receptor și în

influxul de Ca2+ care induce exocitoza

veziculelor încărcate cu neuromediatori

-detecția stimulilor olfactivi (molecule odorante) se face de către receptori cuplați cu

proteine G localizați in membrana cililor olfactivi

Traducerea stimulilor olfactivi

-receptori → proteine G → adenilat ciclaza → AMPc → activarea canalelor cationice →influx de Na+ și Ca+ → depolarizare → potențiale de acțiune

Traducerea mecano-

electrică

- înclinarea cililor într-o direcţie

duce la tensionarea unor filamente

proteice (tip-link) care leagă doi cili

învecinaţi

- în urma înclinării cililor se produce - în urma înclinării cililor se produce

deschiderea canalelor mecano-

senzitive; prin aceste canale are loc un

influx de K+ şi se produce

depolarizarea celulei, deschiderea

canalelor de calciu dependente de

voltaj, influx de calciu și exocitoza

veziculelor încărcate cu glutamat la

sinapsa cu terminațiile neuronilor

auditivi de ordinul 2

Traducerea stimulilor vizuali

hν

- iluminare → activarea rodopsinei (metarodopsina II) → activarea transducinei (proteina

G) → activarea fosfodiesterazei (PDE) → hidroliza GMPc la GMP → scăderea

concentrației de GMPc → închiderea canalelor cationice sensibile la nucleotide ciclice →hiperpolarizare → scăderea cantității de neuromediator (glutamat) eliberat la sinapsele cu

celulele bipolare

Cortexul somatosenzitiv primar

Motoneuronii inferiori (din coarnele ventrale ale maduvei)

controlează activitatea fibrelor musculare scheletice

Structura fibrei

musculare scheletice

Triada

Contractia musculara – scurtarea sarcomerei

Teoria alunecarii filamentelor

Ca2+

Aria de asociaţie anterioară – cortexul prefrontal

Phineas Gage, 1848

Phineas Gage – leziunea lobului prefrontal – modificarea profundă a personalității –

incapacitarea rațiunii și a planificării

Aria de asociație posterioară – parieto-temporală

Cortexul posterior parieto-temporal – integrează informaţie senzorială somatică, vizuală,

auditivă – lezarea acestei regiuni corticale - agnozie

Pacientul H.M.

Ariile corticale ale limbajului

(Broca şi Wernicke)

Afazia Broca – “motorie”

Afazia Wernicke – “senzitivă”

Afazia de conducţie

Sistemul motor al creierului

Secvența de procesare a informației este

inversată

1. Cortexul prefrontal (multimodal)

2. Cortexul premotor – pregătirea mișcării

(unimodal)

3. Cortexul motor – comanda de mișcare

voluntară

Căile motorii descendente

-Două tipuri de proiecţii descendente – cortex-măduvă şi trunchi-măduvă

- cerebelul şi ganglionii bazali au rol de modulare